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专利名称：Emi滤波器中电感的取值定量方法
技术领域：
本发明涉及一种EMI滤波器，更特别地说，是指一种用于飞机电子设备上的电
源滤波器中电感的取值定量方法。
背景技术：
飞机电子设备上的电源滤波器的等效电路为图1所示，图中，电感L与电容C 构成EMI滤波器，电感L的1端连接在电源的正极上，电感L的2端与电源负极之 间串联有电容C。电感L由软磁铁氧体和线圈(铜线)构成。
在电子设备及电子产品中，在抑制电磁干扰(EMI)信号的传导干扰方面电感L 作为EMI滤波器的重要组成部分，它的饱和特性直接影响到EMI滤波器的性能。在 传统的计算EMI滤波器电感饱和特性的方法中，对于电感L的直流偏置4与最高干 扰频率/胃之间的变化是分开考虑的，这将造成设计时的EMI滤波器与使用中的EMI
滤波器在滤波特性上存在一定的误差，该误差会造成电磁干扰的泄漏，从而影响整个 电子设备或电子产品的电磁兼容性。 发明 内 容
本发明的目的是提出一种在EMI滤波器中同时考虑直流偏置^和最高干扰频率 /高变化下电感L的取值定量的方法。通过电感定量模型^ = A)/Zp设计出的EMI滤 波器提高了 EMI滤波器的滤波特性，为负载使用电源提供了更好的保护。
本发明是EMI滤波器中电感的取值定量方法，其特征在于该定量方法依据相 对磁导率A、初始磁导率变化率y"p、初始电感值丄。满足于电感定量模型丄,=4/^， 且丄。=/^。w2;^2/ ，从而在设计EMI滤波器时得到电感L的所需指标值。值定量方法，通过电感定量模型^-z。 进行 EMI滤波器中电感L的取值的定量步骤为
第一步根据EMI滤波器输出指标要求，选取电感；并通过查表获得所选电感 的相对磁导率^;
第二步采用电感公式z。 = a;/。"V及2/得到初始电感值￡。；
第三步采用磁场强度公式// = 0.4;2^/〃得到初始磁导率变化率^;所述磁场 强度公式^:0.4;rA7〃中，iV表示电感线圈的匝数，/表示电源输出的直流偏置/。 的大�。�
第四步融合第二步得到的初始电感值z。与第三步得到的初始磁导率变化率& 建立电感定量模型A = z。 ，得到在EMI滤波器中电感L符合的电感值。
本发明EMI滤波器中电感的取值定量方法的优点(1)采用数字手段建模 ^=丄。^方式，使EMI滤波器在设计阶段变得更方便、简便、通用性强。(2)采用 了电感定量模型4 -iVZp设计出的EMI滤波器提高了 EMI滤波器的滤波特性，为 负载使用电源提供了更好的保护。(3)建模中同时考虑了EMI滤波器的直流偏置^ 和最高干扰频率厶变化下电感L变化状况，使设计的EMI滤波器输出精度高，可以
提高电子设备的电磁兼容性。


图1是EMI滤波器的等效电路。
图2是本发明EMI滤波器中电感铁氧体的磁谱。
图3是电感中铁氧体相对磁导率变化率的变化曲线。
具体实施例方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明是一种对EMI滤波器中电感的电感值定量方法，该定量方法依据相对磁 导率a、初始磁导率变化率A、初始电感值4满足于电感定量模型A-丄。/^，且 ￡。 = ;^。nV約，从而在设计EMI滤波器时较为方便的得到电感L的所需指标值。 所述电感公式z。^/v/。"Vi^/中，"表示线圈的密度，i 表示线圈的半径，/表示线 圈的长度。电感L由软磁铁氧体和线圈(铜线)构成。
4在本发明中，所述相对磁导率A是指电感L所选材质(软磁铁氧体)磁导率//与
真空磁导率a)之比，即a 所述软磁铁氧体的磁谱如图2所示。
在本发明中，初始电感值z。是指电感L在EMI滤波器中滤除最髙干扰频率/s下 电感L的电感值。
