專利名稱：有源emi濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力傳送系統(tǒng)中電磁干擾(EMI)的衰減，特別涉及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的EMI降低。
背景技術(shù)：
例如雙極型晶體管、MOSFET和IGBT的高速開關(guān)器件能夠增加電壓源PWM(脈寬調(diào)制)倒相器的載頻，因此產(chǎn)生更好的工作特性。但是，源自于電壓和/或電流中的高變化率，高速開關(guān)產(chǎn)生以下的嚴(yán)重問題a)通過電動(dòng)機(jī)內(nèi)的雜散電容器并通過長的導(dǎo)線流到地的接地電流；b)傳導(dǎo)并輻射的EMI；c)電動(dòng)機(jī)軸承電流和軸電壓；以及c)縮短電動(dòng)機(jī)和變壓器的絕緣壽命。
當(dāng)開關(guān)器件改變狀態(tài)時(shí)，因?yàn)樵谌缃涣麟妱?dòng)機(jī)的負(fù)載內(nèi)以及開關(guān)轉(zhuǎn)換器內(nèi)不可避免的存在寄生的雜散電容，所以高速開關(guān)導(dǎo)致的電壓和/或電流變化產(chǎn)生高頻振蕩的共模和正常模式電流。因此，每次在出現(xiàn)倒相器開關(guān)動(dòng)作時(shí)，對(duì)應(yīng)于倒相器輸出終端的電勢相對(duì)于地快速移動(dòng)，并且共模電流的脈沖流進(jìn)直流傳輸線到達(dá)倒相器，經(jīng)過散熱(heatsink)電動(dòng)機(jī)電纜和電動(dòng)機(jī)線圈的電容接到達(dá)地面。對(duì)于乙類(民用的)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，脈沖電流的幅度通常為幾百毫安至幾安；脈沖寬度通常為250至500納秒。對(duì)于甲類驅(qū)動(dòng)(工業(yè)的)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的尺寸和電動(dòng)機(jī)電纜的長度，脈沖電流幅度通常具有250納秒至500納秒脈沖寬度的幾安，到具有1至2毫秒脈沖寬度的20安或者更大。
共模振蕩電流的頻譜范圍可以從轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率到幾十兆赫茲，其產(chǎn)生磁場并且時(shí)鐘產(chǎn)生輻射的電磁干擾(EMI)，因此有害地影響電子設(shè)備，例如無線電接收機(jī)、醫(yī)療器械等。
許多的政府限制應(yīng)用到某種電動(dòng)機(jī)應(yīng)用中的可允許線電流EMI以及可允許接地電流的程度。因此，在B類民用(器具)應(yīng)用中，接地電流在頻率范圍從0至30千赫茲(在對(duì)數(shù)曲線)上必須分別地保持在1至20毫安以下；傳導(dǎo)的線電流EMI在頻率范圍從150千赫茲至300兆赫茲上必須保持在指定值(小于約60dBμV)以下。對(duì)于作為A類工業(yè)應(yīng)用指定的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，對(duì)于接地電流的限制較不嚴(yán)格，但是線電流EMI仍限制在150千赫赫茲30兆赫茲。
通常，基于無源元件的共模扼流圈(common mode choke)和EMI濾波器不能完全解決這些問題。由輸入交流線中的共模電感器和“Y”電容器構(gòu)成的無源濾波器已經(jīng)用于過濾這種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的共模電流。無源共模濾波器可以對(duì)能被使用的PWM頻率設(shè)置限制，該濾波器體積很大(經(jīng)常是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體積的主要部分)并且昂貴。此外，它們功能缺陷在于它們表現(xiàn)出不期望的與預(yù)期的濾波作用相反的共振。再者，在通常用途的工業(yè)設(shè)備中，驅(qū)動(dòng)電路和電動(dòng)機(jī)經(jīng)常由電纜連接，電纜長達(dá)100米或更長。電纜越長，電動(dòng)機(jī)電纜中傳導(dǎo)的共模EMI就越大，并且傳統(tǒng)的無源共模輸入濾波器所需的尺寸也越大。
