Emi濾波器及應用其的開關電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力電子技術，更具體地說，涉及一種EMI濾波器及應用其的開關電源。
【背景技術】
[0002]開關電源是利用現代電力電子技術，控制功率開關管開通和關斷的時間比率，以維持穩定輸出電壓的一種電源。目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用于幾乎所有的電子設備，是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。
[0003]開關電源由于其高效且多樣的電能變換作用等諸多優點，已經在工業和民用領域廣泛使用。然而，由于其使用功率開關器件以及開關電源本身產生的電磁干擾，導致開關電源內部的電磁環境越來越惡劣，同時對周圍的電子設備及電源本身的正常工作造成了威脅。此外，開關電源高頻化是其發展的必然方向，高頻化使開關電源小型化，然而，開關電源在高頻化的同時卻也產生更加嚴重的電磁干擾。為了避免高頻開關電流流入電網，造成諧波污染，一般開關電源中都采用無源CLC濾波器。
[0004]如圖1所示，為采用無源EMI濾波的開關電源的電路示意圖。開關電源包括整流電路1、無源EMI濾波器2以及直流變換器3。交流市電AC經整流電路I整流后，為后級的直流變換器3提供直流的工作電壓。而連接在整流電路I和直流變換器3之間的無源EMI濾波器2用以將直流變換器3中產生的高頻的開關紋波濾除，這樣雖可以簡單有效地防止高頻諧波流入電網，造成諧波污染，但是無源EMI濾波器2至少需要兩種無源器件，且電感的感值一般較高，使得電感的體積和尺寸都較大，這無疑對開關電源小型化的需求提出了挑戰。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種主動式的EMI濾波器，以解決現有技術中，由于采用無源EMI濾波電路而導致開關電源體積較大，無法滿足小型化需求的問題。
[0006]第一方面，提供一種EMI濾波器，應用于交流/直流開關電源中，所述開關電源包括整流電路、EMI濾波器以及直流變換器，所述EMI濾波器設置在整流電路和直流變換器之間，所述整流電路接收交流市電，且一輸出端與地連接，其特征在于，所述EMI濾波器包括:
[0007]輸入電容，并聯連接在所述直流變換器的輸入端；
[0008]晶體管，其第一端連接至所述輸入電容的第二端，第二端連接至地；
[0009]控制電路，用于根據表征輸入電壓紋波信息的反饋電壓和流過所述晶體管的電流，或者，根據所述表征輸入電壓紋波信息的反饋電壓和所述晶體管第一端的電壓，生成所述晶體管的控制信號，所述控制信號用于調整所述晶體管第一端的電壓，以使得輸入電流不含有開關頻率的紋波。
[0010]優選地，所述控制電路包括:
[0011]第一電壓采樣電路，用于接收所述晶體管第一端的電壓，生成第一電壓采樣信號；
[0012]第一參考信號生成電路，用于根據所述第一電壓采樣信號，生成電流參考信號；
[0013]第一控制信號生成電路，用于根據所述電流參考信號和流過所述晶體管的電流，生成所述晶體管的第一控制信號。
[0014]優選地，所述控制電路包括:
[0015]第二電壓采樣電路，用于接收所述輸入電容第一端的電壓和所述晶體管第一端的電壓，生成第二電壓采樣信號；
[0016]第二參考信號生成電路，用于根據所述第二電壓采樣信號，生成電壓參考信號；
[0017]第二控制信號生成電路，用于根據所述電壓參考信號和所述晶體管第一端的電壓，生成所述晶體管的第二控制信號。
[0018]優選地，所述第一電壓采樣電路包括:
[0019]微分電路，連接在所述晶體管的第一端和所述地之間，用于接收所述晶體管第一端的電壓并將其進行微分運算，輸出微分電壓信號和微分電流信號；
[0020]過零檢測電路，根據所述微分電壓信號或者所述微分電流信號，生成過零檢測信號；
[0021]采樣保持電路，用于根據所述晶體管第一端的電壓和所述過零檢測信號，生成第一電壓米樣信號。
[0022]優選地，所述第一參考信號生成電路包括:
[0023]運算放大器，其同相輸入端接收所述第一電壓采樣信號，反相輸入端接收一基準電壓；
[0024]補償電路，連接在所述運算放大器的輸出端和地之間，在其非接地的一端生成所述電流參考信號。
[0025]優選地，所述第二電壓采樣電路為一紋波電壓采樣電路，所述紋波采樣電壓電路接收所述輸入電容第一端的電壓和所述晶體管第一端的電壓以獲得所述輸入電容兩端的電壓，所述紋波電壓采樣電路提取所述輸入電容兩端的電壓的紋波電壓，以生成所述第二電壓米樣信號。
[0026]優選地，所述第二參考信號生成電路包括:
[0027]疊加電路，用于用一直流偏置電壓減去所述第二電壓采樣信號，以生成所述電壓參考信號。
[0028]優選地，所述第二參考信號生成電路還包括:
[0029]直流偏置生成電路，用于根據所述第二電壓采樣信號，生成所述直流偏置電壓。
[0030]第二方面，提供一種開關電源，包括:
[0031]上述的EMI濾波器。
[0032]本發明技術采用主動式的EMI濾波器，所述EMI濾波器由輸入電容、晶體管和控制電路構成，控制電路生成的控制信號通過動態改變晶體管第一端的電壓，來補償開關電源的輸入電容上的紋波，得到平滑的無開關頻率紋波的輸入電流。從而防止高頻諧波流入電網，造成諧波污染，且本發明技術實現方法簡單，利用半導體器件濾除開關頻率的紋波，比無源器件大大節省了空間，更可以適用于全表面貼裝器件的應用場合。
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1為現有技術中一個開關電源的電路示意圖；
[0035]圖2為依據本發明第一實施例的開關電源的電路示意圖；
[0036]圖3為依據本發明第二實施例的開關電源中控制電路的電路示意圖；
[0037]圖4為依據本發明第二實施例的開關電源的工作波形圖；
[0038]圖5為依據本發明第三實施例的開關電源中控制電路的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0039]以下基于實施例對本發明進行描述，但是本發明并不僅僅限于這些實施例。在下文對本發明的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本發明。為了避免混淆本發明的實質，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細敘述。
[0040]此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0041]同時，應當理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構成的導電回路。當稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個節點之間時，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結合。相反，當稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時，意味著兩者不存在中間元件。
[0042]除非上下文明確要求，否則整個說明書和權利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應當解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義;也就是說，是“包括但不限于”的含義。
[0043]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0044]圖2所示為依據本發明第一實施例的開關電源的電路示意圖。
[0045]如圖2所示，開關電源包括整流電路1、EMI濾波器4以及直流變換器3，EMI濾波器4設置在整流電路I和直流變換器3之間，整流電路I的第二輸出端b與地連接，其接收交流電網