ZHCAC52 march 2023

5 广义 AEF 电路

图 5-1 所示为根据检测到的噪声参数（电压或电流）、注入消除信号的方式（电压或电流）和有源控制技术（FB 或 FF）进行广义概括的六种有源滤波器配置。

电压检测 (VS) 或电流检测 (CS)
电压注入 (VI) 或电流注入 (CI)
FB 控制或 FF 控制结构

图 5-1 单相等效电路（四个 FB 和两个 FF 电路）中根据不同的控制、检测和注入技术进行分类的基本有源滤波器结构：FB-CSVI (a)、FB-CSCI (b)、FB-VSVI (c)、FB-VSCI (d)、FF-VSVI (e) 和 FF-CSCI (f)

术语 i_S 和 Z_S（图 5-1）指定功率级的诺顿等效噪声电流源和并联源阻抗。Z_L 是噪声接收端（或 EMI 受扰对象，例如用于 EMI 测量的 LISN）的负载阻抗。G 表示有源电路的增益。添加不同的无源元件来代替 Z_S 和 Z_L 将形成不同的混合电路。

从控制的角度来看，FB 设计会检测 EMI 受扰对象处的残余干扰，使信号反相，用高增益 G 将信号放大，然后将消除信号注入回系统，从而在所需的频率范围内将检测到的参数驱动为零。相比之下，FF 设计会检测 EMI 源处的干扰，使信号反相，用单位增益将信号放大，然后将信号注入回 EMI 受扰对象。FF 的放大器单位增益设置必须具有高精度才能使 EMI 信号和抗 EMI 信号相互抵消，因此 FF 设计的设计难度更高。

在噪声检测方面，VS 和 CS 元件通常分别是电容器和 CS 变压器（或现有磁性元件上的辅助绕组）。在噪声消除方面，VI 设计使用受控串联电压源来阻止噪声电流流向 LISN，而 CI 设计使用受控分流电流源来重新路由噪声源产生的噪声电流，以防止噪声电流流入并被 LISN 测量到。VI 和 CI 设计实际上可以使用负载分别创建分压器和分流器。通常，变压器可以包含串联元件，而电容器则实现分流导通路径。

表 5-1 总结了图 5-1 中包含的 AEF 电路的突出特性，包括插入损耗表达式和高衰减电路条件 [4]。Y_S 和 Y_L 分别表示 FB-VSCI 设计的噪声源和负载的导纳。

表 5-1 图 5-1 中按拓扑（控制、检测和注入技术）分类的 AEF 电路

AEF 拓扑		控制 (FB/FF)	检测 (VS/CS)	注入 (VI/CI)	插入损耗 (IL)	高衰减条件
a	FB-CSVI	反馈	电流	电压	$\|1 + \frac{G_{}}{Z_{S} + Z_{L}}\|$	$\|G_{1}\| >> \|Z_{S} + Z_{L}\|$
b	FB-CSCI	反馈	电流	电流	$\|1 + \frac{Z_{S}}{Z_{S} + Z_{L}} \cdot G\|$	$\|Z_{S}\| >> \|Z_{L}\|$
c	FB-VSVI	反馈	电压	电压	$\|1 + \frac{Z_{L}}{Z_{S} + Z_{L}} \cdot G\|$	$\|Z_{S}\| << \|Z_{L}\|$
d	FB-VSCI	反馈	电压	电流	$\|1 + \frac{G}{Y_{S} + Y_{L}}\|$	$\|G\| >> \|Y_{S} + Y_{L}\|$
e	FF-VSVI	前馈	电压	电压	$\|\frac{1}{1 - G} \cdot (1 - \frac{Z_{S}}{Z_{S} + Z_{L}} \cdot G)\|$	$G = 1 ： \|Z_{S}\| << \|Z_{L}\|$
f	FF-CSCI	前馈	电流	电流	$\|\frac{1}{1 - G} \cdot (1 - \frac{Z_{L}}{Z_{S} + Z_{L}} \cdot G)\|$	$G = 1 ： \|Z_{S}\| >> \|Z_{L}\|$

IL = i_L,w/oAEF / i_L,w/AEF 是未安装和已安装 AEF 时的滤波器输出电流（通常使用 50Ω 源阻抗和负载阻抗测得）的商，与可实现的 EMI 衰减相关。如表 5-1 所示，每个 AEF 拓扑都需要特定的阻抗行为来实现高衰减。