基于插入无源二端口网络的噪声源阻抗提取方法研究

为了使电磁干扰（EMI）滤波器设计达到预期的插入损耗（IL），实现良好噪声抑制效果，需要考虑噪声源阻抗的影响。电压插入损耗法仅能获得噪声源阻抗幅值的范围，且无法求解相位。针对上述问题，在不增加实验设备的前提下，提出基于插入无源二端口网络的噪声源阻抗提取方法。该方法通过在被测设备（EUT）与线性阻抗稳定网络（LISN）之间插入3个不同的无源二端口网络，建立关于噪声源阻抗实部和虚部的二元二次方程组，再结合EMI测试频段范围内实验测量的有效频点噪声电流，以实现噪声源阻抗幅值和相位的精确计算。以一台工业照明LED驱动电源为测试对象，对该方法的有效性和适用性进行了验证。实验结果表明，相较于电压插入损耗法，所提方法能够准确地提取全频段（9kHz～30MHz）噪声源阻抗幅值的精确值，并且能够得到噪声源阻抗相位，从而可以预测EMI噪声电流，为设计性能优良的EMI滤波器提供精确理论基础。     

基于噪声源阻抗提取的EMI滤波器高效设计方法

针对传统EMI滤波器设计方法存在单次设计不准确、多次设计调试周期长的问题，提出一种基于噪声源阻抗提取的EMI滤波器高效设计新方法。首先通过插入无源二端口网络准确、迅速地获得噪声源阻抗幅值和相位；其次依据阻抗失配原则进行EMI滤波器拓扑选择；然后综合考虑噪声源阻抗、LISN端等效负载阻抗以及EMI滤波器高频分布参数对滤波器插入损耗的影响，令滤波器的理论插入损耗等于传导EMI测试频段范围内所需的插入损耗，得到滤波器各元件准确参数，实现了EMI滤波器精确设计。最后，通过一台LED驱动电源进行实验，结果表明一次设计即可满足预期效果，验证了所提方法的准确性和高效性。     

基于双阻抗校准和麦夸尔特法的阻抗提取

为了有效降低电子设备产生的传导电磁干扰噪声,需要设计合适的电磁干扰滤波器,而噪声抑制效果与噪声源阻抗的精度有关。插入损耗法和电流探头法等传统方法虽能初步得到噪声源阻抗,但测试电路耦合电容和测试过程中存在的近似及约束条件会严重影响测试结果,亦无法得到噪声源阻抗的幅值和相位。针对上述问题,该文提出了基于双阻抗校准和麦夸尔特法的噪声源阻抗提取方法,分别利用2个电流探头和2个标准阻抗获取被测噪声源阻抗的幅值和相位,再利用麦夸尔特算法提取全频段(9 kHz~30 MHz)噪声源阻抗的频率特性,并确定其电阻、电容和电感参数。实验结果表明,采用文中方法能够较大提高噪声源阻抗的提取精度,从而为EMI滤波器的设计提供理论依据。     

基于双电流探头和四种状态测试的EMI噪声源阻抗提取方法

基于双电流探头,设置被测噪声源为短路导线、标准电阻、电感、标准电容四种状态,利用散射参数原理分别其传输参数和反射参数,从而提取到被测噪声源的高频阻抗。以商用开关电源为测试对象,实现了源阻抗幅值和相位的测试和计算,验证了该方法的有效性。本文设计的四种状态测试方法,基本涵盖了所有的阻抗描述情况,克服了测试过程中存在的近似和理想化的约束条件,测量的精度提高,为电磁干扰滤波器的设计提供了准确的参考依据。     

基于高通滤波测试的逆变器端口共模干扰建模

逆变器中功率器件的高速开关动作会引起严重的电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题,通常使用EMI滤波器抑制电磁干扰。由于噪声源阻抗和负载阻抗对EMI滤波器的滤波效果有较大影响,为了准确提取逆变器的噪声源阻抗和负载阻抗,文中研究基于高通滤波测试的逆变器端口共模干扰建模方法。发展基于时域波形分析的高通滤波电路设计方法,有效获取高频段电磁噪声频谱的幅值信息和相位信息。建立逆变器输入侧的端口共模干扰等效模型,并提出一种共模源阻抗的求解方法,计算过程中不对噪声源的相位进行约束。通过测试端口共模电压和共模电流,采用优化算法提取逆变器输入侧的共模源阻抗和共模负载阻抗。最后通过实验验证所建立的逆变器端口共模干扰模型。     

