具有电磁干扰抑制结构的电能变换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电磁干扰抑制电路，特别是一种具有电磁干扰抑制结构的电能变换器。
【背景技术】
[0002]在开关电源、LED驱动器、LED灯具、逆变器、电池充电器、充电粧、电源适配器、医疗电源、医疗设备、通讯电源和通讯设备等电能变换器中，为抑制电能变换器中半导体开关器件高频工作产生的电磁噪声，通常会通过Y电容，X电容、共模电感和差模电感等电磁噪声滤波器件进行滤波，抑制其对外界环境的电磁干扰影响，满足相关的电磁兼容法规要求。
[0003]对于交流输入的电能变换器，根据交流输入方式可以分为：I类输入和II类输入，其中I类输入由交流输入线和地线组成，II类输入只由交流输入线组成。
[0004]a) I类电能变换器
[0005]I类电能变换器如图I所示，由可以简化成两部分：I类EMI滤波器和功率变换(Power Converter)电路组成。I类电能变换器的交流输入包括交流输入线和大地;EMI滤波器的左侧3个输入端I、2和3分别连接至交流输入线和大地;EMI滤波器右侧的输出端4、5和6分别连接至功率变换电路的输入端I、2和3;然后功率变换电路输出端4和5连接负载，提供所需的电能。
[0006]在I类电能变换器中的I类EMI滤波器通常采用I类单级EMI滤波电路单元，如图2所示，或者I类多级串联EMI滤波电路单元，如图3所示。
[0007]I类单级EMI滤波电路单元典型结构如图2所示，由3个输入端口 I，2和3与3个输出端口 4，5，和6组成，输入端口 3与输出端口 6都连接至大地线。I类单级ΕΜΓ滤波电路单元包括电容0￥1、0￥2、0￥3、0￥4、0乂1、0乂2、电感1^1和电感1^，其中电感1^1和电感1^可以单独工作，也可以用磁芯进行耦合，形成差模电感、共模电感或者差共模电感。上述器件CY1、CY2、CY3、CY4、CX1、CX2、电感L1和电感L2都可以独立工作，实现EMI噪声滤波功能。当上述器件独立工作时，其它电容以开路的方式进行替代，其它电感以短路线进行替代。
[0008]I类单级ΕΜΓ滤波电路单元的输入端I连接至电容CYl、电容CXl和电感LI的连接点；I类单级EMI滤波电路单元的输入端2连接至电容CY2、电容CXl和电感L2的连接点；I类单级ΕΜΓ滤波电路单元的输入端3连接至电容CYl和电容CY2的连接点，以及电容CY3和电容CY4的连接点和输出端口 6; I类单级EMI滤波电路单元的输出端4连接至电容CY3、电容CX2和电感LI的连接点；I类单级EMI滤波电路单元的输出端5连接至电容CY4、电容CX2和电感L2的连接点。
[0009]图2中所示的I类单级ΕΜΓ滤波电路单元中虚线框中电容CY1、CY2、CY3和CY4的形成的电路，用于提供后级功率变换电路电路中高频噪声源的噪声电流回路，以减小电能变换器中的噪声源对外部的电磁干扰。
[0010]增大I类单级EMI滤波电路单元中的电容CY1、CY2、CY3和CY4容量可以减小噪声源对外部的电磁干扰，但会增加电能变换器对地的漏电流。由于需要满足安全规范中对漏电流大小的限制，因此上述I类单级EMI滤波电路单元中对地电容CYl、CY2、CY3和CY4的容值大小就有限制，从而导致上述电容CY1、CY2、CY3和CY4的容值不能无限制地增大，造成图I所示的I类电能变换器噪声抑制困难，就需要再增加I级或多级的EMI滤波器，导致产品体积增大，效率降低，成本增高。
