基于AC-LINK技術(shù)的大功率充電模塊EMI濾波器研究.pdf

1、隨著全球環(huán)境污染和化石能源危機(jī)的加劇，節(jié)能減排的需求日益迫切，新能源汽車作為無尾氣污染、能耗較低的電動(dòng)交通工具獲得大力發(fā)展的機(jī)遇，同時(shí)也大大推動(dòng)了作為基礎(chǔ)配套設(shè)備的充電電源技術(shù)的不斷進(jìn)步。目前，國(guó)內(nèi)外都在積極開發(fā)各種類型的電動(dòng)汽車充電電源，大功率直流充電模塊因能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車快速充電正在成為目前的主流方向和研究熱點(diǎn)?；贏C-link技術(shù)的充電模塊作為大功率能量變換裝置，具有較為復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制方式，且其半導(dǎo)體開關(guān)器件的高dv/dt、

2、di/dt造成非常嚴(yán)重的傳導(dǎo)干擾問題。EMI濾波器是抑制開關(guān)電源傳導(dǎo)干擾的常用措施，本文對(duì)基于AC-link技術(shù)的大功率充電模塊的EMI濾波器進(jìn)行了研究。
　　首先介紹了開關(guān)電源EMI濾波器及開關(guān)電源傳導(dǎo)干擾的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并簡(jiǎn)要闡述了本文研究的目的和意義，同時(shí)對(duì)本文的主要工作和行文安排進(jìn)行了必要的說明。簡(jiǎn)述了基于AC-link技術(shù)的大功率充電模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基本工作原理和控制方式，分析了充電模塊傳導(dǎo)干擾產(chǎn)生機(jī)理，針對(duì)共模干擾和

3、差模干擾，分別理論分析了其干擾源和干擾傳播路徑。
　　然后，開展了大功率充電模塊傳導(dǎo)干擾的測(cè)試研究。采用電流探頭法對(duì)充電模塊傳導(dǎo)干擾進(jìn)行了測(cè)試，并分離了其共模干擾、差模干擾。給出充電模塊傳導(dǎo)干擾測(cè)試的一般要求，并將CISPR規(guī)定的適用于大電流的單相人工電源網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展為三相，設(shè)計(jì)了基于電流探頭法的充電模塊傳導(dǎo)干擾測(cè)試方案，給出了詳細(xì)的結(jié)果處理方法。根據(jù)測(cè)試方案完成了充電模塊傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)，并采用三相共模、差模標(biāo)量分離方法得到了其共模干擾

4、和差模干擾頻譜，通過與標(biāo)準(zhǔn)限值的對(duì)比確定干擾超標(biāo)情況及電磁兼容整改方向。
　　接著，開展了三相EMI濾波器的改進(jìn)設(shè)計(jì)研究。基于三相EMI濾波器插入損耗仿真分析方法，對(duì)工作在大電流條件下的充電模塊三相EMI濾波器進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)?；跒V波電容廠商提供的阻抗幅頻曲線建立其高頻等效電路，通過阻抗分析儀對(duì)共模電感、共模電感漏感、差模電感阻抗幅頻曲線進(jìn)行測(cè)試，建立對(duì)應(yīng)的高頻等效電路，采用電磁分析軟件提取印制板走線寄生參數(shù)，根據(jù)CISPR17對(duì)

5、EMI濾波器插入損耗測(cè)試電路的規(guī)定，建立其共模和差模仿真模型分析了其插入損耗?；诜抡娼Y(jié)果和充電模塊傳導(dǎo)干擾測(cè)試結(jié)果對(duì)EMI濾波器進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并對(duì)改進(jìn)設(shè)計(jì)后的濾波器及采用該濾波器的充電模塊進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　最后，研究了一種適應(yīng)復(fù)雜控制方式和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的充電模塊傳導(dǎo)干擾仿真分析方法，分析了EMI濾波器在充電模塊中的插入損耗。在系統(tǒng)仿真軟件中建立包括EMI濾波器、匯流排等效電路模型、IGBT電路模型、變壓器高頻等效電路模型等元件的