论文部分内容阅读
随着电力电子技术的不断发展,各种电力电子设备在工业、商业和军事等领域得到广泛应用。但是,数目众多的电子设备会产生严重的电磁干扰,恶化电磁环境。不采取应对措施,对电气、电子设备都将造成严重危害。因此人们对EMC的设计研究工作越来越重视。本文以反激式SMPS为对象进行研究,对其传导干扰以及抑制进行研究。在有效综述大量国内外参考文献基础上,介绍了开关电源电磁干扰的研究成果,明确课题研究方向,为后面论文的研究打下基础。以反激式SMPS为例,分析产生开关电源传导电磁干扰的干扰源以及电磁干扰的传播路径。重点分析了共模传导干扰噪声和差模传导干扰噪声在反激式开关电源电路中的耦合回路,并给出了两种共模和差模传导干扰耦合回路的集总参数模型。研究了插入损耗估计法和基于二端口网络的ABCD参数噪声源阻抗测试法两种电磁干扰噪声源阻抗提取方法。基于功率MOSFET、整流二极管、电感、电容、电阻和高频变压器的高频模型,研究与建立了反激式开关电源的高频模型。着重分析了反激电路中隔离变压器的三电容高频模型和磁电综合高频模型。变压器的三电容模型反映了变压器内的电场耦合特性,在低频段,三电容模型能有效预测共模传导干扰在变压器中的耦合情况,在中、高频段,该模型的预测准确度减小。变压器的磁电综合模型在三电容模型的基础上,考虑磁场与电场的相互作用,更能准确反映变压器内部的磁电效应,提高高频段预测的精度。采用滤波器进行开关电源的传导干扰抑制研究,重点分析不同特性的噪声源阻抗以及不同特性的负载阻抗对滤波器性能的影响。重点研究了三端电容LC滤波器对传导干扰的抑制能力,三端电容LC滤波器能在150kHz～100MHz频段内减少滤波器的谐振点,并使得滤波器的谐振频率点向高频点偏移。使用PSpice仿真软件,构建了使用滤波器抑制传导干扰的反激式开关电源高频仿真电路模型。完成了共模传导干扰和差模传导干扰及其抑制的仿真,对仿真得到的传导干扰电压波形进行了时域分析、频域分析,验证高频模型预测传导干扰和滤波器抑制传导干扰的有效性。针对85W反激式开关电源,分别设计二端电容和三端电容LCEMI滤波器,进行开关电源传导干扰测试实验,验证了三端电容LC滤波器具有比二端电容LC滤波器更好的传导干扰抑制效果。