已知具有通過電阻器縮短的附加繞組的共模變壓器能夠抑制振蕩的接地電流。遺憾的是，電路中仍存在小量的非周期接地電流。
用于控制脈寬調(diào)制(PWM)受控電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中共模電流的有源濾波器是眾所周知的。在Satosbi Ogasawara等人的論文“Active Circuit forCancellation of Common-Mode Voltage Generated by a PWM Inverter”(IEESTransactions on Power Electronics，Vol.13，No.5，1998年9月)以及Ogasawara等人同名專利5831842中典型說明了這樣的器件。
圖10給出了典型的現(xiàn)有技術(shù)的有源濾波器電路或用于交流電動(dòng)機(jī)的EMI和噪聲消除器。因此，在圖10中，包括輸入端L和中性端的交流源連接到全波電橋連接的整流器40的交流輸入接線端。盡管顯示了單相電源，但是此處以及所有附圖中將說明的原理適用于三相或多相輸入。整流器40的正和負(fù)總線分別含有點(diǎn)A和D，并且在倒相器接線端B和F連接到三相橋式連接的PWM受控倒相器41。倒相器的輸入交流接線端連接到交流電動(dòng)機(jī)42。濾波器電容器40a也跨接在接線端B和F之間。電動(dòng)機(jī)42具有接地的外殼，該外殼由接地接線端43a連接到地線43。
有源濾波器由一對(duì)晶體管Q1和Q2構(gòu)成，Q1和Q2通過它們?cè)诠?jié)點(diǎn)E連接的射極與整流器40的直流輸出線相交。這限定了由差接變壓器的輸出繞組44控制的放大器，差接變壓器具有連接在整流器40的正和負(fù)輸出總線的輸入繞組45和46。繞組極性由傳統(tǒng)的點(diǎn)符號(hào)指定。繞組44連接在晶體管Q1和Q2的控制端與共射節(jié)點(diǎn)E之間。直流隔離電容器47在節(jié)點(diǎn)C連接到地線43。
包括電容器47的有源濾波器定義了用于轉(zhuǎn)移大部分共模電流的通路，共模電流能夠另外地流入通路L或N、A、B、M(電動(dòng)機(jī)42)、43、43a并回到L或N；(或者在極性相反時(shí)流入相反的通路)；或者流入通路L或N、D、F、M、43、43a(或者在極性相反時(shí)流入相反的通路)。因此，通過晶體管Q1和Q2的適當(dāng)控制，對(duì)于“正電流”，對(duì)于來自正接線端A的電流，大部分共模電流可轉(zhuǎn)移到通路B、M、C、E、Q2、F、B中，對(duì)于“負(fù)電流”大部分共模電流可轉(zhuǎn)移到通路B、M、C、E、Q1、B中。共模電流流入負(fù)接線端D的通路，對(duì)于“正電流”經(jīng)過通路F、M、C、E、Q2、F，對(duì)于“負(fù)電流”經(jīng)過通路F、M、C、E、Q1、B。對(duì)于“正電流”轉(zhuǎn)移的程度取決于繞組44的電流增益和Q2的電流增益，對(duì)于“負(fù)電流”取決于繞組44的電流增益和Q1的電流增益。為了獲得足夠程度的共模電流轉(zhuǎn)移，繞組44與晶體管Q1和Q2的全部電流增益必須是高的。
為了提供足夠高的電流增益，圖10的感應(yīng)變壓器44、45、46很大且昂貴。非常期望降低該變壓器的尺寸和成本，又不會(huì)危害電路的工作。另外的問題是由于需要高的電流增益，所以閉環(huán)電路具有產(chǎn)生有害振蕩的趨勢。
