基于容性参数等效的功率变换器系统电磁辐射预估方法及抑制措施

张开颜 王世山 李孟子 郭 静 颜 伟

基于容性参数等效的功率变换器系统电磁辐射预估方法及抑制措施

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（1. 南京航空航天大学自动化学院 南京 211106 2. 南京师范大学电气工程与自动化学院 南京 210042）

电磁辐射在空间通过电磁波的形式干扰其他电气电子设备，是电磁兼容研究领域中的热点问题之一。鉴于功率变换器系统（PCS）远场辐射机理的复杂性，该文以Boost变换器为研究对象，探索得到功率变换器中的共模（CM）电流是PCS的主要辐射噪声源，并通过输入线缆与地平面之间的寄生电容传递，由此建立功率变换器的共模电流通路（CCP）模型。通过适当的简化，CCP进一步等效为等效辐射预测模型（EMR）；采用有限元法（FEM）提取变换器系统的寄生电容，进而迭代设计确定EMR结构，利用信号发生器给EMR馈电模拟变换器的电磁辐射。在电波暗室中分别对PCS和EMR测试比较，两种模型的辐射场强很好地吻合，从而验证了该方法的可行性。最后，该文提出基于散射参数的方法对电磁噪声抑制效果进行评估；在此基础上，选择铁氧体磁环改变线缆系统的散射参数矩阵，从而可对电磁辐射进行抑制；给出了磁环的推荐安装方式，使得PCS通过GB 9254 ClassB测试标准。

功率变换器 辐射噪声 共模电流 有限元 寄生参数

0 引言

随着功率变换器的高频化、高功率密度化的趋势日益显著，其产生的电磁干扰（Electromagnetic Interference, EMI）也日益严重。作为功率变换器EMI重要指标的远场电磁辐射不但容易影响附近无线电子设备的正常工作，也常造成30～300MHz频段电磁辐射超标，使功率变换器以及由其供电的电器、电子系统的电磁兼容认证失败，成为功率变换器设计中的一个难点及挑战[1-2]。……