專利名稱：一種低共模干擾的功率變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及低共模電磁干擾(EMI)的功率變換器。
背景技術(shù)：
功率變換器傳導(dǎo)共模電磁干擾的來源主要是電路中電位隨時間劇烈改變的電節(jié)點在其對地的分布電容中產(chǎn)生位移電流并流過地回路而造成的。
通常，金屬氧化物場效應(yīng)管(MOSFET)的漏極經(jīng)其散熱金屬殼通過絕緣墊片固定在外接散熱器上，散熱器接地，因此，MOSFET的漏極對地存在一個大的分布電容。同理，對于常見的二極管，其封裝的散熱金屬殼與二極管陰極相連，同樣通過絕緣墊片固定在外接散熱器上，即形成二極管陰極對地的分布電容。另外，電路中導(dǎo)線也存在對地的分布電容。
在這種電路中，與MOSFET的漏極相連的節(jié)點電位隨MOSFET的通斷狀態(tài)的改變而劇烈變化，即du/dt很大。MOSFET的對地分布電容和與之相連導(dǎo)線的對地分布電容，會產(chǎn)生一個大的位移電流，通過散熱器流入地回路，形成共模干擾電流。
通常，導(dǎo)線產(chǎn)生的分布電容可以通過印刷電路板的合理布線減小，但是對MOSFET的漏極對地存在的分布電容卻無法減小。
為了抑制這種電路中的共模干擾，不少學(xué)者提出了一些方法，如共模電流反相抵消的方法，這需增加一個附加繞組和一個MOSFET，增加了成本；共模電流無源消除的方法，這仍需要一個附加繞組和一個附加電容；動態(tài)節(jié)點平衡的方法，這很難應(yīng)用于升壓功率因數(shù)校正(Boost PFC)電路，又增加了電路中的動態(tài)節(jié)點，增加了印刷電路板布線的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是通過在電路中構(gòu)造穩(wěn)態(tài)節(jié)點，減小MOSFET漏極對地存在的分部電容的影響，即提供一種節(jié)點電位穩(wěn)定，分布電容對共模干擾影響小的低共模干擾的功率變換器。
本實用新型的目的是通過下述方案實現(xiàn)的由整流濾波電路和升壓(Boost)電路構(gòu)成，在所述升壓電路中是將其電感從直流輸入的正母線上改接在直流輸入的負母線上，其二極管改為其散熱金屬殼與陽極相連的共陽極二極管，并將它從直流輸出的正母線上改接在直流輸出的負母線上。
本實用新型由于將直流輸入的正母線上電感連接在直流輸入的負母線上和將直流輸出的正母線上的二極管去掉，采用共陽極二極管連接在直流輸出的負母線上，而在直流輸入和直流輸出的正母線上無任何元器件，因此導(dǎo)線節(jié)點電位穩(wěn)定，MOSFET的漏極對地存在的分布電容和正母線上節(jié)點的分布電容對共模干擾影響很小。又因為在正常工作狀態(tài)時輸出直流電壓穩(wěn)定，所以共陽極二極管陽極對地的分布電容和負母線直流輸出端對地的分電容對共模干擾的影響可以忽略。此時，在MOSFET開關(guān)動作時，在電路中僅有電感和共陽極二極管陰極連接的節(jié)點有高電位變化率，該節(jié)點對地的分布電容會成為影響共模干擾的主要因素，但通過印刷電路板的合理布線，能很容易減小該節(jié)點對地的分布電容。并具有簡單實用，可以應(yīng)用于現(xiàn)有的一些功率變換器拓撲中，如升壓功率因數(shù)校正(Boost PFC)電路，降壓(Buck)電路，升降(Buck-Boost)電路等。


圖1是本實用新型的電路原理圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)參考圖。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型是由整流濾波電路和升壓電路構(gòu)成。整流濾波電路由4個二極管組成橋式整流與電容C1并聯(lián)構(gòu)成，在電路中有連接節(jié)點n5、n6。升壓電路由金屬氧化物場效應(yīng)管(MOSFET)Q、散熱器T、電感L、共陽極二極管D及電容C2構(gòu)成。MOSFET在電路中有連接節(jié)點n1、n2，其漏極d與正母線連接，其漏極d對地存在一個大的分布電容Cm；電感L連接在節(jié)點n6和n2之間。電容C2在電路中有連接節(jié)點n3、n4。共陽極二極管D連接在節(jié)點n2和n4之間。MOSFET和共陽極二極管D的散熱金屬殼分別通過絕緣墊片固定在散熱管T上。這時正陽極二極管D對散熱管T的分布電容Cd實際上是二極管陽極對地的分布電容。電路中Cp1、Cp2、Cp3和Cp4分別是與節(jié)點n1、n2、n3、n4相連導(dǎo)線對地的分部電容。由此可見，節(jié)點n1、n3直接和直流輸入正母線相連，因此其電位穩(wěn)定，分布電容Cm、Cp1和Cp3對共模干擾影響很小。同時，在電路正常工作時輸出直流電壓穩(wěn)定，所以節(jié)點n4電位也是穩(wěn)定的，分布電容Cd和Cp4對共模干擾的影響可以忽略。此時，在金屬氧化物場效應(yīng)管Q開關(guān)動作時，電路中僅有節(jié)點n2電位有高的du/dt，電容Cp2成為影響共模干擾的主要因素，這通過印刷電路板的合理布線，可以很容易減小這個電容，從而達到了抑制電路中共模干擾的目的。
權(quán)利要求1.一種低共模干擾的功率變換器，它是由整流濾波電路和升壓(Boost)電路構(gòu)成，其特征在于在所述升壓電路中是將其電感(L)改接在直流輸入的負母線上，其二極管改為共陽極二極管(D)，改接在直流輸出的負母線上。
專利摘要一種低共模干擾的功率變換器，是由整流濾波電路和升壓(Boost)電路構(gòu)成，在升壓電路中是將其電感從直流輸入的正母線上改接在直流輸入的負母線上，其二極管改為共陽極二極管，將它從直流輸出的正母線上改接在直流輸出的負母線上。本實用新型是將直流輸入正母線上的節(jié)點直接相連，因此其電位穩(wěn)定，MOSFET漏極對地存在的分布電容和正母線上節(jié)點的分布電容對共模干擾影響很小。又因為電路正常工作狀態(tài)時能輸出穩(wěn)定的直流電壓，因此共陽極二極管分布電容對共模干擾的影響可以忽略。對共模干擾影響較大的導(dǎo)線分布電容可以通過印刷電路板的合理布線減小，從而達到抑制共模干擾的目的。此發(fā)明簡單實用，能應(yīng)用于現(xiàn)有的一些功率變換器拓撲中。
文檔編號H02M3/10GK2674756SQ20042001940
公開日2005年1月26日 申請日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者陳瑋, 錢照明 申請人:浙江大學(xué)