臨界工作模式下Boost PFC輻射EMI機(jī)理研究.pdf

1、隨著開(kāi)關(guān)電源和功率因數(shù)校正(Power Factor Correction，PFC)技術(shù)在醫(yī)療器械、三維打印和航空航天等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，能夠有效提高電源電能質(zhì)量和利用率。然而，開(kāi)關(guān)電源MOSFET和IGBT等半導(dǎo)體器件會(huì)產(chǎn)生較高的瞬態(tài)電流變化率和電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)噪聲，嚴(yán)重影響電子設(shè)備的正常工作和空間電磁環(huán)境。針對(duì)上述問(wèn)題，本文建立了臨界工作模式下Boost PFC輻射EMI噪聲模

2、型，揭示了半導(dǎo)體器件高頻電流引起的輻射噪聲機(jī)理，提出能夠有效抑制高頻噪聲的Boost電感電流反沖設(shè)計(jì)方法，為開(kāi)關(guān)電源高頻噪聲抑制和空間電磁環(huán)境治理提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，具體包括:
　　1.分析了PFC電路的Buck、Boost和Buck-boost不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，及其等效電路模型，研究了電路斷續(xù)、連續(xù)和臨界工作模式的控制原理，對(duì)比分析了不同電路拓?fù)浜凸ぷ髂Ｊ降膬?yōu)劣性，包括功率因數(shù)和電流瞬態(tài)變化率。
　　2.建立了臨界工作模式下B

3、oost PFC電路的輻射EMI模型，提取了Boost PFC開(kāi)關(guān)器件引起的高頻噪聲電流，揭示了Boost電感和高頻電流引起的輻射EMI噪聲機(jī)理，并利用亥姆霍茲方程、洛倫茲條件、推遲勢(shì)方程、電流密度和能流密度函數(shù)建立電場(chǎng)輻射EMI和磁場(chǎng)輻射EMI噪聲的解析方程。
　　3.提出了基于電感電流反沖的Boost PFC電路輻射EMI噪聲抑制方法，研究了Boost電感和寄生電容對(duì)電感電流反沖、瞬態(tài)電流變化率和輻射EMI噪聲的影響，并搭建了

4、基于L6564H芯片的Boost PFC硬件電路，開(kāi)展了基于RE101（磁場(chǎng)輻射）和RE102（電場(chǎng)輻射）的電路EMI標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。
　　理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)的Boost電感電流反沖方法能夠有效抑制臨界模式下Boost PFC電路的輻射EMI噪聲，在25Hz-100kHz頻段內(nèi)，磁場(chǎng)輻射EMI噪聲能夠降低2dBpT;在100kHz-5MHz頻段內(nèi)，輻射EMI噪聲能夠降低20dBμV/m，驗(yàn)證了臨界工作模式下Boost