光伏逆变器辐射EMI噪声机理与抑制方法

针对光伏逆变器产生的辐射电磁干扰(EMI)噪声,提出了基于近场测试和近场波阻抗的辐射噪声源诊断方法;分析了因大功率电力线串扰和传输阻抗失配引起的辐射噪声机理,以及噪声传输路径;设计基于串扰扼流圈、全电容滤波器和线缆终端匹配电路的辐射EMI噪声抑制方案。实验结果表明,该方法能有效分析某型光伏逆变器的辐射噪声机理,其辐射EMI噪声可降低37 dBμV/m,满足GB 9254 Class A限值要求,从而为光伏逆变器的电磁兼容设计提供理论依据和实验指导。     

某伺服系统传导噪声分析和处理

伺服系统作为机载平台的重要组成机构,其电磁兼容性影响机载平台的性能。针对伺服系统产生的传导电磁干拢(EMI)噪声,利用线性阻抗稳定网络提取了传导干扰噪声,以及用散射参数法提取噪声源内阻抗。同时,还设计了一款滤波器以抑制传导干扰噪声,并根据传导(EMI)噪声生成机理,采用共模电感、贴片电容和磁珠以改进滤波器的拓扑结构。实验结果表明,采用改进后的滤波器,传导干扰噪声下降了最多30 d BμV,从而验证了方法的有效性。     

差共模噪声相互转化机理及在平面EMI滤波器设计中的应用

EMI滤波器是抑制传导干扰的重要元件。论文对差、共模混合噪声电路在"阻抗失配"的基础上,可以分离为两部分独立的等效通道。对两个通道各自加载差模和共模噪声,求解电路网络,在负载端可以得到差、共模干扰噪声。由此,可以得到由于支路阻抗的不对称而引起的差、共模噪声之间的相互转化。基于环形结构的平面EMI滤波器是本课题组提出的一种新型结构,但是仍然存在对应支路阻抗不对称问题引起噪声相互转化的问题。为此,本文提出一种单面完全覆金属的"感容"集成模块(LC单元),与双面均为螺旋型LC单元进行比较表明,所提出的模块具有良好对称性,能更好地抑制平面滤波器差、共模噪声之间的相互转化。     

基于多物理场耦合特性的集成式母线型EMI滤波器设计

电磁干扰(electro magnetic interference,EMI)滤波器是一种抑制电力电子系统中传导电磁干扰的重要手段,其中集成式EMI滤波器由于体积小、高频性能好等优点得到广泛关注。该文介绍了一种新型集成式母线型EMI滤波器,这种滤波器将传输线与滤波器相结合,通过金属导体的"集肤"与"邻近"效应对低频工作电流与高频噪声电流进行分离,并对噪声电流实现"反射"与"耗散"双重衰减。论文采用有限元法,综合考虑了母线型EMI滤波器"磁-热-流体"多物理耦合场特性,从材料选择、电气及结构参数设计、滤波性能分析、温升特性分析等方面对滤波器进行了系统性的设计,对滤波器镀层结构及厚度、滤波器最大工作电流密度等具有工程应用价值的参数进行了详细计算,并给出了参考数值。母线型EMI滤波器滤波测试效果及温升实验表明滤波器具有较好的滤波性能和较强的载流能力,具有进一步开发并实际应用的前景。     

大功率AC/DC变流器传导电磁干扰分析与抑制

本文研究了AC/DC变流器中传导电磁干扰 (EMI) 的抑制问题.在系统干扰测量和干扰源及干扰传播通道分析的基础上,提出了传导EMI的抑制方法,如采用混合式EMI无源滤波器、加装吸收电路等.混合式EMI滤波器对系统传导EMI抑制起着主导作用,能有效的滤除传导电磁干扰的低频成分和部分高频成分.简要介绍了所采用的理论计算和实际微调相结合的EMI滤波器的设计方法,该方法的特点是易于实施,只要求测量噪声幅度和噪声接受体的阻抗即可开始设计.实验结果表明,所采用的方法使变流器的电磁干扰得到了有效的抑制,并使系统满足了EMC标准要求.     

一种结构对称型电磁集成电磁干扰滤波器分析与设计

针对电力电子变换器高频化发展趋势下电磁干扰（EMI）问题及其给高功率密度化设计带来的挑战,该文利用柔性多层带材（FMLF）技术,提出一种结构对称型EMI滤波器电磁集成设计方案。此方案通过共模（CM）电容-线电感和差模（DM）电容-CM电感基本集成单元推演出基于UU型磁心的L/N对称型EMI滤波器全集成结构,并采用合理的端口配置方式实现CM和DM滤波元件功能解耦,从而简化CM和DM集总等效电路,进而简化其参数分析、整定和设计。以一台输出功率为500W的SiC-MOSFET高频电压源逆变器为实验平台,在利用Maxwell软件进行合理性验证的前提下,分别设计分立型、磁集成型和电磁集成型EMI滤波器样机并进行对比实验,验证了所提方案的可行性和有效性。实验结果表明,在CM和DM插入损耗设计目标相同的情况下,所提电磁集成方案可有效减小体积和质量,有助于提升系统功率密度。     

基于柔性多层金属箔的单相全集成EMI滤波器建模、分析与设计

在电力电子变换器高频化发展的驱动下,电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题更加凸显。因此,EMI滤波器成为了电力电子系统的重要组成部分,其优化设计对未来工业应用有着深远影响。文中以SiC-MOSFET单相逆变器为设计对象,研究一种基于UU型磁芯和柔性多层金属箔(flexible multi-layer foils,FMLFs)的EMI滤波器全集成设计方案。FMLFs由电气层、电介质层及绝缘层构成,通过合理设计FMLFs绕组结构及适当安排其端口接线方式,可将EMI滤波器的所有滤波元件集成在一个磁芯单元。以共模(common-mode,CM)滤波元件集成设计为基础,本研究根据不同的差模(differential-mode,DM)衰减需求依次设计3种EMI滤波器全集成结构——CM电感&电容型、CM电感&电容-DM电容型及CM电感&电容-DM电感&电容型。在Maxwell-ANSYS环境下,利用有限元仿真对所设计方案进行可行性分析。最后,通过实验测试验证该方案的可行性和有效性。     

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。     

基于散射参数法的EMI滤波器电磁噪声抑制效果预测

EMI滤波器是抑制传导噪声的重要手段之一,尤其是高性能的EMI滤波器的应用,对电力电子设备的干扰具有很好的抑制作用。基于传输线理论得到并联传输线的共模及差模参数,通过推导和测试得到噪声源阻抗、负载阻抗及其等效结构,求解得到基于阻抗法的插入损耗(IL)。但是,在高频条件下,EMI滤波器及传输线不仅存在自寄生参数,还存在互寄生参数,这些互寄生参数很难通过阻抗法来等效。本文在传输线等效共模与差模参数频率特性的基础上,根据传输线理论得到噪声源阻抗及负载阻抗;以共模滤波器为例,基于阻抗法预测滤波器对噪声的衰减能力,并与实际测试值进行比较。然而,由于阻抗法不能很好地预测高频条件下的噪声衰减,本文以波的"入射与反射"为核心,进一步提出一种利用S参数来预测阻抗不匹配条件下噪声衰减的方法,研究表明,散射参数法由于考虑了元件间的互寄生参数,具有更好的高频性能。