功率变换系统内近场电磁干扰特性的研究

发布时间：2020-09-22 09:26

　　功率变换系统是当今电能变换的重要设备,而随着集成化和功率等级的提升,其对外产生的电磁干扰越来越严重,这极大地影响了周围环境中设备的正常运行及自身性能的发挥。因此,本文以功率变换系统为研究对象,对其进行内部近场电磁特性分析从而采取抑制。本文搭建了功率变换系统近场三维测试平台和EMSCAN电磁干扰扫描系统,测量并绘制了Boost PFC近磁场的三维图,分析了近磁场的强弱分布并进行了理论推导,验证了电磁干扰测试平台的有效性。针对功率变换系统内多导线的分布情况,利用多导线串扰分析和电偶极子理论对多导体磁场发射情况进行了分析,仿真了导体上的电流分布和对外磁场发射情况。将二端口网络散射参数应用于滤波器传输特性分析;分析滤波器内部的近磁场耦合,建立了其差模结构的近场集中参数模型,分析如何应用S参数法提取近场耦合参数;提出了基于近场干扰设计的高频性能优异的滤波器布局,用测得的插入增益验证了理论的正确性。论文针对某220W开关电源,实测了其EMI噪声,给出了针对超标噪声抑制的滤波器的设计参数,通过实验对该滤波器噪声抑制效果进行了验证。对开关电源和滤波器的近场耦合干扰进行了测试,分析了其对开关电源差共模噪声的影响;测试了多路输出反激电源上方距变压器上方10mm平面的磁场的分布,对滤波器合适安装位置的确定具有一定的指导意义。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TN972
【部分图文】：

模块图,扫描器,模块,模块强度

图 2. 2 集成扫描器模块强度，I 为磁场基本振子中通过的电流强度，下，电力电子设备周围的场强与功率线回路。此时磁感应强度为：0032ISB Hrμμπ= ≈ 电流为：( ) sin( )mi t = I ωt03sin( )( )2mI tB trμ ωπ≈ ba

扫描图,扫描图,频谱

对电路板上有问题的频率进行识别。如图2.5 所示，为双管正激电路(图 2.4)的频谱扫描图。与其它电路相比，此电路有如下有点：①相对于单管正激变换器，开关电压应力变低。②避免了特殊磁复位技术产生的复杂去磁绕组，大大的减小了变压器的体积，电路设计简单，可将电能馈送到电路上，整个系统运行的效率很高。③每一桥臂由一个开关管和二极管串联，不存在全桥变换器和半桥变换器桥臂直通的问题。图 2. 4 双管正激原理图图 2. 5 频谱扫描图从频谱扫描图可以看出，在 11MHz、33MHz、55MHz、77MHz 四个频率段电磁辐射较大。AVin VoutQ1Q2D1D2D3D4LTC+_

空间扫描

间扫描间扫描是对选定频率点的辐射进行测量，能够绘制出 EMI 强度的图形，给出 EM而得出所选频率点的辐射源的具体位置和强度。对所测辐射干扰绘制三维图形，色变化，形成如等高线一样的图形，可实时随电磁场进行监测。对于空间扫描的测物的结构图作为背景，将两者进行合成，更为清晰的看出各部位的近场辐射结生辐射的部件，如图 2.6 所示，同样是采用图 2.4 所示的电路。由图 2.5 和图 2.6 主要的干扰源为其深色部分，主要的电磁频率 11MHz 的几倍频处。

【相似文献】