功率變換器傳導(dǎo)電磁干擾建模研究.pdf

1、功率變換器傳導(dǎo)電磁干擾建模研究功率變換器傳導(dǎo)電磁干擾建模研究ModelingModelingModelingModelingofofofofConductedConductedConductedConductedElectromagicElectromagicElectromagicElectromagicInterferenceInterferenceInterferenceInterferenceininininPowerPower

2、PowerPowerConverterConverterConverterConverter一級學(xué)科控制科學(xué)與工程學(xué)科專業(yè)控制理論與控制工程作者姓名梁斌指導(dǎo)教師魏克新教授天津大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院二零一二年十一月I摘要摘要本文致力于功率變換器傳導(dǎo)電磁干擾的建模研究。從干擾源、干擾耦合路徑兩個(gè)角度分析、研究了變換器傳導(dǎo)電磁干擾的耦合機(jī)理，建立了傳導(dǎo)電磁干擾的模型。本文的主要工作包括：1.基于非對稱規(guī)則采樣策略，構(gòu)建了功率變換器相應(yīng)的差模

3、和共模電磁干擾源模型。使用該模型進(jìn)行了頻域計(jì)算，從而導(dǎo)出了相應(yīng)的干擾源頻譜。對共模及差模干擾分布在變換器開關(guān)頻率及其倍數(shù)附近的規(guī)律進(jìn)行了概括，而后在不同的調(diào)制比下，對傳導(dǎo)電磁干擾的變化趨勢進(jìn)行了分析。2.對功率變換器主電路部分的高頻寄生參數(shù)進(jìn)行了研究。采用理論分析和實(shí)測相結(jié)合的方式提取了電路中的寄生參數(shù)。研究了變換器中共模、差模傳導(dǎo)電磁干擾的耦合路徑，建立了包含高頻寄生參數(shù)的傳導(dǎo)電磁干擾耦合路徑的精確模型。使用頻域計(jì)算的方法得到了相應(yīng)的

4、干擾頻譜。3.通過引入“影響因子”的概念來評估不同寄生參數(shù)的變化對系統(tǒng)整體電磁干擾性能影響的嚴(yán)重程度，據(jù)此構(gòu)建了精度較高的簡化的電磁干擾耦合路徑模型。根據(jù)已建立的精確模型，使用仿真的方法分析了各個(gè)參數(shù)變化下的系統(tǒng)整體電磁干擾的變化規(guī)律，找到了當(dāng)整體參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時(shí)的系統(tǒng)電磁干擾的最大變化閾度，并以此為基準(zhǔn)對各個(gè)參數(shù)分別進(jìn)行分析，找到了其各自在一定范圍內(nèi)變化時(shí)的“影響因子”。由于各個(gè)寄生參數(shù)在不同頻段內(nèi)對系統(tǒng)電磁干擾的影響程度不同，

5、該部分根據(jù)所得到的影響因子規(guī)律表對系統(tǒng)的主導(dǎo)寄生參數(shù)進(jìn)行了分組、分頻段的討論。研究結(jié)果表明，各個(gè)參數(shù)對差模和共模干擾的“影響因子”不盡相同，差模和共模干擾的主導(dǎo)寄生參數(shù)也有較大區(qū)別。基于相應(yīng)的定量分析，最終建立了較為精確且簡化的干擾耦合路徑模型。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以一臺大功率變換器為研究對象對干擾耦合路徑的精確模型和簡化模型分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所建帶寄生參數(shù)的精確模型的預(yù)測結(jié)果大大優(yōu)于不帶寄生參數(shù)時(shí)的預(yù)測結(jié)果；而相對于精確模型，所