功率变流器传导干扰频域建模方法研究文献综述
2020-04-25 20:24:19
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(谐波干扰)到另一个电网络。负电磁发射(EMI)与电磁敏感度(EMS)是衡量电磁兼容(EMC)水平的主要特性。电磁发射又分传导发射和辐射发射;电磁敏感度也分传导敏感度和辐射敏感度。其中每一种特性的测量方法,都应根据不同的受试设备,遵循相关的EMC标准进行测试。
一个连续的模型,除了状态方程外,传递函数也是描述形式之一。如果是面向s域的传递函数G(s),根据相似的原理,得到与它相匹配的Z域传递函数G(Z),称为频域仿真建模方法。本文就是对功率变流器传导干扰的频域建模方法的研究。
搜集整理了国内外功率变流器传导干扰建模方法,了解不同建模方法的优缺点及适用范围对于接下来的毕业设计有很大的帮助。了解了传导干扰频段内(150kHz-30MHz)怎样较为准确地预测功率变流器的共模干扰噪声的发射水平,并利用仿真软件进行建模仿真[6]。
因此,本文将试图探索如何在频域内对功率变流器的传导干扰进行建模以及仿真研究。
随着电力电子技术的发展,近些年来,功率变换器得到了广泛的应用,因此现在有必要去关注和规范其电磁干扰(EMI)噪声,对电磁干扰准确的建模与预测已经成为了当代的一个热点研究问题。
国内外的研究主要放在了对于传导电磁干扰的预测建模上,主要建模方法有多路并联的“干扰源-耦合通路”频域模型。主要研究方向有关于CM噪声的预测以及CM噪声抑制措施的性能预测等,利用带宽效应FFT分析频谱,并识别CM噪声的耦合路径。
现有的建模方法在一定的频率范围内可以预测功率变换器传导EMI噪声预测,但不能实现整个传导干扰频段内(150kHz-30MHz)的EMI噪声预测,特别是当频率高于5MHz的频段[7]。一些变流器器件物理特性复杂,一些等效的建模方法又需要牺牲精度来实现模型的简化,也缺少一些比较通用的,适合于实际设计的建模方法。还有一些关于共模与差模之间相互关系等EMI现象并没有得到充分的研究,传统的EMI噪声抑制对其起不到作用。在国内,有相关研究对于功率变换器IGBT开关模块的传导电磁干扰进行了建模研究,提出了一种基于IGBT的EMI噪声源建模方法来分析噪声之间相互作用以及抑制措施[7]。
结合国内外已经做过的研究,随着技术的发展,为了获得通用的功率变换器传导电磁干扰建模方法,建立了多路并联的“干扰源-耦合通路”模型,基于频域方向的建模,利用一端口网络描述干扰源,利用二端口网络描述干扰耦合通路,再根据其频谱特性以及传递函数,可以直接在频域上对干扰频谱进行计算。
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2. 研究的基本内容与方案
{title}选题意义
随着电子技术的不断发展,电子设备也慢慢地朝着高频化发展,也慢慢进入了大容量时代,采用脉冲宽度调制方式的功率变流系统得到了广泛的应用,同时也使得电磁干扰影响逐渐加剧。对电磁干扰准确的建模与预测已经成为了现在的一个热门话题。