传导电磁兼容测试与抑制关键技术研究

论文摘要

随着电力电子等技术的发展,其电磁兼容问题越来越被广泛关注。本文主要针对传导电磁干扰测试与抑制方法进行了研究。本文首先针对传导电磁干扰测试设备即人工电源网络性能进行研究,在阅读了国内外人工电源网络标准的基础了,引入了耦合度作为衡量线间噪声串扰度的标准。并且提出了基于散射参数的人工电源网络性能测试方法,提高了人工电源网络测试准确性。同时,本文还基于高频元器件寄生参数模型的基础上,建立了人工电源网络高频参数模型,并分析了在不同高频寄生参数影响下人工电源网络性能优劣。其次,本文还研究了电力线噪声分离网络技术,包括网络拓扑结构优化、分离网络元器件性能改善以及利用散射参数测量进行分离网络参数提取等。结果表明,上述技术可以明显提高分离网络性能,在插损方面可提高约3dB,抑制比方面最大可提高15dB以上。此外,还分别完成了基于噪声分离网络的开关电源电力线传导噪声和电力载波通信中的电力线辐射干扰噪声抑制两个实验,实验结果验证了文中方法的有效性。最后,本文在传导电磁干扰抑制方面,主要分析了电流法和电压法在不同模态噪声源内阻抗提取中的优劣。仿真与实验分析了电流探头的特性以及标准阻抗对共模噪声阻抗测试精度影响；在差模噪声源内阻抗提取方法研究中,仿真与实验分析了耦合电容以及插入滤波单元对于噪声源内阻抗提取精度以及提取方法的鲁棒性的影响。此外,还完成了实际共模／差模噪声阻抗测试对比实验。研究结果表明,针对不同模态的噪声源内阻抗,需根据实际情况选择相应的提取方法,以使得提取结果可以更好地指导滤波器的设计,达到抑制传导电磁干扰噪声的目的。同时,本文还提出了一种基于功率插入损耗法的噪声源内阻抗提取,该方法根据测试系统加入噪声源后,功率插入损耗的大小进而提取噪声源内阻抗值。其操作简单,并且无需对被测噪声源内阻抗进行预估,仿真与实验结果验证了本文方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电磁兼容背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 人工电源网络研究现状
• 1.2.2 噪声分离网络研究现状
• 1.2.3 噪声源内阻抗提取研究现状
• 1.3 本课题的研究意义及内容
• 1.3.1 本课题研究意义
• 1.3.2 本课题研究内容
• 第2章 人工电源网络性能理论与实验研究
• 2.1 人工电源网络结构建模
• 2.1.1 人工电源网络结构分析
• 2.1.2 无源器件的高频参数建模
• 2.1.3 人工电源网络高频参数建模
• 2.2 人工电源网络特性评估
• 2.2.1 人工电源网络特性参数
• 2.2.2 人工电源网络特性参数测试方法
• 2.3 高频寄生参数对人工电源网络特性影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 传导EMI噪声分离网络综合技术研究
• 3.1 传导噪声分离网络拓扑结构优化
• 3.1.1 分离网络拓扑优化
• 3.1.2 拓扑优化分离网络理论分析
• 3.2 分离网络中元器件特性改善方法
• 3.2.1 电容特性对分离网络性能影响
• 3.2.2 分离网络中的变压器性能分析与特性改善
• 3.3 基于散射参数测量的分离网络特性提取
• 3.3.1 基于散射参数的噪声分离网络特性提取方法
• 3.3.2 噪声分离网络特性测量结果与分析
• 3.4 噪声分离网络在电力线噪声分析中的应用
• 3.4.1 开关电源的电力线传导噪声诊断与抑制
• 3.4.2 电力载波通讯中的电力线辐射噪声诊断与抑制
• 本章小结
• 第4章 噪声源内阻抗提取理论与实验研究
• 4.1 传导EMI噪声机理分析
• 4.2 噪声源内阻抗提取方法
• 4.2.1 基于电流法噪声源内阻抗提取
• 4.2.2 基于电压法噪声源内阻抗提取
• 4.3 共模阻抗提取方法研究
• 4.3.1 电流法对共模阻抗提取影响
• 4.3.2 电压法对共模阻抗提取影响
• 4.3.3 仿真分析
• 4.3.4 验证试验
• 4.4 差模阻抗提取特性分析
• 4.4.1 电压法测试性能分析
• 4.4.2 电流法测试性能分析
• 4.4.3 仿真分析
• 4.4.4 验证实验
• 4.5 差模阻抗提取中谐振因素分析
• 4.5.1 谐振产生原因
• 4.5.2 仿真分析
• 4.6 应用实验与分析
• 4.7 功率插入损耗法
• 4.7.1 理论分析
• 4.7.2 仿真分析
• 4.7.3 实验分析与应用
• 本章小结
• 第5章 总结
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