功率变换器去耦电容参数选择与过电压预测

功率变换器在高速开通与关断的过程中产生的电磁干扰影响系统的正常运行,提出一种基于绝缘栅双极晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)开关模块的功率变换器电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)噪声源建模方法,可以精确的预测整个传导干扰频段内的EMI噪声。分析去耦电容对电路的影响,基于IGBT模块等效电磁干扰噪声源模型来预测功率变换器产生的过电压,通过对过电压的分析选择去耦电容的参数,整个分析体现如何应用该模型进行参数选择的过程。最后,仿真和实验表明参数选择的正确性。     

开关磁阻起动/发电系统功率变换器传导EMI建模研究

在分析开关磁阻起动/发电系统功率变换器产生的传导电磁干扰(EMI)传播通道(包括共模和差模)的基础上,采用等效电路模型的方法建立了功率变换器的传导EMI时域模型,并用Ansoft-Simplorer软件以及傅里叶级数分解的方法分析计算了功率变换器产生的EMI频谱,研究结果表明在低频段(小于100 kHz),功率变换器的差模干扰占据主导地位,在高频段,共模干扰占据主导地位。将仿真结果与实测的干扰电压波形和EMI频谱结果进行了比较,验证了所建模型和所用方法的正确性。     

发电机励磁系统参数在线辩识装置的研究

介绍了一种配置简单、功能完善、测试精度高的励磁系统参数在线辩识装置;阐述了励磁系统参数辩识的原理及方法,给出了一组现场参数辩识结果。现场实际测试表明,该装置辩识出的参数是正确可信的。     

数字有源EMI滤波器的精确建模及分析

数字有源EMI滤波技术(DAEF)是数字化开关功率变换器传导EMI抑制技术发展的新方向。针对DAEF传统模型不能准确描述系统行为问题,提出了一种精确系统模型,该模型考虑到检测电路、注入电路和解耦电路中的高频寄生参数及数字控制系统各环节的延迟特性,可以准确模拟系统行为,精确反映系统滤波性能。基于所建立模型进行仿真分析和实验验证,结果表明此模型能够精确描述系统行为和预测系统滤波能力。     

数字电液调节系统的仿真及参数辩识研究

根据系统参数辩识原理 ,利用仿真数据 ,采用最小二乘法对调节系统特性参数进行寻优。结果表明采用辩识方法可以准确地辩识系统各时间参数。辩识结果准确可靠 ,可以用于对调节系统进行性能预测、控制优化和故障诊断     

功率变换器传导EMI的精确建模

阐述了功率变换器中功率开关器件、无源元件以及PCB板在传导EMI范围内建模的方法。在此基础上，建立了一个Boost电路传导EMI的模型，给出了仿真和实验结果，证明了模型的有效性和精确性。     

检测电感电流预测电感电压的非线性处理方法

电力电子系统单一传感器测量技术是提高变换器集成度的一种全新技术，它通过单一传感器检测电感电流，能够有效地对变换器其他变量和参数进行辩识。该文在考虑电感非线性磁饱和现象条件下，提出一种电感电压的非线性预测方法，并据此设计了一种非线性补偿预测方案。该非线性补偿预测方案克服了由于电感饱和而带来的计算误差，能够提供更准确的预测结果，从而解决了由于电感的饱和非线性特性而带来的困难，并使单一传感器测量技术在电力电子系统的变量控制和参数监测等方面具有更大的实用范围。     

开关磁阻电机模型参数辨识仿真研究

开关磁阻电机模型参数辨识直接决定开关磁阻电机运行性能。由于各非线性参数变量相互耦合,辨识难度较大,传统方法易陷入局部极小值,难以得到满意的控制效果。为此,提出了一种遗传蚁群算法的开关磁阻电机模型参数辨识方法。该方法首先建立开关磁阻电机模型,然后采用遗传算法对模型参数进行辩识,并将该辩识结果作为蚁群算法的初始信息素,最后采用蚁群算法对参数辩识进一步求解。仿真实验结果表明,相对于传统参数辩识方法,遗传蚁群算法能够对非线性参数进行准确的辩识,更准确有效地反映电机实际的工作状态。     

CCVM-DCVM边界模式定频LCC谐振变换器设计

定频LCC谐振变换器具有传统变频LCC谐振变换器软开关工作、EMI干扰小等优点,显著降低了磁性元件与EMI滤波器的设计难度。但定频LCC谐振变换器存在软开关条件丢失、谐振元件与开关元件电压电流应力大等问题。此外,对于定频LCC谐振变换器,目前还缺乏较好的参数设计方法。针对以上问题,通过定频LCC谐振变换器的功率分析,提出了一种工作于CCVM-DCVM边界模式的定频LCC谐振变换器参数设计方法。该方法在保证变换器软开关工作条件的同时,有效降低了定频LCC谐振变换器中谐振元件与开关元件的电压电流应力。分析了定频LCC谐振变换器工作模态,采用基波近似法建立了LCC谐振变换器等效电路模型,得到了LCC谐振变换器的软开关实现条件。在此基础上,通过变换器的功率分析,得到了变换器元件参数与谐振元件功率的关系,给出了工作于CCVM-DCVM边界模式的定频LCC谐振变换器参数设计过程。最后,通过仿真与实验验证了理论分析与参数设计方案的有效性。     