此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)晶體管Q1和Q2在由電路限定的“凈空高度(headroom)”內(nèi)的足夠大的范圍不能工作在它們的線性區(qū)，因此使有源濾波作用失敗。通過考慮圖10的近似等效電路能更好的理解晶體管Q1和Q2的集電極和發(fā)射極之間的凈空高度或電壓，如圖11所示，其中C點(diǎn)的地電勢與圖10的中性線的電勢相同。晶體管Q1和Q2分別顯示分別具有并聯(lián)二極管的電阻器R1和R2。直流橋40顯示為兩個(gè)直流電壓源50和51，每個(gè)產(chǎn)生VDC/2的輸出電壓，其中VDC是接線端A和D處的正負(fù)總線之間的全輸出電壓，交流電壓源52具有VDC/2的峰值交流電壓。
從圖11能夠看出，凈空高度能夠在電壓源52的循環(huán)的不同部分消失。因此考慮晶體管Q1和Q2的漏電阻抗相同的第一狀況。在此情況下，電阻器R1和R2的值大約相等。如果假設(shè)電容器47的阻抗遠(yuǎn)小于R1和R2，在圖11中，當(dāng)接線端C處的地電勢在(+)VDC/2與(-)VDC/2之間關(guān)于節(jié)點(diǎn)53的直流中點(diǎn)擺動(dòng)，晶體管Q1和Q2的發(fā)射極處的電勢也在(+)VDC/2與(-)VDC/2之間擺動(dòng)。因此，在當(dāng)節(jié)點(diǎn)E處的電勢接近或等于直流總線(在點(diǎn)B或F)的電勢的該期間內(nèi)，對(duì)于有關(guān)晶體管Q1和Q2存在不充分的電壓凈空高度以作為線性放大器工作，并且有源濾波失去作用。
EMI濾波器在許多電磁應(yīng)用中是公知的，特別是在功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中。包括功率變壓器的系統(tǒng)通常含有功率倒相器，除了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)之外功率倒相器能夠用于電源供應(yīng)。功率倒相器通常通過以多相模式工作的電力傳輸線供應(yīng)電功率。例如，在包括倒相器操作和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中通常是三相電源。三相電源包括三根在三對(duì)功率輸送線之間具有電勢的傳輸線。即，如果通過線L1、L2和L3施加三相輸入，則在線L1和L2、線L2和L3、以及線L1和L3之間存在電勢。這些相到相的電壓通常是正弦的，并且彼此異相以提供足夠的功率轉(zhuǎn)換。
在如上所述的三相系統(tǒng)中，傳輸線用作傳輸電力信號(hào)中的差分電壓對(duì)，電力信號(hào)是各對(duì)線之間的電壓的值。這種電力傳輸方案在傳輸對(duì)于同時(shí)影響所有電力線的噪聲干擾不敏感的電力信號(hào)中非常有用。即，如果所有電力線受到共同干擾或噪聲信號(hào)的沖擊，則所有線受影響程度相同，差分電壓保持相同。因此，例如經(jīng)常使用三相傳輸線承載共模電壓，共模電壓不會(huì)必然沖擊輸送到倒相器的電力信號(hào)。
當(dāng)?shù)瓜嗥饔糜诠┠芎涂刂齐妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，倒相器通常使用高頻開關(guān)將適當(dāng)?shù)碾娏π盘?hào)引導(dǎo)至電動(dòng)機(jī)繞組，以產(chǎn)生預(yù)期的操作性能。例如，能夠操作倒相器用于指定的扭矩操作或預(yù)期的速度來控制電動(dòng)機(jī)。由于倒相器的高頻開關(guān)，所以經(jīng)常出現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的線上存在電壓突變的情況，這是EMI的固有來源。