[0011]图3为I类多级串联的EMI滤波电路单元，由图2所示的I类单级EMI滤波电路单元串联而成，其中I类单级EMI滤波电路单元（I)的输入端I、2和3分别与交流输入线和大地线(Earth)相连；I类单级EMI滤波电路单元（I)的输出端4、5和6分别于I类EMI滤波电路单元
(2)的输入端1、2和3相连;I类单级EMI滤波电路单元(2)的输出端4、5和6分别于后续的I类EMI滤波电路单元(η)的输入端1、2和3相连;后续I类单级EMI滤波电路单元(η)的输出端4、5和6再与后续的功率变换电路的输入端I，2和3相连。
[0012]与I类单级EMI滤波器一样，I类多级串联的EMI滤波电路单元存在更多的对地电容，造成更大的漏电流，因此，其对地电容的电容量大小受到安全法规中漏电流大小的限制，导致图I所示的I类电能变换器噪声抑制困难，就需要再增加更多级的EMI滤波器，导致产品体积增大，效率降低，成本增高。
[0013]b)II类电能变换器
[0014]II类电能变换器如图4所示，由两部分组成:EMI滤波器和功率变换电路组成。II类电能变换器的交流输入只包括交流输入线;EMI滤波器的左侧2个输入端I和2分别连接至交流输入线;EMI滤波器右侧的输出端4和5分别连接至功率变换电路的输入端I和2;然后功率变换电路输出端4和5连接负载，提供所需的电能。
[0015]II类单级EMI滤波电路单元典型结构如图5所示，由2个输入端口 I和2与2个输出端口 4和5组成。II类单级ΕΜΓ滤波电路单元包括电容CXl、CX2、电感LI和电感L2，其中电感LI和电感L2可以单独工作，也可以用磁芯进行耦合，形成I个差模电感、共模电感或者差共模电感。上述器件CXl、CX2、电感LI和电感L2都可以独立工作，实现EMI噪声滤波功能。当上述器件独立工作时，其它电容以开路的方式进行替代，其它电感以短路线进行替代。
[0016]II类单级EMI滤波电路单元的输入端I连接至电容CXl和电感LI的连接点；II类单级EMI滤波电路单元的输入端2连接至电容CXI和电感L2的连接点；II类单级EMI滤波电路单元的输出端4连接至电容CX2和电感LI的连接点；II类单级EMI滤波电路单元的输出端5连接至电容CX2和电感L2的连接点。
[0017]图4所示的II类电能变换器，通过电容CXl、CX2、电感LI和电感L2对后级功率变换电路中高频噪声源的电磁干扰进行抑制。通过增加电容容量和电感量可以加强对高频电磁噪声的抑制效果。然而安规要求中掉电时间的要求限制了电容CXI和CX2的容量增加，造成图4所示II类电能变换器噪声抑制困难，就需要再增加I级或多级EMI滤波器进行抑制，但会增加产品的体积、重量和成本，同时降低电能变换效率。
[0018]当II类单级EMI滤波电路单元不能满足噪声抑制要求时，II类多级EMI滤波电路单元被提出以满足电磁噪声抑制的要求，如图6所示。II类多级EMI滤波电路单元由多个II类单级EMI滤波电路单元串联而成，其中II类单级EMI滤波电路单元（I)的输入端I和2分别与交流输入线相连；II类单级EMI滤波电路单元（I)的输出端4和5分别与II类单级EMI滤波电路单元(2)的输入端I和2相连；II类单级EMI滤波电路单元(2)的输出端4和5分别与后续II类单级EMI滤波电路单元(η)的输入端I和2相连;后续II类单级EMI滤波电路单元(η)的输出端再与后续的功率变换电路的输入端I和2相连，提供需要电能。
[0019]当图6所示的II类多级EMI滤波电路单元被应用到产品中，但该方案存在更多的跨接于火线和零线间的电容，造成更长的放电时间，为满足放电时间的要求，电容的容量就无法无限制地增加;多级的电感进一步增加了导致产品体积、重量和成本的增加，同时电能变换效率进一步下降。
【实用新型内容】