在本发明中，初始磁导率变化率^是指电感L所选材质(软磁铁氧体)在直流 偏置4 (单位为J)条件下的磁导率的变化参数。该磁导率变化参数可以通过电源 输出的直流电流计算出磁场强度后通过查对磁谱曲线得到。该磁谱曲线如图3所示， 不同的铁氧体会有不同的磁谱曲线。
本发明通过电感定量模型a =丄。~进行EMI滤波器中电感L的取值的定量步骤
为
第一步根据EMI滤波器输出指标要求，选取电感；并通过査表获得所选电感
的相对磁导率a;
第二步采用电感公式丄。=a/z。"V及2/得到初始电感值z。；
第三步采用磁场强度公式// = 0.4^]\7〃得到初始磁导率变化率///);所述磁场
强度公式/Z-0.4;rA7〃中，iV表示电感线圈的匝数，/表示电源输出的直流偏置/。
的大�。�
第四步融合第二步得到的初始电感值丄。与第三步得到的初始磁导率变化率& 建立电感定量模型a = Z。a ，得到在EMI滤波器中电感L符合的电感值。
本发明设计出的电感定量模型a =丄。a ，在电源与负载之间有EMI滤波器时， 可以根据负载所需的滤波要求，在设计EMI滤波器时可以方便得到电感L的精确值。 克服了传统EMI滤波器在选择电感时，由于电感值的不精确，造成的滤波器功能与 设计指标间的差距。 实施例
在EMI滤波器电路中电感L按照电感值的要求，选用的软磁铁氧体的相对磁导 率a为IOOOOO，设计出来的电感单位长度内线圈密度"为1000匪/m,电感半径 i 为3mm，电感长度/为lcm，由于设计者没有考虑电感L的直流偏置^与最高 干扰频率/g对电感值的影响，当电感L工作在直流偏置54，最高滤波频率
500m/fe的时候，由于相对磁导率500m/fe下变为了 80000,相对磁导率变化率变/^为了0.9，电感值并不能达到12m/7的要求。为了满足电感值的要求，电感半 径i 应变为3.5mm ,电感长度变为1.2c7n ,才能满足电感值在设计时的12w//的要求。
采用了本发明电感定量模型^=丄。^设计出的EMI滤波器，提高了 EMI滤波 器的滤波特性，为负载使用电源提供了更好的保护。
权利要求
1、一种EMI滤波器中电感的取值定量方法，其特征在于该定量方法依据相对磁导率μr、初始磁导率变化率μp、初始电感值L0满足于电感定量模型Lr＝L0μp，且L0＝μrμ0n2πR2l，从而在设计EMI滤波器时得到电感L的所需指标值。
2、 根据权利要求1所述的EMI滤波器中电感的取值定量方法，其特征在于通过 电感定量模型4 =丄。A进行EMI滤波器中电感L的取值的定量步骤为第一步根据EMI滤波器输出指标要求，选取电感；并通过査表获得所选电感的相对磁导率A;第二步采用电感公式Z。 =/^/。"2;^2/得到初始电感值￡。；第三步采用磁场强度公式/Z-0.4;rA7〃得到初始磁导率变化率^;所述磁场强度公式丑=0.4;2^///中，W表示电感线圈的匝数，/表示电源输出的直流偏置^的大�。坏谒牟饺诤系诙�步得到的初始电感值Z。与第三步得到的初始磁导率变化率& 建立电感定量模型A = 4/^ ,得到在EMI滤波器中电感L符合的电感值。
全文摘要
本发明公开了一种EMI滤波器中电感的取值定量方法，该定量方法依据相对磁导率μ_r、初始磁导率变化率μ_p、初始电感值L₀满足于电感定量模型L_r＝L₀μ_p，且L₀＝μ_rμ₀n²πR²l，从而在设计EMI滤波器时得到电感L的所需指标值。本发明设计出的电感定量模型L_r＝L₀μ_p，在电源与负载之间有EMI滤波器时，可以根据负载所需的滤波要求，在设计EMI滤波器时可以方便得到电感L的精确值。克服了传统EMI滤波器在选择电感时，由于电感值的不精确，造成的滤波器功能与设计指标间的差距。
文档编号G01R27/26GK101477151SQ20081023909
公开日2009年7月8日 申请日期2008年12月8日 优先权日2008年12月8日
发明者侯燕春, 义 王, 王龙峰, 苏东林, 闫照文, 陈文青 申请人:北京航空航天大学