EMI能夠產(chǎn)生共模噪聲，共模噪聲引起電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)、反饋信號(hào)I/O、傳感器等內(nèi)的干擾。此外，與倒相器輸出和地的容性耦合，或電動(dòng)機(jī)自身的接地能夠產(chǎn)生高頻接地電流，接地電流對(duì)控制信號(hào)和其它通信信號(hào)提供了進(jìn)一步的干擾。高頻接地電流還能夠?qū)е螺椛涓蓴_并產(chǎn)生接地環(huán)路，接地環(huán)路作為環(huán)形天線增加了輻射噪聲的產(chǎn)生。高頻接地電流還能夠?qū)е聝蓚€(gè)地電位點(diǎn)之間的瞬間電壓差，其干擾控制和通信信號(hào)的合適基準(zhǔn)。
有多種方法可用來降低和控制共模噪聲和輻射的EMI。例如，使用屏蔽的電力電纜連接倒相器到電動(dòng)機(jī)，以防止噪聲電流從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)流到地面。連到電動(dòng)機(jī)的電力線也可以是扭絞的，以提供平衡的容性耦合，以降低與地面的寄生容性耦合。經(jīng)常在電動(dòng)機(jī)的電力線上使用共模式扼流圈，以消弱共模噪聲。EMI濾波器經(jīng)常連接到倒相器的輸出端作為低通濾波器，以從大地去除可能對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件產(chǎn)生接地電壓差的共模噪聲。
其它降低EMI噪聲的技術(shù)是測量高頻噪聲電流，并對(duì)任何檢測的電流提供補(bǔ)償。電流互感器用于感測噪聲電流以確定適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償來控制EMI。但是，適當(dāng)尺寸和標(biāo)稱的電流互感器體積巨大且昂貴，并在實(shí)際中產(chǎn)生非線性操作。期望提供一種用于降低EMI而不使用電流互感器的電路和技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種有源EMI濾波器，其提供極好的EMI降低特性而不使用電流互感器。按照本發(fā)明的電路和方法感測表示地線中電流的電壓，并獲得與倒相器輸出線上共模電壓相比較的差動(dòng)信號(hào)。放大差動(dòng)信號(hào)并將其用作閉環(huán)控制中的誤差信號(hào)，以使共模電壓與感測的接地電壓之間的差降低至零。因此，本發(fā)明通過測量接地電流感應(yīng)的電壓來確定高頻接地電流，然后補(bǔ)償接地電流。該電路可用于單相或多相電力系統(tǒng)，同時(shí)在傳統(tǒng)用于降低EMI的電流互感器系統(tǒng)或線性電壓調(diào)整器提供增強(qiáng)的效率。
按照本發(fā)明，對(duì)誤差放大器提供共模電壓輸入。也將接地電壓輸入施加到誤差放大器，以基于兩個(gè)信號(hào)獲得放大的誤差信號(hào)。將誤差放大器的輸出施加到地線來補(bǔ)償高頻接地電流，以避免電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的高頻接地電流的傳播。
誤差放大器工作在關(guān)于輸入電力信號(hào)的上限和下限的范圍內(nèi)，以便自動(dòng)的將誤差放大器的工作調(diào)整到輸入電力線上的共模電壓。通過操作MOSFET作為受控的電阻獲得高的開環(huán)增益以提供恒定電壓輸出，而不考慮取消的噪聲量。受控電阻降低了高頻電流轉(zhuǎn)換以進(jìn)一步降低了電路產(chǎn)生的EMI。


