一種電動汽車變換設(shè)備用濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一種電動汽車變換設(shè)備用濾波器，屬于電動汽車技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 輸入濾波器和輸出濾波器是開關(guān)電源中的重要組成部分。在開關(guān)電源的輸入端， EMI濾波器既能抑制開關(guān)尖峰電流流入電源，也能阻止電源線上的高頻干擾傳入后級變換 器。而且開關(guān)電源的輸入濾波器有利于提高系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的電磁兼容性。輸入濾波 器與后級變換器的相互作用對系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定的影響。而輸出濾波器能夠保證負載穩(wěn)定 工作并提供一個平滑的輸出電壓波形。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，EMI濾波器按照源端和負載端的阻抗特性劃分，主要由W下幾種： 具有低源阻抗和低負載阻抗特性的T型濾波器；具有低源阻抗和低負載阻抗特性的型濾 波器；具有低源阻抗和高負載阻抗特性的LC型濾波器W及具有高源阻抗和低負載阻抗特 性的化型濾波器。
[0004] 通常，一個簡單的LC低通濾波器能滿足低頻的濾波效果，但由于它是一個無阻尼 或欠阻尼的系統(tǒng)，當把它用作系統(tǒng)的輸入濾波器時，容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，當它作為系 統(tǒng)的輸出濾波器時，容易使輸出端產(chǎn)生阻尼震蕩，有時候還會造成嚴重的電磁干擾問題。通 常，在開關(guān)變換器的前端都會增加一個低通濾波器用來抑制EMI，但是增加輸入濾波器會改 變系統(tǒng)的傳輸函數(shù)，影響后級系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此，研究輸入濾波器對系統(tǒng)傳輸函數(shù)影響的 工作是尤為必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，性能 穩(wěn)定可靠，可W有效抑制電磁干擾的電動汽車變換設(shè)備用濾波器。
[0006] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該電動汽車變換設(shè)備用濾波 器，其特征在于：包括連接在輸入端與輸出端之間的阻尼濾波單元W及連接在阻尼濾波單 元與接地端之間的用于通過高頻信號的阻容濾波單元。
[0007] 優(yōu)選的，所述的阻尼濾波單元為電感Ll和電容Cl組成的LC濾波電路，所述的阻 容濾波單元連接在電容Cl與接地端之間。
[0008] 優(yōu)選的，所述的阻容濾波單元為并聯(lián)連接的電阻RlW及電容C2。
[0009] 優(yōu)選的，所述的電阻Rl的取值為：

[0011] 其中 R。為LC濾波單元的諧振阻抗。 .?：
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果是：
[0013] 1、本實用新型的電動汽車變換設(shè)備用濾波器包括阻尼濾波單元W及連接在阻尼 濾波單元與接地端之間的用于通過高頻信號的阻容濾波單元，結(jié)構(gòu)簡單。
[0014] 2、對濾波器進行最佳阻尼設(shè)計的原則是在濾波器的諧振頻率處，濾波器的輸出阻 抗達到峰值，通過設(shè)置阻容濾波單元，干擾頻率越高，高頻信號越容易通過，減小阻尼電阻 的能量損耗。輸出端增加一個含有阻尼設(shè)計的濾波器，能夠有效抑制EMI。當采用最佳阻尼 設(shè)計的濾波器時，輸出電壓基本穩(wěn)定在某一固定電壓值。
[0015] 3、通過進行伯德圖和奈奎斯特圖的仿真，結(jié)合穩(wěn)定性判據(jù)，本電動汽車變換設(shè)備 用濾波器在實際使用時具有性能穩(wěn)定的優(yōu)點。
