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1、学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在10年解密后适用本授
2、权书2、不保密囗。（请在以上相应方框内打“”）作者签名：年 月 日导师签名：年 月 日毕业设计(论文)任务书学生姓名 胡昌龙 专业班级 自动化0602班 指导老师 全书海 黄 亮 工作单位 自动化学院 设计(论文)题目： 通信用DC/DC变换器EMI滤波器的研究及设计 设计(论文)主要内容： 归纳通信用DC/DC变换器的要求，如电话衡重杂音、峰峰值杂音、宽频杂音、离散杂音输出纹波、THD、绝缘强度等参数要求及影响因素，设计变换器的输入滤波器和输出滤波器，确定系统控制方案，完成电路设计，建立数学模型并进行仿真分析。要求完成的主要任务：（1）熟悉通信用DC/DC变换器的工作原理及滤波要求，DC/D
3、C变换器输入2672V，输出48V，功率5KW；（2）设计输入滤波器和输出滤波器，使得电话衡重杂音电压值2mv，峰-峰值杂音电压值100mv，离散杂音电压值5mv，宽频杂音电压值20mv；（3）熟悉MATLAB原理及编程方法，完成MATLAB仿真分析；（4）完成电路设计与调试；（5）撰写毕业设计论文，字数15000左右；（6）翻译外文文献20000字符。参考资料1 张厚.电磁兼容原理.西北工业大学出版社,2009,4.2 强生泽,杨贵恒,李龙,钱希森.现代通信电源系统原理与设计.北京:中国电力出版社,2009.3 郝晓冬,乔恩明.电源系统电磁兼容设计与应用.中国电力出版社,2007.4 黄小军
4、,黄济青编著.通信用高频开关电源.北京:机械工业出版社,2004.5 李爱文.现代通信基础开关电源的原理和设计.北京:科学出版社,2001,7.指导教师签名 系主任签名 院长签名(章) 武汉理工大学本科学生毕业设计（论文）开题报告1、 设计目的及意义（含国内外的研究现状分析）通信电源是构成各种通信手段必不可少的组成部分，对确保通信质量具有十分重要的影响。随着通信技术的快速发展和通信设备的不断更新，现代通信网络对电源系统供电质量的要求越来越高。而要通信电源产品能达到高效率、高功率密度等要求，这就要求通信电源设备对电能变换的高频化。在新型功率器件不断涌现和“软开关”技术迅猛发展的背景下，高频开关电
5、源在通信设备中得到了广泛的使用，DC/DC变换器是高频开关电源中的一个重要组成部分，该单元由高频功率开关与变压器、高频整流器组成，将直流变换成高频交流，经变压器隔离、降压整流变成直流，其控制由脉冲宽度调制专用集成控制器担任。国外用于通信设备的机架电源的DC/DC变换器其变换频率一般在500KHz以下，更高频率的DC/DC变换器尚处于实验阶段。由于频率高，势必产生很强的EMI，继而影响到通信质量，这就需要在这方面研究以解决该问题。同时随着国际电磁兼容法规的日益严格，产品的电磁兼容性能指标要求越来越高。为了减小电气电子设备间的相互干扰，营造良好的电磁工作环境，世界各国都制定了各自的电磁兼容标准，以
6、利于设备相互间的工作协调，如国际电工委员会的IEC61000及CISPR系列标准、欧共体的EN系列标准、美国联邦通信委员会的FCC系列标准、北美标准等等，未达到电磁兼容标准的产品不准进入市场。因此，对通信用DC/DC变换器EMI滤波器的研究是很有必要的。一般来说，电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility ,EMC)是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。具体包括以下两方面的含义:(l)电子设备或系统内部(包括部件和子系统)在自己所产生的电磁环境及在它们所处的外界电磁环境中，能按原设计要求正常运行。(2)设备或系统
7、自己产生的电磁噪声必须限制在一定的电平，电磁干扰不对周围的电磁环境造成严重的污染和影响其它设备或系统的正常运行。电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)的构成有三个要素:干扰源、噪声的藕合路径及被干扰设备。因此，电磁兼容要解决的主要问题是:削弱干扰源的能量，隔离或减弱噪声祸合途径及提高设备对电磁干扰的抵抗能力。电磁干扰能量主要通过辐射性祸合和传导性祸合进行传输。屏蔽、滤波和接地是最常用的电磁兼容控制技术。屏蔽用于切断空间的辐射发射途径，滤波用于切断通过导线的传导发射途径，而接地的好坏则直接影响到设备内部和外部的电磁兼容性。本文从电磁兼容的角度出发，旨在通过设
8、计输入滤波器和输出滤波器来使开关电源达到电磁兼容标准。通过分析通信用DC/DC变换器的入网标准及其电磁干扰信号特点，提出了滤波器性能指标，然后根据这些指标来设计变换器的输入滤波器和输出滤波器，并建立数学模型，用MATLAB进行仿真分析。2、 基本内容和技术方案基本内容：归纳通信用DC/DC变换器的要求，如电话衡重杂音、峰峰值杂音、宽频杂音、离散杂音输出纹波、THD、绝缘强度等参数要求及影响因素，设计变换器的输入滤波器和输出滤波器，并建立数学模型进行仿真分析。技术方案：(1) 熟悉通信用DC/DC变换器的工作原理及其滤波要求，分析电磁干扰的产生及其影响，探讨研究设计的意义；(2) 根据通信用DC