以下參照附圖更詳細(xì)的說明了本發(fā)明，其中圖1是示意性說明本發(fā)明的電路圖；圖2是圖1中電路的提煉的等效電路；圖3是根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)有源EMI濾波器的使用的電路圖；圖4是根據(jù)說明噪聲消除的本發(fā)明的提煉的等效電路；圖5是根據(jù)按照本發(fā)明的共模噪聲消除的提煉的等效電路；圖6是說明按照本發(fā)明的三相共模有源EMI濾波器的電路圖；圖7是說明按照本發(fā)明的用于三相輸入的共模和差模有源EMI濾波器的電路圖；圖8是說明用于本發(fā)明的有源EMI濾波器的電壓下降調(diào)整器的電路圖；圖9是本發(fā)明的電壓調(diào)整器中降低高頻噪聲的圖示；圖10是已知的有源EMI濾波器的電路圖；圖11是圖10所示電路的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照?qǐng)D1給出了有源EMI濾波器電路100。通過R1和C1上的電壓感測到來自電動(dòng)機(jī)外殼的共模電流，其被施加到誤差放大器102的反相輸入端。放大器102的增益由R1和C1與R2的組合來確定。
通過電容器C5至C7感測到電力線L1、L2和L3上的共模電壓，并將其提供給放大器102的非反相輸入端。如果通過電容器C5至C7感測到的共模電壓相對(duì)于通過R1和C1測量的接地參考電壓稍稍偏正，則誤差放大器102輸出增加的電壓以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電壓之間的差為零。此情況的一個(gè)結(jié)果是放大器102的電壓幅值(voltage rail)降低，并且輸入線的共模電壓通過C3至C7被降低。
該電路的工作傾向于提供放大器102的非反相和反相輸入端之間的理論的短路。因此，該電路避免了地與輸入線之間的共模電壓。
回到圖2，共模等效電路通常作為電路20被給出。等效電路20包括輸入線阻抗21和誤差放大器22。如上所述，誤差放大器22用于獲得非反相和反相輸入端之間的理論的短路。電壓VN和阻抗ZM表示由輸入線驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的倒相器。共模電流通過電壓源VC和阻抗ZC補(bǔ)償。由于放大器22的輸入端之間虛短，所以電壓VC和VN公共節(jié)點(diǎn)處的電流和由以下等式給出VN/ZM+VC/ZC＝0 (1)通過等式(1)可以看出，電壓VC的調(diào)制使得等式(1)平衡，以便電流抵消。因此，共模消除電路防止共模電流在地線上傳播。
參照?qǐng)D3，說明使用過濾有源EMI濾波器31、32的共模和差模噪聲的電路30。在操作中，濾波器31、32提供電力線上的虛擬或理論的短路，電力線連接到放大器33、34的非反相輸入端。放大器33、34感測輸入線上的共模電壓，并驅(qū)動(dòng)它們各自的輸出以產(chǎn)生關(guān)于地的平衡電壓。這種配置和操作傾向于消除經(jīng)過輸入線的共模電流。此外，由于濾波器31和32單獨(dú)工作在每個(gè)輸入線，所以差動(dòng)輸入線之間的差被低償，由此過濾了差模EMI噪聲。
參照?qǐng)D4，等效電路40給出了圖3的共模和差模EMI濾波器。提供包括阻抗41和電壓源42的共模噪聲源模塊。噪聲源使用阻抗43將共模噪聲注入到電力線中。放大器44檢測地電勢與輸入線之間的任何差值，并驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)入輸入線以平衡共模噪聲。
參照?qǐng)D5，模擬了表示使用線阻抗51消除注入到輸入線的共模噪聲的有源EMI濾波器50。放大器52結(jié)合補(bǔ)償阻抗ZC產(chǎn)生了補(bǔ)償電壓VC，以平衡通過電壓源VN與阻抗ZM協(xié)作所施加的共模噪聲電流。因此，通過提供與噪聲源提供的電流匹配的補(bǔ)償電流，有源EMI濾波器電路50防止共模電流噪聲注入到傳輸線。
參照?qǐng)D6，給出了具有三相整流器61的三相共模濾波器60。整流器61的輸出將操作電壓幅值施加到放大器62。放大器62沒有反饋通路，并且僅使用電容器63、64工作提供電壓信號(hào)以平衡輸入線L1至L3上的共模電壓。因此，在電容器63上感測地線電流，并地線電流與來自輸入線L1至L3的共模電壓提供的基準(zhǔn)相比較。通過電容器64獲得放大器62的輸出電壓，改輸出電壓傾向于提供平衡的電壓以匹配線L1至L3上感測的共模電壓。