[0016] 4、本實用新型的電動汽車變換設(shè)備用濾波器電阻和電容的參數(shù)值相比較傳統(tǒng)的 Ri-Cb并聯(lián)型模型下的參數(shù)值要小得多，從而減小了電阻和電容的大小和體積，有利于濾波 器的研制和應用。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本電動汽車變換設(shè)備用濾波器電路原理圖。
[001引圖2為本電動汽車變換設(shè)備用濾波器電路伯德圖。
[0019] 圖3為本電動汽車變換設(shè)備用濾波器電路奈奎斯特圖。
[0020] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)Buck電路原理圖。
[0021] 圖5為現(xiàn)有技術(shù)帶有LC濾波器的Buck電路原理圖。
[0022] 圖6為帶有LC濾波器的Buck電路伯德圖。
[0023] 圖7為帶有LC濾波器的Buck電路奈奎斯特圖。
[0024] 圖8為Buck電路輸出電壓波形圖。
[00巧]圖9為加入無阻尼輸入濾波器時Buck電路輸出電壓波形圖。
[0026] 圖10為輸入端加入本電動汽車變換設(shè)備用濾波器時Buck電路輸出電壓波形圖。
[0027] 圖11為加入無阻尼輸出濾波器時Buck電路輸出電壓波形圖。
[0028] 圖12為輸入端輸出端加入本電動汽車變換設(shè)備用濾波器時Buck電路輸出電壓波 形圖。
【具體實施方式】
[0029] 圖1~3是本實用新型的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1~12對本實用新型做進一 步說明。
[0030] 如圖1所不，一種電動汽車變換設(shè)備用濾波器，包括電容Cl~C2,電阻RlW及電 感L1。輸入端正極串聯(lián)電感Ll之后同時并聯(lián)電容Cl的一端W及輸出端正極，電感Cl的另 一端同時并聯(lián)電阻RlW及電容C2的一端，電阻RlW及電容C2的另一端同時連接輸入端 和輸出端負極。電阻Rl與電容Cl并聯(lián)，電容C2與電阻Rl并聯(lián)使高頻信號通過，減少阻尼 電阻的能量損耗。
[0031] 對濾波器進行最佳阻尼設(shè)計的原則是在濾波器的諧振頻率處，濾波器的輸出阻抗 達到峰值。通過設(shè)置電阻RlW及電容C2,干擾頻率越高，高頻信號越容易通過。輸出端增 加一個含有阻尼設(shè)計的濾波器，能夠有效抑制EMI。當采用最佳阻尼設(shè)計的濾波器時，輸出 電壓基本穩(wěn)定在某一固定電壓值。
[0032] 針對于本電動汽車變換設(shè)備用濾波器，假巧
同時假設(shè)Z" (S)為電阻Rl 無窮大時的輸出阻抗，Zu(S)為電阻0大時的輸出阻抗，由此得到式（1)和式（2):
(:〇 (2^
[00對在f=fm時，有MzW(jw)M= ||z0(j?)||，
[0036]計算得：
(3)
[0038] fm為本電動汽車變換設(shè)備用濾波器的諧振頻率，f1為常規(guī)LC濾波器的諧振頻率。
[00測在f=fm時，濾波器的輸出阻抗：
[0040]IZo(jO)II=IIZ"(jW)II=IIZ〇(jO)I(4)
[00川代入得：
C5)
[0043] 其中R。為LC濾波器的諧振阻抗，n為C2/C1。
[0044] 對濾波器進行最佳阻尼設(shè)計的原則是在濾波器的諧振頻率處，濾波器的輸出阻抗 達到峰值，即當f=fm時，Mz。〇?)II的倒數(shù)為零，推導得到最佳阻尼電阻Ri為：
(6)
[0046] 其中，輸出阻抗的峰值大于等于由此得到輸入濾波器的電感Ll= 330地，電 容Cl= 470uF，則諧振阻抗R。= 0. 84Q，令I(lǐng)|Zo||m= 1. 5Q，由上面結(jié)論可得n= 0. 177，C2 = 83. 19uF，Rl= 0. 6315Q。
[0047] 在表1中，對R-C串聯(lián)模型W及R-C并聯(lián)模型進行比較，由表1可知，運種模型下 的阻尼電阻和電容的參數(shù)值比Ri-Cb并聯(lián)型模型下的參數(shù)值要小得多，從而減小了電阻和 電容的大小和體積，有利于濾波器的研制和應用。
[0048]
[0049] 表 1
[0050]下面通過常規(guī)的Buck電路對本電動汽車變換設(shè)備用濾波器