一种简单的通信电源EMI滤波器的分析与设计

介绍一种简单新颖的通信电源EMI滤波器设计方法。通过测试EMI噪声源的最大和最小差模源阻抗和共模源阻抗,计算出差模和共模噪声源的大小,并以此为依据设计EMI滤波器。该方法无需考虑电源的拓扑结构和控制算法,改善了传统滤波器过于复杂和基于理想化模型的设计方法。最后通过对800W样机实验验证了所介绍的滤波器设计方法的正确性和可行性。     

一种调整共模噪声源阻抗并优化EMI滤波器性能的方法

提出一种调整变换器共模噪声源阻抗的方法。通过在对称式Boost变换器的耦合电感上加入平衡绕组,并在平衡绕组的末端加入平衡阻抗实现。对比不同噪声源阻抗下变换器的电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)频谱,实验结果验证了该方法的有效性。文中所涉及的端口网络均采用散射参数(S参数)来描述,变换器的寄生电容通过有限元仿真得到。基于测得的S参数和寄生电容的仿真结果,建立平衡阻抗和EMI滤波器共模插入损耗之间的关系,并对平衡阻抗的取值进行预测。论文提出的方法可扩大噪声源端的阻抗失配,同时增大EMI滤波器的共模插入损耗。本方法的优势在于即使EMI滤波器的元件布局及其参数是固定,其性能仍可以通过调整平衡阻抗进行优化。因此,有效减少了传统EMI滤波器的重复设计过程,同时也避免了EMI滤波器的过设计问题。     

EMI滤波器网络最佳工作状态设计及其平面化实现

EMI滤波器是抑制传导干扰的重要手段之一,受噪声源、负载阻抗影响,其工作性能往往不佳。为了改善这些不利影响,提出了一种带有阻抗失配网络的EMI滤波器网络设计方法,其可根据噪声源及负载阻抗的大小,将阻抗失配网络分为L型与C型两类,并通过选取合适的失配网络参数使噪声源与滤波器的输入阻抗和负载阻抗与滤波器的输出阻抗均满足一定的比例关系。EMI滤波器网络利用不同阻抗比例关系产生不同的反射损耗这一特性,对滤波器的最佳工作状态进行配置,使得滤波器在原有插入损耗的基础上增加其反射损耗,达到改善滤波器工作性能的目的。为了减小滤波器体积,将滤波器网络设计方法应用于平面环形EMI滤波器中,并通过实例测试验证其有效性与可行性。     

基于测试信号法的HVDC谐波阻抗扫描方法研究

谐波阻抗扫描是高压直流输电(HVDC)中谐波谐振分析、交流或直流滤波器设计等工作的重要手段。采用电路叠加定理说明了适用于HVDC谐波阻抗扫描的测试信号法。基于测试信号法基本原理及其在HVDC应用研究中的进展,提出测试信号法应用于HVDC谐波阻抗扫描的谐波源幅值选择方法和用于减小谐波源初相位影响的改进扫描方法。最后,以CIGRE First Benchmark模型为例,在PSCAD/EMTDC仿真平台上定量分析了谐波源幅值、谐波源初相位对谐波阻抗扫描的影响,以验证所提出的方法可用于进一步提高HVDC谐波阻抗扫描结果的可靠性,为实际直流输电工程设计提供参考。     

燃料电池轿车DC/DC变换器控制电路的EMI滤波器设计

在电磁兼容设计时，电源线上的传导干扰主要通过EMI滤波器进行抑制。本文介绍了电源EMI滤波器的基本结构、插入损耗，着重讨论了在电磁兼容测试情况下EMI滤波器插入损耗的计算方法。结合车载零部件传导发射的电磁兼容标准计算所需的插入损耗，通过选择分立元器件构造滤波器，最后通过电磁兼容测试验证了设计方法的正确性。     

舰船电力载波通信的阻抗匹配设计

舰船电网是具有各类负载和变电装置的移动式独立电网。首先提出在舰船照明电网中应用电力线载波通信技术(Power Line Communication),具有信道谐波干扰少、负载简单、脉冲噪声可评估,分布广的优势。而后在考虑趋肤效应的影响下分析计算出包括交流电阻、交流电感和相间电容在内的照明电缆参数,根据传输线理论得出舰船照明电网电力线信道特性阻抗、输入阻抗与频率的关系,实现电力载波调制解调器耦合电路与舰船照明电缆线的两种匹配:一是发射端的共轭匹配,使发射功率最大;二是负载端的阻抗匹配,使接收功率最大。同时给出了适用于舰船电网的电力载波耦合电器的阻抗设计参数。     

全桥DC/DC变流器模块阻抗特性研究

模块阻抗特性的研究对于电力电子系统稳定性的判定具有重要的作用.本文详细分析了一种典型的全桥DC/DC变流器模块的输入输出阻抗特性,该模块采用电压模式控制方式,并且主要工作在CCM方式下.文中介绍和分析了系统环路增益对改善模块闭环阻抗特性的作用.实验表明,文中所提出的阻抗分析流程对其他类型电源模块的阻抗特性研究,具有很好的参考价值.     