參照?qǐng)D7，給出了三相共模和差模濾波器70。濾波器70的配置是圖3和6中提供的濾波器的組合。例如，濾波器71為輸入線L3提供共模和差模濾波，而濾波器72和73分別為輸入線L2和L1提供濾波。共模電壓從輸入線L2施加到放大器74的非反相輸入端，而輸入線L2和L3為放大器74提供電壓幅值功率。電容器C3和C4用于提高反饋到放大器74的反相輸入端的電壓，以平衡從輸入線L2感測的電壓。通過補(bǔ)償從輸入線L2上感測的共模電壓，濾波器71提供相對(duì)于輸入線L3的共模濾波。因?yàn)槊總€(gè)具有相同的有源配置的EMI濾波器71至73以地電位為基準(zhǔn)，所以除了每個(gè)輸入線L1至L3的共模噪聲之外，還過慮了輸入線L1至L3之間的差模噪聲。
參照?qǐng)D8，給出了按照本發(fā)明的用于共模EMI濾波器的電壓調(diào)整器電路80。電路80類似于圖3所示電路，除了供給放大器81、82的幅值電壓來自于電壓調(diào)整器83而不是直接來自輸入線。圖3所示的EMI濾波器31、32依靠相對(duì)于輸入線阻抗的高阻抗電源，以獲得適當(dāng)?shù)淖畲箝_環(huán)增益。因此，MOSFET Q20用于恒定電阻源以產(chǎn)生調(diào)整的直流電源供給到誤差放大器81、82。驅(qū)動(dòng)控制晶體管Q21以維持Q20的特別電阻。該結(jié)果是調(diào)整的電壓被供給到誤差放大器81、82。包括齊納二極管D9和晶體管Q22的電路提供恒定的電壓反饋，而不考慮消除的噪聲量。因此，在電容器C13獲得的電源與輸入線L之間提供一定量的電阻，其提供在二極管D7的節(jié)點(diǎn)。維持此電阻對(duì)于在有源濾波器80中執(zhí)行差模噪聲消除是重要的。不在輸入線和和電源到電容器C13之間維持電阻，誤差放大器會(huì)損失其增益，并獲得較差的差模噪聲衰減。
電路80還提供了用于降低由電壓調(diào)整電路83產(chǎn)生的差模噪聲的特性。即，施加到電容器C13的充電電流具有由開關(guān)電壓調(diào)整器和充電電容器C13產(chǎn)生的di/dt尖峰。電阻控制中的反饋包括電阻量以用于減少在二極管D7處觀測的di/dt。
圖9給出了在沒有電阻控制時(shí)二極管D7處觀測到的電流充電波形，以及具有電阻控制反饋時(shí)的波形。因此，晶體管Q21和電阻器R24至R27提供了閉環(huán)電阻控制，并且還減少了電流尖峰以避免了在電路80的有源濾波器中引入更多的差模噪聲。
盡管已經(jīng)關(guān)于本發(fā)明具體實(shí)施例說明了本發(fā)明，但其它變化和修改以及其它使用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，優(yōu)選的是本發(fā)明不是由此處的具體公開限制，而是由后附的權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.一種用于電力系統(tǒng)的濾波器，包括多個(gè)電壓存儲(chǔ)設(shè)備，所述電壓存儲(chǔ)設(shè)備連接到系統(tǒng)線以獲得與各條線中電流相關(guān)的電壓；誤差放大器，所述誤差放大器連接到電壓存儲(chǔ)設(shè)備，并所述誤差放大器可用于根據(jù)所述電壓存儲(chǔ)設(shè)備之間的電壓差輸出信號(hào)；所述輸出的信號(hào)連接到另一個(gè)電壓存儲(chǔ)設(shè)備以獲得關(guān)于所述輸出的信號(hào)的電壓；其中從所述輸出的信號(hào)獲得的電壓影響電壓存儲(chǔ)設(shè)備之間的電壓差以減少所述差。
2.如權(quán)利要求1的電路，其中所述電壓存儲(chǔ)設(shè)備是電容器。
3.如權(quán)利要求1的電路，其中至少一條系統(tǒng)線是輸入電力線，并且至少一條另外的系統(tǒng)線是接地線。
