大功率开关电源关键EMC器件的高频建模研究

发布时间：2020-11-01 01:07

　　 随着电力电子技术的快速进步,开关电源朝着小型化、高功率密度的方向发展。面对日益复杂的电磁环境,对开关电源电磁兼容性的研究刻不容缓。传导干扰作为电磁兼容研究的重要方面,受到越来越多的关注。目前国内外学者对开关电源的传导干扰的抑制和仿真预测展开了多方面的研究。本文对大功率开关电源的滤波元件和开关元件的高频建模展开了研究。对适用于大功率开关电源EMI滤波器的电感线圈的电磁参数计算方法展开研究。由于大功率电源具有高电压、大电流的特点,大功率电感线圈的绕组采用多线并绕的方式来进行均分电流,同时减小趋肤效应和邻近效应的影响。在单线绕制电感线圈的基础上,通过理论分析和公式推导得出了多线并绕电感线圈电感和分布电容的计算方法。为了避免磁芯饱和,给出了磁芯饱和度的分析方法。同时给出了共模电感漏感的计算方法和电感线圈损耗的估算方法。对应用于100kW和30kW开关电源EMI滤波器的差模电感线圈样品的电磁参数进行仿真和实验测试分析。使用宽铜带代替多线并绕漆包线的方法,进行三维建模仿真计算,该方法得到的电感线圈电感值和分布电容与测试值吻合较好,同时节约了计算时间和计算内存,并使用阻抗分析仪对电磁参数进行测试。电感理论计算值相对于测试值的最大误差为6%,仿真值相对于测试值最大误差为0.2%;分布电容理论计算相对于测试值的最大误差为4.7%,仿真值相对于测试值最大误差为7.3%。开展了IGBT电学行为建模的研究。介绍了一种适用于电气工程师使用的IGBT建模方法,该方法基于双脉冲实验测试数据进行IGBT的电学行为模型建模。与传统的基于Datasheet手册的建模方法相比,该方法具有更高的准确度,能更真实的反应IGBT开通与关断瞬间电流电压的动态特性,适用于电路仿真预测平台。
【学位单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN86;TN713
【部分图文】：

件模型是建立准确传导 EMI 仿真模型的基础，具有实际研件的建模研究现状线圈研究现状是利用电磁感应的原理进行工作的器件。高频信号通过电感很难通过；而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小，过它。电感线圈对直流电的阻抗几乎为零。电感线圈正是基为主要滤波元件使用。内外有相当多学者对电感线圈做出了研究分析。其中外国学者线三相共模电感做了分析[10]，他通过理论推导，得出了三并使用数学推导说明了漏感的产生的原理和计算表达式。同并提出了避免磁芯饱和的方法。

具有大电流、高电压的特点。由于导体通流能力与关电源的滤波电感通常采用增大导线截面积的方由于趋肤效应和邻近效应的影响，采用单线绕制组交流阻抗，从而增加电感线圈损耗。因此，采用线圈大电流、低损耗的要求，在实际的大功率开景。本章对电感线圈高频电路建模和电磁参数的和度和电感损耗计算方法进行探究。感线圈的等效电路模型在磁芯上的若干绕组组成，利用电磁感应原理工作并联绕制的方式，如图 2-1 所示。多线并绕电感线量的要求，同时可减小趋肤效应引起的绕组损耗

图 2-2 差模电感高频模型路模型中，主要考虑了电感、分布电容、绕联大电阻。其中L为电感，C 为分布电容，阻。抑制共模 EMI 噪声和抑制差模 EMI 噪声，电感电路 （b）三相共模电感高频模图 2-3 三相共模电感电路拓扑
【参考文献】

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本文编号：2864789