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(jí)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(dòng)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(duì)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(duì)共模及差模干擾分布在變換器開(kāi)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(duì)傳導(dǎo)電磁干擾的變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。2.對(duì)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(cè)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(guò)引入“影響因子”的概念來(lái)評(píng)估不同寄生參數(shù)的變化對(duì)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(jiǎn)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jiǎn)化的干擾耦合路徑模型。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以一臺(tái)大功率變換器為研究對(duì)象對(duì)干擾耦合路徑的精確模型和簡(jiǎn)化模型分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)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(cè)結(jié)果大大優(yōu)于不帶寄生參數(shù)時(shí)的預(yù)測(cè)結(jié)果；而相對(duì)于精確模型，所