一種開關(guān)dc-dc轉(zhuǎn)換器及電磁干擾濾波裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及直流-直流轉(zhuǎn)換電路領(lǐng)域和抗電磁干擾與濾波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的噪聲和紋波濾除裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器為轉(zhuǎn)變輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。根據(jù)需求可采用兩類控制。PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制型效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。PFM(脈沖頻率調(diào)制方式)控制型即使長時間使用，尤其小負載時具有耗電小的優(yōu)點。在DC-DC轉(zhuǎn)換器中有許多高頻的大功率開關(guān)，其動作時可能產(chǎn)生干擾信號。主要表現(xiàn)為低頻的差模噪聲，在基頻開關(guān)頻率和諧波頻率呈現(xiàn)在輸入電感上。
[0003]其共模噪聲主要有高頻分量，在轉(zhuǎn)換器輸入電感器和地之間測量，在開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出包含某種噪聲和紋路。恰當?shù)卦O(shè)計實現(xiàn)電磁干擾(EMI)，可降低噪聲在可接受的范圍內(nèi)。在許多國家，傳導(dǎo)噪聲發(fā)射由FCC和VDE標準的ClassA和ClassB標準限定。在美國，F(xiàn)CC要求工廠用設(shè)備遵從ClassA，而家用設(shè)備要遵從更嚴格的ClassB標準。
[0004]現(xiàn)在大多數(shù)開關(guān)電源工作在100KHZ到IMHZ的頻率范圍內(nèi)，發(fā)射回電壓的傳導(dǎo)噪聲譜的主要峰值對應(yīng)基頻開關(guān)頻率及其諧波分量。傳導(dǎo)發(fā)射標準(如EN55011，EN55022)規(guī)定在150KHZ至30MHZ頻率范圍內(nèi)，從轉(zhuǎn)換器或電源系統(tǒng)的輸入反射到源的準峰值和平均限度傳導(dǎo)噪聲。為了遵循此標準，傳導(dǎo)噪聲譜中的所有峰值必須低于特定的限度。
[0005]但是，現(xiàn)有技術(shù)的缺點是效率低，諧波含量多。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，提供了一種可以減小共模扼流圖的體積，一種有效降低總傳導(dǎo)噪聲的開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的有源EMI濾波裝置，從而改進了開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器整體性能。
[0007]本實用新型還有一個目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題:提出一種可以解決開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器傳導(dǎo)噪聲無法低于特定限度的方案，達到國際傳導(dǎo)發(fā)射標準(如EN5501LEN55022)規(guī)定在150KHZ至30MHZ頻率范圍內(nèi)，可以支持更高濾波性能、可以兼顧在更小的空間里面，在頻率條和電壓電平下降的情況下更好地進行EMI的控制，兼具結(jié)構(gòu)合理，濾波效果好同時抗干擾能力強的優(yōu)點。
[0008]本實用新型再有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題:在頻率范圍150KHZ至30MHZ (傳導(dǎo)輻射標準EN55022要求的)內(nèi)，能衰減傳導(dǎo)模式和差模噪聲，同時可以支持多DC-DC變換器負載。
[0009]為達到上述目的，本實用新型技術(shù)方案提供一種開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括開關(guān)DC-DC電路，設(shè)置電磁干擾濾波裝置，開關(guān)DC-DC電路與電磁干擾濾波裝置連接，
[0010]所述開關(guān)DC-DC電路包括電壓轉(zhuǎn)換芯片Pl，
[0011]所述電磁干擾濾波裝置包括輸入保護電路、共模扼流組合電路以及輸出保護電路、輸出端口 P2，輸入保護電路與共模扼流組合電路連接，共模扼流組合電路與輸出保護電路連接，輸出保護電路與輸出端口 P2連接；
[0012]所述輸入保護電路包括熔斷器Fl和可調(diào)電阻R5，
[0013]所述共模扼流組合電路包括電感L1、電感L4、電感L2、電感L5、電阻R2、電阻R4、電阻R9和電容C5，電感LI與電感L2串聯(lián)，電感L4與電感L5串聯(lián)，電感LI連接電感L2的一端與電感L4連接電感L5的一端經(jīng)電阻R4連接，電感LI的另一端與電感L4的另一端經(jīng)電容C5連接，電感LI與電阻R2并聯(lián)，電感L4與電阻R9并聯(lián)；