9、/DC变换器的入网标准来设计输入滤波器和输出滤波器，通过分析选择滤波器基本结构；考虑电源滤波器为达到最佳消除噪声的能力，不光要依靠滤波器电路的滤波功能，而且还要依靠电路阻抗不匹配原理(阻抗不匹配就会产生反射，这样就能反射噪声，使之不能通过滤波器，进而达到最佳滤波效果)。而且商用产品为了覆盖大多数的应用范围，故采用比较保险的型滤波结构；(3) 详细设计整个EMI电源滤波器的结构，并进行滤波电感、电容的计算与型号选择；(4) 熟悉MATLAB原理及编程方法，建立滤波器的高频等效电路模型并用MATLAB进行仿真分析，修正滤波器元器件参数。3、进度安排第12周： 毕业实习，撰写毕业实习报告；第34周：
10、 翻译外文资料，初步确定方案，完成开题报告；第5周： 确定最终方案，并进行可行性分析；第68周： 硬件设计及程序代码编制；第9周： 中期检查；第1011周： 综合调试，根据结果完善系统；第1214周： 完成论文撰写；第15周： 论文答辩；第16周： 论文装订。报告人签字： 年 月 日4、指导教师意见胡昌龙同学调研比较充分，研究内容充实，技术方案明确可行，现已经具备开始毕业设计的条件。该生能达到预期的目标，同意进入设计阶段。指导教师签名： 年 月 日目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 研究背景及意义11.2 国内外研究现状21.3 主要研究内容32通信电源原理及行业标准分析42.1
11、降压式Buck变换器的工作原理42.2 通信用DC/DC变换器指标及其测量53 EMI滤波器的设计93.1 EMI 滤波器设计步骤93.2 滤波电路的选择93.2.1 阻抗失配原则93.2.2 电路结构选择93.3 输入滤波器设计113.3.1 共模干扰滤波器设计113.3.2 差模干扰滤波器设计123.3.3 输入滤波器滤波电路133.4 输出滤波器设计133.5 滤波器元件的选取153.5.1 滤波电感的选取153.5.2 滤波电容的选取193.6 EMI滤波器的正确安装214 滤波器的MATLAB仿真分析224.1 滤波器模型的建立224.2 未加滤波器的电路仿真分析234.3 添加滤波
12、器的电路仿真分析24结束语26致谢27参考文献28摘要随着开关电源类产品的日益增多，电磁兼容设计成为开关电源开发过程中至关重要的一个环节，相应的电磁兼容标准也成为开关电源类产品必须满足的性能指标。高频开关电源是严重的电磁干扰源，很多情况下需对其安装EMI电源滤波器。本文针对通信领域中开关电源的DC/DC变换模块研究与设计EMI滤波器。本文以通信用DC/DC变换器为对象，设计EMI电源滤波器。在阐述开关电源电磁干扰基本特点的基础上，提出了利用型滤波电路结构滤除电路中存在的干扰。文中阐述了EMI滤波器的基本原理、拓扑结构、设计原则和滤波器件的高频特性，简要介绍了通信用的DC/DC变换器的工作原理和
13、指标参数。通过了解开关电源需要满足的电磁兼容标准，测试分析其电磁干扰信号特点，提出滤波器性能指标。通过相关的国家标准和指标参数，计算出滤波器元件的参数值。在确定了滤波器结构和元件参数后，利用MATLAB的Simulink平台进行仿真，观察电路中各个部分产生的干扰和添加滤波器前后电路运行的情况。通过比较，可以证明设计的正确性。关键词：EMI滤波器；DC/DC变换器；开关电源；MATLABAbstractWith expanding switch power product，electromagnetic compatibility (EMC)design has been one of the
14、most important parts during the research and development process of switch power. Corresponding standards of EMC have been required which switch power should satisfy. Switch power of high frequency is serious electromagnetic interference(EMI)source，so EMI source filter usually should be added in switch power. In the dissertation the research and design of EMI filter is limited in DC to DC converter of the switch power in the field of telecommunication.EMI filter is designed on the basis of DC to DC converter. An idea that using the -shaped circuit to filter the interference in the circuit
