全桥变换电路共模EMI分析及其抑制技术研究

针对全桥变换电路分析了共模传导干扰的产生机理。揭示出当桥臂对管按相同规律通断时,由于对角开关管驱动脉冲传输延时不一致使得左右桥臂中点对地产生的共模电流不能抵消这一问题。提出一种通过对驱动脉冲边沿时刻进行预调整的方法来抑制共模干扰。通过实验证实,该方法可以在不增加任何其它硬件手段的前提下有效地衰减共模传导干扰,并对实验结果进行了较详细的分析。     

全桥变换电路共模传导电磁干扰分析研究

在全桥变换电路中，由于对角开关管驱动脉冲传输不一致使得左右桥臂中点对地产生的共模电流不能抵消。对全桥变换电路共模传导电磁干扰传播路径进行了分析，在这基础上建立了低阶的共模传导电磁干扰的等效电路，以指导滤波器的设计。文章中结合实验结果对电路中的寄生参数对共模电流频谱的影响进行了分析。     

全桥变换电路共模传导电磁干扰分析研究

在全桥变换电路中,由于对角开关管驱动脉冲传输不一致使得左右桥臂中点对地产生的共模电流不能抵消。对全桥变换电路共模传导电磁干扰传播路径进行了分析,在这基础上建立了低阶的共模传导电磁干扰的等效电路,以指导滤波器的设计。文章中结合实验结果对电路中的寄生参数对共模电流频谱的影响进行了分析。     

基于驱动脉冲自校准的全桥电路共模抑制技术

基于全桥变换器共模噪声电流产生机理的分析，指出双极性PWM调制下两桥臂具有共模噪声互补效应，但实际装置中由于驱动脉冲传输延时的不一致使这一优势不能完全体现出来。据此提出一种基于驱动脉冲沿自动校准的全桥电路共模抑制技术。该方法利用DSP实时检测共模噪声并计算其能量，然后采用智能搜索算法对居于对角线位置的功率开关的驱动脉冲沿进行自动校准，以降低共模噪声水平。实验证实该方法能在500kHz到5MHz频段有效降低共模噪声电流，降低幅度可达10dB。该方法主要依赖软件实现，硬件开销很小。由于共模噪声能量的计算相对其FFT简单得多，且控制过程对实时性要求不高，因而控制软件可以与变换器控制系统合用同一片DSP，具有较高的性价比。     

基于驱动信号自调整的磁铁电源共模抑制

建立了磁铁电源高频共模等效模型,指出双极性调制理论上可完全消除共模电流.然而,实际产品中开关管驱动脉冲存在相位差,将极大影响其共模消除效果.据此,在此基于共模等效模型进行频域分析,确定共模干扰强度与相位差的理论关系,并以此指导驱动脉冲沿调整,减小共模电流.仿真及实验结果验证了通过驱动信号自调整方法实现磁铁电源共模电流抑制的有效性.     

PWM逆变器共模干扰电流的衰减和抑制

PWM逆变器在IGBT高速开关瞬间，会使桥臂中点对参考地形成很大的dv／di，由于寄生电容的作用，PWM逆变器会对参考地产生很大的充放电电流。基于对共模电流的源和传播途径的研究，把共模电流回路等效为LCR串联谐振电路，简化了共模电流的分析。文中同时分析了在共模回路中插入共模电感对共模电流的影响。借鉴在PWM逆变器与电机之间插入共模变压器衰减轴电流的方法，提出在逆变器直流侧插入共模变压器来抑制共模电流的振荡。从时域和频域的角度对比分析了用共模电感和共模变压器衰减共模电流的本质。实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于四桥臂共模抑制的逆变器矢量调制策略

此处详细分析了三相三桥臂逆变器共模电压的产生机理,指出了通过构建第4桥臂形成的三相四桥臂拓扑结构在共模干扰抑制方面的有效性;给出了基于第4桥臂共模干扰抵消的三相逆变器脉宽调制(PWM)策略及其开关函数计算方法,并将其应用于电感电流的谐波特性分析计算。最后通过构建额定容量为26 kVA的三相三桥臂/四桥臂逆变原理样机实验证明了上述理论分析对于共模电压抑制及电感电流谐波计算的正确性。     

单相全桥逆变器共模等效电路研究

提出了一种新型单相全桥逆变器共摸等效电路。与现有电路相比,该电路适用叠加原理,而且它更好地反映了共模电流的传播机理。考虑叠加原理的需要,分别针对以下三种情况进行了仿真和实验:①两桥臂中的某一个从装置中完全拆离;②被拆离的桥臂恢复原位但不进行开关动作;③两桥臂按单极倍频PWM调制方式同时进行开关动作。根据所提出的等效电路和从实验装置上测量得的电路参数,用Matlab软件进行了仿真,仿真结果与实测的共模电流时域波形和频谱吻合得较好。     

六开关非隔离型双降压光伏并网逆变器共模漏电流抑制研究

共模漏电流的抑制是非隔离型光伏并网逆变器需要解决的关键问题。双降压逆变器克服了传统桥式逆变器上下桥臂的直通问题,能够避免驱动信号死区引入的低次谐波。提出一种六开关非隔离型双降压并网逆变器拓扑,分析了其电路工作原理,并给出了其相应的半周期控制策略,使共模电压保持恒定,有效抑制了系统共模漏电流。最后通过仿真验证了所提逆变器电路结构和对共模漏电流分析的正确性。     