[0014]所述輸出保護電路包括電容C3、電容C7、電容C8、電容Cl2、電容C13和電阻R3，電容C3、電容C7串聯(lián)，電容C8和電阻R3串聯(lián)，然后并聯(lián)；電阻C3和電容C7的中間點接地，電容C12 —端連接電容C8，另一端接地，電容C13 —端連接輸出端口 P2，另一端接地。
[0015]而且，所述開關(guān)DC-DC電路的電壓轉(zhuǎn)換芯片Pl采用電壓轉(zhuǎn)換芯片CS5171，所述開關(guān)DC-DC電路包括差模電容器Cl、旁路電容器C9、共模電感器L3，差模電容器Cl連接電壓轉(zhuǎn)換芯片Pl的引腳1，電壓轉(zhuǎn)換芯片Pl的引腳8經(jīng)旁路電容器C9接地，并經(jīng)共模電感器L3連接電壓轉(zhuǎn)換芯片Pl的引腳5的輸出。
[0016]本實用新型技術(shù)方案相應(yīng)提供一種開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的電磁干擾濾波裝置，包括輸入保護電路、共模扼流組合電路以及輸出保護電路、輸出端口 P2，輸入保護電路與共模扼流組合電路連接，共模扼流組合電路與輸出保護電路連接，輸出保護電路與輸出端口 P2連接；
[0017]所述輸入保護電路包括熔斷器Fl和可調(diào)電阻R5，
[0018]所述共模扼流組合電路包括電感L1、電感L4、電感L2、電感L5、電阻R2、電阻R4、電阻R9和電容C5，電感LI與電感L2串聯(lián)，電感L4與電感L5串聯(lián)，電感LI連接電感L2的一端與電感L4連接電感L5的一端經(jīng)電阻R4連接，電感LI的另一端與電感L4的另一端經(jīng)電容C5連接，電感LI與電阻R2并聯(lián)，電感L4與電阻R9并聯(lián)；
[0019]所述輸出保護電路包括電容C3、電容C7、電容C8、電容Cl2、電容C13和電阻R3，電容C3、電容C7串聯(lián)，電容C8和電阻R3串聯(lián)，然后并聯(lián)；電阻C3和電容C7的中間點接地，電容C12 —端連接電容C8，另一端接地，電容C13 —端連接輸出端口 P2，另一端接地。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點:針對傳統(tǒng)的濾波器大多采用無源濾波器，常常受到可用的電感、電容的體積制約而無法朝著更加精細化方向發(fā)展，設(shè)計了一種需要的電感、電容的體積相對較小，對高頻干擾提供足夠的衰減的一種開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的電磁干擾濾波裝置。該裝置可以濾除外界電路產(chǎn)生的高頻脈沖對電源的干擾，同時也起到減少開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器對外界的電磁干擾的作用。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型實施例的開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路示意圖。
[0022]圖2是本實用新型實施例的電磁干擾濾波裝置電路示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合實施例及附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0024]實施例提供的一種開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的電磁干擾濾波裝置，包括用于連接開關(guān)DC-DC電路的EMI濾波器。所述開關(guān)DC-DC電路一般由控制芯片，電感線圈，二極管，三極管，電容器構(gòu)成，具體實施時可以與EMI濾波器集成作為系統(tǒng)產(chǎn)品；EMI濾波器做在單封裝中，可以單獨生產(chǎn)售賣，它是一種通孔濾波器，有一個共模扼流圖，Y電容器(線-地)，兩個附加的電感和一個X電容器(線-線)，這種濾波器配置，提供足夠的插入損耗來遵守額定傳導(dǎo)發(fā)射限度。
[0025]圖1中，按照從左到右的裝置分別是開關(guān)DC-DC電路和EMI濾波器。
[0026]所述開關(guān)DC-DC電路的電壓轉(zhuǎn)換芯片Pl采用電壓轉(zhuǎn)換芯片CS5171，包括8個引腳(Header 4X2A)。如圖1、2所示，在圖1左邊所示的48V輸入DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入有一個差模電容器Cl。這個單模電解電容器，用于確保低輸入阻抗穩(wěn)定和良好的瞬態(tài)響應(yīng)。此電容器是轉(zhuǎn)換器的能量儲存器，為了得到最大效益，此電容器必須盡可能地靠近模塊Pl的輸入引腳I。同時增加旁路電容到變換器，輸入引腳8的旁路電容器C9是連到基板(此處是地)，輸出引腳為5。具體實施時，模塊Pl可采用電壓轉(zhuǎn)換芯片CS5171。共模電感