發(fā)布時間：2017-09-29 06:31

  本文關鍵詞：開關電源傳導電磁干擾建模研究

  更多相關文章： 傳導干擾測試 開關電源 共模干擾 差模干擾 噪聲分離網絡 傳導干擾模型

【摘要】：開關電源(SMPS)被廣泛地運用于工業(yè)、軍事、醫(yī)療等領域,當升高其開關頻率或者增大功率密度時,其電磁兼容(EMC)問題不能忽視。特別是在大功率高電壓的設備中,開關電源的電磁干擾(EMI)是一個迫切需要解決的問題。開關電源產生的傳導干擾,通過線纜耦合進入電網或其他相連的設備,可能造成設備的工作故障。因此,建立開關電源的傳導干擾的模型,研究傳導干擾產生和傳播機理,對傳導干擾的抑制和消除作用具有重要的意義。本文以一臺升壓型(Boost)開關電源為對象,從開關電源的傳導干擾測試和建模兩方面進行研究,得到了開關電源的傳導干擾電路仿真模型。首先,研究了傳導干擾的測試技術。重點研究了共模(CM)與差模(DM)干擾測試方法,提出了兩種CM/DM干擾分離技術。第一種為基于共模扼流圈的CM和DM干擾分離網絡,設計的分離網絡的核心器件為兩個特性阻抗100Ω的共模扼流圈和一個射頻變壓器,仿真到了150 kHz至30MHz頻帶內的良好分離性能。第二種為電流探頭測試和軟件計算結合的模態(tài)噪聲分離方法。通過測試一個輸出150W/12V的商用開關電源,驗證了分離方法的正確性。該方法不僅可以測試輸入電源線上的傳導干擾,也可以分離部件互聯(lián)線上的CM/DM干擾。另外,對設計的Boost型開關電源,完成了傳導EMI的測試工作,實驗數(shù)據(jù)顯示,在150kHz-30MHz頻帶,“相線”和“中線”傳導干擾大小基本一致,并且超過了CISPR22中的B類準峰值檢波限值,共模干擾比差模干擾要約高10dB,得出在電源線上主要成分為CM干擾的結論。其次,按照EMC的“三要素”思路,建立了Boost電源傳導EMI仿真電路。干擾路徑的建模包括Boost型開關電源中的所有無源元件,PCB板,以及場效應管漏極對接地散熱片的寄生電容。干擾源的建模包括電源中的二極管MUR860和N型場效應管IRFPE50。在150kHz-30MHz頻帶內,仿真的干擾頻譜與測試結果幅值上具有良好的一致性,驗證了建模的正確性。最后,分析Boost型電源的CM電流的流經路徑,并進行近似處理,得到一種簡化的CM干擾計算模型。計算的CM干擾與測試結果對比,在150kHz至10MHz頻帶內,兩者在峰值上吻合很好。該模型具有簡單、計算方便的特點,對CM干擾的幅值的預測具有實用價值。
【關鍵詞】：傳導干擾測試 開關電源 共模干擾 差模干擾 噪聲分離網絡 傳導干擾模型
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本論文的主要工作及結構安排14-16
• 第2章 傳導干擾測試方法16-25
• 2.1 電磁兼容相關概念16-18
• 2.2 傳導干擾測試儀器18-19
• 2.3 共模與差模分離網絡19-22
• 2.3.1 分離網絡性能要求20-21
• 2.3.2 共模扼流圈21-22
• 2.4 傳導EMI的電流探頭測量方法22-24
• 2.5 本章小結24-25
• 第3章 Boost型開關電源傳導干擾測試25-36
• 3.1 基于共模扼流圈的CM與DM分離網絡設計25-27
• 3.1.1 分離網絡設計25-26
• 3.1.2 分離網絡性能分析26-27
• 3.2 基于電流探頭測試與軟件計算分離CM/DM方法27-30
• 3.2.1 CM/DM分離原理28
• 3.2.2 分離方法正確性驗證28-30
• 3.3 開關電源傳導EMI測試30-34
• 3.3.1 Boost開關電源制作30-33
• 3.3.2 傳導干擾測試結果及分析33-34
• 3.4 本章小結34-36
• 第4章 Boost型開關電源傳導EMI建模36-51
• 4.1 開關電源干擾路徑建模36-46
• 4.1.1 電阻等效電路36-38
• 4.1.2 電感等效電路38-41
• 4.1.3 電容等效電路41-43
• 4.1.4 PCB板等效電路模型43-45
• 4.1.5 場效應管漏極對散熱片的寄生電容45-46
• 4.2 開關電源干擾源建模46-49
• 4.2.2 二極管建模46-48
• 4.2.3 場效應管建模48-49
• 4.4 本章小結49-51
• 第5章 開關電源傳導EMI仿真及分析51-61
• 5.1 傳導干擾仿真電路及結果51-55
• 5.2 共模干擾簡化模型55-59
• 5.2.2 干擾源55-56
• 5.2.3 傳輸函數(shù)56-58
• 5.2.4 共模干擾計算結果58-59
• 5.3 本章小結59-61
• 全文總結與展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文68-69
• 攻讀碩士學位期間參加的科研項目69

【參考文獻】

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：940537