阻抗继电器与距离继电器的特点

把距离保护测量元件划分为阻抗继电器与距离继电器两大类。分别讨论了阻抗继电器与距离继电器的特点。对测量阻抗、支接阻抗这两个概念进行了分析。     

阻抗继电器与距离继电器分类的补充说明

给出阻抗继电器与距离继电器新的定义。进一步阐明了阻抗继电器与距离继电器的特点。说明了阻抗继电器是建立在测量阻抗概念上的一类继电器 ;距离继电器是建立在补偿电压特点基础上的一类继电器。规定了测量阻抗动作特性和支接阻抗动作特性的适用范围。提出了阻抗继电器的两条性质 ,并给出这两条性质的应用实例。最后对距离继电器的进一步发展给予展望     

基于DFT的蓄电池内部阻抗测量方法

基于离散傅里叶变换(DFT),提出一种准确测量蓄电池内部阻抗的方法.对比现有的测量方法,其主要特点是:(1)不需要交流信号发生器,只需对被测蓄电池进行短时、周期性、小电流放电;(2):不需要测量激励电流与响应电压之间的相位差.实验结果表明:其测量结果的可重复性在±1%以内.完全满足实际需求.     

一种四电极阻抗测量的方案设计

根据液体阻抗测量需要,提出了可用于四电极的测量方案。以AD 8302比较待测阻抗和参考阻抗上的电压矢量,根据其输出的增益比和相位差计算得到待测阻抗。     

一种负反馈放大器的求解方法

给出了一种方便、准确求解负反馈放大器增益、输入电阻和输出电阻的方法,在计算、分析中均考虑了信号源和负载的影响,对于4种电路组态,上述交流参数有相似的形式。     

Ⅲ段距离保护作为后备保护的性能分析

在阻抗继电器与距离继电器分类的基础上,对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阻抗继电器的配合问题和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段距离继电器的配合问题进行了深入的探讨,分析了Ⅲ段距离保护作为后备保护应具有的条件。由于阻抗继电器具有性质1,Ⅲ段阻抗继电器作为Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器的后备,在任何一次系统条件下都是成立的。由于距离继电器不具有性质1,一次系统结构、参数、运行方式、短路类型变化对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段距离继电器的配合都产生影响。如果Ⅲ段距离继电器支接阻抗特性不能够涵盖I、II段距离继电器的支接阻抗动作特性,则Ⅲ段保护起不到后备保护的作用。     

具有高阻接地故障辨识能力的和阻抗继电器

为构建应对单相高阻接地故障的后备保护,通过对线路两端测量阻抗信息的整合与分析,发现其测量值之和在区内故障时和区外故障时有较大差别,进而提出一种采集测量阻抗稳态值、判据具有自适应性且专门应对单相高阻接地故障的和阻抗继电器。仿真与分析表明该继电器能够反映高阻接地故障,受系统运行方式变化影响小,能够确保不误动,线路非全相运行时仍可靠工作,对数据同步性要求极低,反映高阻故障能力远优于纵联距离保护和纵联差动保护,能够有效补充现有主保护。     

阻抗继电器与距离继电器分类的必要性分析

距离保护测量元件在线路保护中有广泛的应用。距离保护测量元件的研究是电力系统继电保护领域的重要课题。论文对距离保护测量元件为什么要分类,以及为什么把距离保护测量元件分为阻抗继电器与距离继电器两大类进行了分析。对阻抗继电器与测量阻抗的关系,距离继电器与直接阻抗的关系作了说明。对阻抗继电器与距离继电器特性的差异进行了说明。分析表明,距离保护测量元件分为阻抗继电器与距离继电器两大类,用测量阻抗分析阻抗继电器,用直接阻抗分析距离继电器,概念清楚,思路清晰,方法简捷。有利于对距离保护测量元件的研究与分析,有利于在实际应用中对距离保护测量元件性能的把握。论文建议,应该改变长期以来,阻抗继电器与距离继电器表示同一类事物的传统习惯。