电源滤波器用磁性材料脉冲特性测量技术研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:slrjlc2009
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在电力电子系统的电磁环境中,既存在高频的谐波干扰,同时也存在瞬时的脉冲干扰,因此在电磁兼容设计中通过使用电源滤波器,既要抑制150kHz~30MHz频段内的谐波干扰,也要防护瞬态的脉冲干扰。电源滤波器中的滤波电感采用铁氧体磁芯绕制成的线圈,磁芯作为电感器的主要组成部分,其脉冲特性对电源滤波器抗脉冲干扰的能力具有十分重要的作用。本文从抗脉冲干扰的角度出发,研究电源滤波器中常用的软磁铁氧体材料的脉冲特性,及其对电源滤波器脉冲干扰抑制性能的影响。提出通过电流源电路模型计算电源滤波器的插入损耗,通过PSpice仿真分析电感器对瞬态脉冲电流的限流作用。研究电源滤波器对共模干扰和差模干扰的抑制原理,通过PSpice建立共模等效滤波电路和差模等效滤波电路,分析在瞬态的矩形脉冲电流和双指数脉冲电流激励下,共模滤波元件和差模滤波元件对电源滤波器脉冲抑制作用的影响。软磁铁氧体材料在瞬时的单脉冲作用下,将很快的磁化和退磁,磁芯电感在脉冲磁化过程中表现为动态的电感L(t),提出通过平均脉冲磁导率μp来衡量磁芯电感对脉冲电流的限流作用的大小。针对不同材料的环形铁氧体磁芯,设计磁芯线圈的脉冲加载测量电路,通过测量磁芯线圈在矩形脉冲和双指数脉冲激励下的电压和电流,研究磁芯的脉冲磁化过程。通过降噪处理和数值计算得到磁芯线圈的动态电感和磁芯的平均脉冲磁导率,分析不同铁氧体磁芯的脉冲特性的差异。设计由不同铁氧体磁芯制成的电源滤波器,搭建滤波器的共模脉冲加载电路,通过测量插入滤波器前后的负载电压,提出基于传输到负载的时域脉冲能量和频域脉冲电压的插入损耗,用于评价电源滤波器的脉冲干扰抑制性能。结合各磁芯的脉冲特性,总结出磁芯材料的脉冲特性对电源滤波器的脉冲干扰抑制性能的影响。
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