直流DC-Link无源电容模组的电磁仿真开题报告
2020-02-20 09:58:34
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1背景:
高功率密度变换器是一种应现代电子产品的小型化、轻型化发展趋势而新近出现的开关功率变换器,其优点在于能大大降低在系统中为电源模块分配的体积。目前学界对该类变换器的关注还停留在动态特性、温度特性及效率等系统电参数层面,而对其独特emi特性的研究还远远不够。事实上,emi作为功率变换器产品化中的认证标准之一,对系统的可靠性有重要影响。
对于电气和电子设备而言,电磁环境污染近年来已经成为了重要的问题,任何电气电子设备对它周围的环境都是个潜在的噪声源。高幅度电磁扰动会致使位于共同电磁环境中的电气电子设备功能失效。
而随着新能源产业的发展,变流技术相应得到普遍运用,dc-link电容作为其中关键器件,不管是交流(整流后)供电,还是直流供电,直流母线端必不可少地要并联dc-link电容器,用以旁路来自电力电子线路和整流电路的交流电流分量,避免交流电流分量在直流母线上产生不希望的交流分量电压。不仅要求dc-link电容器有足够的耐压和电容量,还要具有尽可能低的等效串联电阻(esr)、等效串联电感(esl),具有承受高幅值交流电流的能力,还需要在应用条件下具有足够的使用寿命。了解其结构、工作机理才能正确地选型应用到电路中。作为电容器,由于制造的工艺导致本身存在寄生电感(esl)和寄生电阻(esr),寄生电感的存在使得电容模组内部产生磁场,并通过近场耦合的方式对电路中其他元器件、连线进行辐射干扰,是dc-link电容模组产生电磁干扰的一个重要因素。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容:
2.1.1什么是dc-link电容器
直流电作为逆变器的供电电源时,直流电源需要通过直流母线与逆变器链连,这种供电方式也被称为dc-link。由于逆变器需要dc-link获取有效值和幅值很高的脉动电流,在dc-link上产生很高的脉动电压使得逆变器难以承受。为此,需要对dc-link进行支撑,以确保dc-link的供电质量。在大多数情况下,支撑dc-link的元件是电容器。
dc-link电容器的作用主要是吸收来自于逆变器向dc-link索取的高幅值脉动电流,阻止其在dc-link的阻抗上产生高幅值脉动电压,使逆变器端的电源电压波动保持在允许范围。dc-link电容器的第二个作用就是防止来自于dc-link的电压过冲和瞬时过电压对逆变器的影响。
又称直流支撑电容器,属于无源器件的一种。现主要采用聚丙烯薄膜介质直流支撑电容器,其具有耐电压高、耐电流大、低阻抗、低电感、容量损耗小、漏电流小、温度性能好、充放电速度快、使用寿命长(约10万小时)、安全防爆稳定性好、无极性安装方便等优点。被广泛应用于,电力电子行业。
3. 研究计划与安排
1-2周,查阅与阅读参考资料,完成外文翻译,确定研究方向,了解国内外关于本设计的发展现状。
3-5周,了解dc-link电容工作机理,以及在不同电路中的作用;了解emi相关知识;研究dc-link电容模组寄生参数带来的影响。
6-7周,依据属性参数分析,完成dc-link电容属性参数配置为模型构建做准备。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 赵博.ansoft12在工程电磁场中的应用.北京:中国水利水电出版社,2012.
[2] cree,applicationnote,design considerations for designingwith cree sic modules part1.the effects of parasitic inductance,2012.
[3] cree,applicationnote,design considerations for designingwith cree sic modules part2.techniques for minimizing parasitic inductance,2013.