4.如權(quán)利要求1的電路，其中所述系統(tǒng)線是輸入電力線。
5.如權(quán)利要求1的電路，還包括連到誤差放大器以用于為誤差放大器供電的電源；該電源連接到所述電力系統(tǒng)中的一條或更多輸入線。
6.如權(quán)利要求1的電路，其中所述電力系統(tǒng)是單相系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求1的電路，其中所述電力系統(tǒng)是三相系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求5的電路，其中所述電源包括整流器。
9.如權(quán)利要求5的電路，其中所述電源包括受控電阻設(shè)備。
10.如權(quán)利要求8的電路，其中所述電源還包括受控電阻器件。
11.如權(quán)利要求1的電路，還包括受調(diào)整的電壓源，所述電壓源施加到誤差放大器以用于為誤差放大器供電。
12.如權(quán)利要求11的電路，其中所述電壓調(diào)整器連接到所述電力系統(tǒng)中的一條或多條輸入線。
13.如權(quán)利要求11的電路，其中所述電壓調(diào)整器包括受控電阻。
14.如權(quán)利要求13的電路，其中所述受控電阻連接到電壓控制反饋回路以獲得受調(diào)整電壓輸出。
15.一種使用有源EMI濾波器降低電力電路中EMI的方法，包括感測輸入線和接地線中至少一條上的與通過該線的電流相關(guān)的電壓；感測所述輸入線和接地線中至少另一條上的電壓；比較感測的電壓，并根據(jù)所述電壓之間的差提供電壓信號(hào)；將所述電壓信號(hào)施加到輸入線和地線中的至少一條以由此降低所述電壓差。
16.如權(quán)利要求15的方法，還包括放大所述電壓差以獲得閉環(huán)反饋控制。
17.一種有源EMI濾波器，包括用于放大誤差信號(hào)的誤差放大器；連接到所述誤差放大器輸入端的電容器，所述電容器用于獲得與感測的電流相關(guān)的電壓；連接到所述誤差放大器第二輸入端的第二電容器，所述第二電容器用于獲得與感測的電流相關(guān)的電壓；輸出電容器，所述輸出電容器連接到所述誤差放大器的輸出端以及第一和第二電容器中至少一個(gè)；連接到所述誤差放大器的電源輸入端的電壓調(diào)整器；其中所述誤差放大器可用于檢測從第一和第二電容器之間獲得的電壓差，并將電壓施加到所述輸出電容器以補(bǔ)償?shù)谝缓偷诙娙萜髦g的電壓差。
18.一種有源濾波器，包括可變電壓源，基于感測的電信號(hào)可控制所述可變電壓源；連接到所述可變電壓源的阻抗；具有包括噪聲電壓和設(shè)備阻抗的共模噪聲的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)與所述可變電壓源共用；用于可變電壓源的控制器，所述控制器連接到可變電壓源，并且可與所述阻抗結(jié)合產(chǎn)生電流以匹配從節(jié)點(diǎn)處的噪聲電壓源和器件阻抗獲得的電流。
全文摘要
一種有源EMI濾波器(100)，根據(jù)連接到地線或電力傳輸線的電容器(C1)上的電壓感測該線的電流。EMI濾波器(100)感測共模電壓并確定共模電壓與噪聲之間的差，提供使差為零的輸出。獲得的有源閉環(huán)EMI濾波器(100)產(chǎn)生好的EMI抑制，具有明顯優(yōu)于電流互感器型EMI濾波器的增加的性能。誤差放大器(102)的電壓調(diào)整器提高噪聲降低性能，同時(shí)增加濾波器效率。有源EMI濾波器(100)工作在寬的線性范圍內(nèi)，該范圍大于同等的電流互感器電路的工作范圍，同時(shí)提供低成本和高可靠性。
文檔編號(hào)H02J3/01GK1679222SQ03820013
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者J·洪達(dá) 申請(qǐng)人:國際整流器公司