基于MPC的五桥臂双电机公共桥臂电流抑制方法

基于模型预测控制的五桥臂逆变器存在公共桥臂电流过大的问题，以五桥臂逆变器下的双永磁同步电机系统为研究对象，在模型预测控制策略的基础上对公共桥臂电流抑制方法展开研究。结合五桥臂双永磁同步电机系统的拓扑结构以及模型预测控制策略的算法架构，探讨了公共桥臂对应的两相电流相位差对其电流的影响，将基于转子磁链角度差的公共桥臂电流抑制方法应用于模型预测控制策略中，并对电流抑制效果进行实验验证和量化评估。实验结果表明，在均衡负载以及不均衡负载情况下，基于模型预测控制策略的公共桥臂电流抑制算法均能够实现较好的电流抑制效果。     

Origin of common-mode noise in two-dimensional finite-size circuit and reduction of the noise using a symmetric three-line circuit

In this paper, we investigate common-mode (CM) noise caused by a connection to a two-dimensional finite-size ground plane. Numerical calculations are conducted to visualize the time variation of potentials that leads to CM noise. A connection of the signal line to the ground plane, which is conventionally used in circuits, causes an imbalance in the circuit that makes the potential of the ground plane fluctuate, which results in CM noise. CM noise does not occur in a symmetric three-line circuit because the potential of the middle line is always kept at 0 V. Furthermore, the middle line prevents an externally induced potential fluctuation of the ground plane from being converted to a normal-mode voltage (i.e., CM noise).     

三相逆变器共模传导电磁干扰的建模与分析

为了预测进而抑制三相逆变器的共模传导电磁干扰(EMI),需要研究其建模和分析方法。本文首先通过对三相逆变器各个开关管的开关状态的分析,得到了三相逆变器共模传导EMI干扰源的简便表示方法,进而提出一种由共模传导EMI干扰源和传播通道模型构成的等效电路模型。通过实验测量和电磁场数值计算,获得等效电路中的各个高频参数。对其共模传导EMI进行仿真和实测1,50kHz～30MHz频段的仿真与实测频谱基本吻合,说明采用本文方法建立的共模等效电路模型是可行的。该方法可作为计算评估三相逆变器共模传导EMI的一种可行方案。     

基于传输线变压器理论的传导EMI噪声测试网络

对传导电磁干扰进行准确测量是对设备电磁干扰进行准确量化和有效降低电磁干扰的重要工作。传统的噪声分离电路没有考虑变压器的寄生参数,在测试端口处CM噪声与DM噪声相互干扰较大。针对该问题,本文结合传输线变压器理论设计了一种新型的传导EMI噪声测试网络。该网络对变压器的寄生参数进行了良好的控制,对测试网络的输入、输出阻抗进行了精确的匹配。在PSpice中建立电路仿真模型对噪声分离网络进行仿真,从仿真结果可以看出该网络有良好的传导EMI噪声分离效果。     

反激变换器共模传导EMI噪声抑制的研究

对反激式变换器的原、副边共模传导EMI噪声特点进行了分析,总结了共模传导噪声模型并详细介绍了干扰源、传输通道对共模传导噪声的影响。建模分析了变压器绕组分布电容与共模传导等效电容之间的关系,针对原、副边共模噪声的特点,提出通过调整变压器绕组层间距离来控制共模传导路径阻抗特性的新方法,实现原、副边共模电流的抵消,从而更好地抑制共模传导噪声。并以一台40W的反激式电源为实验平台,用实验方法验证了该方案的可行性。     

通过改变噪声源阻抗抑制高频共模噪声

开关电源的电磁干扰噪声源阻抗在电磁兼容性设计中是个非常重要的参数。通常差模噪声相对容易识别和抑制,但要掌握共模噪声的特征仍然是比较困难的,因而共模噪声需要引起更多的关注。本文根据一种简单的共模噪声源模型,提出了通过控制共模噪声源阻抗,抑制功率变流器的高频共模噪声。实验和电磁干扰噪声测试结果证实了这种共模噪声抑制方法的有效性。     

PWM逆变器共模传导电磁干扰的预测

在PWM逆变器系统中，IGBT的高速开关动作会产生很高的dv／dt、di/dt，导致严重的电磁干扰。对PWM逆变器共模传导电磁干扰的机理进行研究，得出了共模传导干扰源和传播途径。通过与buck变换器进行对比，提出了一种用于研究PWM逆变器共模传导干扰的等效电路，利用实验测得等效电路中无源器件的参数及对等效电路的电压源进行傅立叶变换，在10KHz-30MHz频段进行了频域分析，计算的共模传导干扰频谱与实验结果进行对比基本一致，证明文中提出的共模传导干扰等效电路模型及其分析的正确性。     

低成本高性能的共模和差模噪声分离技术

为了正确设计滤波器的参数，必须将共模和差模信号从线性阻抗稳定网络所测得的混合信号中分离出来。该文提出一种软硬件结合的低成本高性能的噪声分离技术，该技术共模信号是通过3个电阻组成的差模抑制网络分离出来的，差模信号则是根据共模和差模的定义，由软件方法计算得到的。文中对使用该方法可能存在的误差进行了估算。以1台600W 的直流电机系统产生的传导干扰为例，用此方法分离出共模和差模噪声信号，并根据分离结果设计了滤波器参数，最后给出系统接入此滤波器后传导干扰的频谱图。测量结果表明该系统的传导干扰发射在整个频段内均不超标，从而也证明了分离方法的有效性和实用性。