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。     

利用小波分析对电力电子装置进行谱估计的研究

电力电子装置电磁干扰的频谱特性，在电磁兼容的预测研究中具有非常重要的地位。本文提出了一种对系统EMI特性进行小波阈值收缩的谱估计方法，该方法结合了傅里叶分析的频率定位能力强的优势和小波分析适合处理突变信号和自适应信号处理的特点。经过仿真和逆变器装置的实验，验证了该方法谱估计的有效性。     

Modeling of a power electronic converter for EMC in the conduction emission frequency band

With the advancement of high‐frequency switching devices, electromagnetic interferences (EMI) have become problems in power electronic converter designs. It is necessary for an electromagnetic compatibility (EMC) design to prospect and consider its possible EMI levels. This paper describes how to compute effects from a power converter to an object point to reduce conduction EMI noises effectively by an appropriate design. Modeling techniques for converter elements are discussed for a model in the conduction emission frequency band by the parameter tuning method and for line constants by an analytical derivation. Then a derived model is simulated for harmonic distributions of loop currents and their magnetic fields. © 2002 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 139(1): 44–50, 2002: DOI 10.1002/eej.1145     

软开关AC/DC变换器的电磁干扰研究

通过软开关改善ＤＣ／ＤＣ变换器的效率和电磁干扰（ＥＭＩ）特性,是提高ＡＣ／ＤＣ变换器ＥＭＩ性能的重要途径。通过对软件开关单位功率因数ＡＣ／ＤＣ电路的拓扑研究、ＰＳＰＩＣＥ仿真和电路实验,分析了软开关在ＡＣ／ＤＣ电路的ＥＭＩ特性改善的作用及其限制。     

离线式PWM变换器电磁干扰传播通道模型的研究

研究电力电子装置电磁干扰传播通道的特性,对于分析电磁干扰形成机理、指导电磁兼容预测和调试具有重要意义.在对离线式PWM变换器电磁干扰源和电磁干扰传播通道分析的基础上,通过实测和理论分析相结合的方式,建立了电磁干扰传播通道的高频模型,并进行了验证.对干扰通道模型的宽频带仿真定性地说明了高频率点上的高峰值谐振现象.蒙特卡罗法仿真表明模型参数波动在传导频段上主要影响传播通道特性的幅值.得出了共模干扰传播通道的简化模型,该模型的传递函数特性主要由数值较大的杂散参数决定.     

Development of an integrated CAD tool for switching power supplydesign with EMC performance evaluation

A computer-aided tool for the design of switching power supplies integrating a layout editor, autorouter, component library builder and EMI simulator is presented. The software takes on a modular approach and develops the printed circuit board (PCB) layout with emphasis on electromagnetic compatibility (EMC). The prediction of interference level is achieved by SPICE simulation with suitable model assignments of EMI sources, components, and PCB tracks. An offline forward power converter is built and measured to verify the simulated result. Finally, a performance index is introduced to act as an indicator for the EMC performance of a given PCB layout     

开关电源近场辐射效应分析与模型研究

本文实验考察了一台功率因数校正器(PFC)主电路产生的辐射电磁场对传导干扰发射的影响,细致分析了PFC与EMI滤波器、电源输入线缆间的电磁耦合效应,在此基础上,建立了包含电场耦合效应的传导干扰电路模型并加以验证。基于电源共模传导干扰简化模型,提出了临界耦合距离概念并进行了实测,该参数可为开关电源早期阶段的EMC布局设计提供参考。最后,提出了几种辐射效应抑制新措施。     

强激光脉冲电源远控装置的电磁兼容设计

为保证强电磁干扰环境下微机控制系统的正常工作,对强激光脉冲电源远方控制装置进行了电磁兼容性设计。基于PSPICE软件建立了仿真模型,从电源供电回路、控制信号输出通道、通讯网络、接地及屏蔽等方面研究了有关的电磁兼容性问题,并针对调试中的问题改进了设计。仿真和现场试验表明,该设计可以有效减少经由共阻抗耦合、供电电源耦合以及空间电磁辐射耦合途径传输的电磁干扰,远方微机控制装置工作正常。     

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。     

两种随机PWM调制技术的比较研究

PWM调制技术已广泛应用于电力电子技术中,但PWM调制信号含有大量的高次谐波,成为产生EMI的主要原因之一。开关功率变换器中应用随机PWM调制技术能有效地减小传导EMI,改善系统电磁兼容性。常用的随机PWM调制技术有随机周期调制和随机脉冲位置调制,通过对两种方法的分析与实验,结果表明随机周期调制技术具有相对更好地减小EMI的作用。     

DC-DC开关变换器中混沌映射的不变分布求解及其应用

开关电源中存在的混沌现象可以用来提高电磁兼容（EMC）,通过量化其混沌映射的不变分布可达到控制开关变换器电磁干扰（EMI）的目的.该文用简单的映射,描述了DC-DC开关变换器的混沌运行.并在此基础上,利用特征向量法对其混沌映射的不变分布进行了求解.仿真结果通过与混沌映射图和其分岔图的比较证明了该算法在求解DC-DC变换器混沌映射不变分布时的正确性.进而利用不变分布对系统输入、输出量的功率频谱密度、平均开关频率进行了估计,仿真和实验结果证明了估计的正确性.同时不变分布也为混沌电路的参数设计提供了有效途径.