直流电机伺服驱动开关电源的EMI滤波器设计

引言直流电机专用伺服驱动电源，已不仅仅是传统意义上的开关电源，它笔直参与了直流电机的控制工作，其特有的微机接口控制和上电时序控制功能尤其适合直流电机驱动系统，相对传统的通用型大功率电源有着分明的的技术优点，其多功能的技术特点，符合电机驱动电源系统的发展方向。然而，随着电子设计、计算机与家用电器的大量涌现和广泛普及，电网噪声干扰日益严重并形成一种公害。特别是瞬态噪声干扰，其上升速度快、继续时间短、电压振幅度高(几百伏至几千伏)、随机性强，尤其会对微机和伺服驱动系统易出现严重干扰，常使人防不胜防。

电磁干扰滤波器(EMIFilter)是近年来被推广使用的一种新型组合器件。它能有效地抑制电网噪声，提高伺服系统和电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性，可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源、测控系统等范畴。本文解析的就是一种直流电机伺服驱动开关电源的EMI滤波器设计。

滤波器设计

依据直流电机伺服驱动开关电源系统的特点，本设计中的EMI滤波器采用双级LC网络设计，双级LC网络插入开关电源电路中的位置如图1所示。

假定直流电源侧为低阻抗电压源US，DC／DC变换器输入端为高阻抗电流源i(t)。那么LC滤波器只能选择“Γ”型结构，最简单的双“Γ”型LC网络如图2所示。其频域传递函数为：

由于LC网络谐振时，会出现很大的电流(电压)峰值，这个网络有3个频率点的谐振峰值是非得限制，否则，会出现更大的EMI。限制这3个频率点的峰值是设计这个滤波器的紧要指挥思想。这3个频率点分别是：

由于LC网络谐振时，会出现很大的电流(压)峰值，这个网络有3个频率点的谐振峰值是非得限制，否则，会出现更大的EMI。限制这3个频率点的峰值是设计这个滤波器的紧要指挥思想。这3个频率点分别是：

第一级滤波器的谐振频率：

第二级滤波器的谐振频率:

第3个频率点就是DC／DC变换器的开关频率f。

下面详尽讨论滤波器设计办法，即选取LC网络中元件参数的办法：

由上面3个式子，3个频率点对应的传递函数的幅值分别为：

元件参数选取办法讨论如下：

为了限箭f1点的谐振峰值，要求插入衰减

zollogH1=zologC1／C2＜0，即C1

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