0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

多开关并联拓扑的传导EMI耦合机理研究

电磁兼容EMC 来源:电磁兼容EMC 2023-07-31 15:03 次阅读

多开关并联拓扑的传导EMI耦合机理研究

研究背景

随着电力电子装置在电动汽车、分布式能源以及航空航天等大功率领域的应用越来越广泛,单只开关管往往无法满足电流应力需求,多开关并联拓扑作为一种经济有效的扩容方式被广泛采用。但基于多开关并联技术的电力电子装置,特别是当多开关并联拓扑应用于大功率模块时,由于其内部布局紧凑,空间有限,寄生参数较多,所以其电磁干扰问题尤为严重。

成果简介

针对寄生参数对传导干扰的影响,建立了多开关并联拓扑的多噪声源传导干扰感性耦合模型,以及传导干扰等效数学模型,从定量角度更精确地描述了多开关并联支路间寄生电感在不同频段下对传导干扰的感性耦合作用,提出了不同频段下寄生电感的强弱耦合理论,并为解耦电容的布局优化设计提供了理论依据。

亮点提炼

(1)基于多开关并联支路间寄生电感的感性耦合特性,建立了多开关并联拓扑的多噪声源电磁干扰感性耦合模型,分析了寄生电感对并联多噪声源的感性耦合作用。如图1所示,由于各开关管之间寄生电感的耦合作用,越远离直流母线端子的开关管,会引起幅值更大的高频振荡电压,其高频EMI噪声源频谱也会有更大的幅值,这充分反映了感性耦合理论对电磁干扰源的影响。

9d708a4e-2f31-11ee-815d-dac502259ad0.png

图1 当5只开关管并联时,双脉冲电路中各开关管噪声源的EMI频谱图

(2)建立了多开关并联拓扑的传导干扰感性耦合模型并给出定量化的等效数学模型,并根据不同频段下的等效阻抗和等效电流变化情况,分析了并联支路间寄生电感的强弱感性耦合机理。如图2所示,随着频率的不断增大,并联支路间寄生电感对电路的感性耦合作用不断增强,对传导干扰的抑制效果越来越明显。

9dae473a-2f31-11ee-815d-dac502259ad0.png

图2并联开关管数目N=2, 3, 4, 5时,共模电压Vcm(N)的噪声频谱图

(3)建立了含解耦电容的多开关并联拓扑噪声源小信号模型和差模传导干扰数学等效模型,仿真分析发现,当解耦电容增大时,解耦电容会吸收更多的高频成分,噪声源频谱会降低,从理论角度证明了当解耦电容的位置越靠近开关支路时,差模传导干扰的抑制效果越好。如图3所示,当寄生电感靠近开关管A部分小于寄生电感远离开关管B部分时,开关瞬态高频振荡的幅值在时域和频域中均减小。

9e055c78-2f31-11ee-815d-dac502259ad0.png

图3寄生电感A部分和B部分比例为5nH:5nH, 1nH:9nH, 9nH:1nH时,开关管1的漏源极电压Vds1的频谱图

前景与应用

与传统电磁干扰建模方法相比,本研究所提方法从定量角度更为精确地描述了多开关并联支路间寄生电感在不同频段下对传导干扰的感性耦合作用,为多噪声源并联电磁干扰问题的研究提供了有效的方法,并且为解耦电容的布局优化设计提供了理论依据。本研究工作可以为基于多开关并联技术的电力电子装置从电磁干扰角度提供必要的理论参考和设计依据。

完成人与研究团队介绍

西北工业大学电力电子技术团队依托“飞机电推进技术工信部重点实验室”,现有教授1人,副教授3人。研究团队技术力量雄厚,承担了大量国家重点型号工程项目的研究及机载设备和武器装备的研制,积累了大量的工程实践经验,特别是在武器装备功率变换器、机载二次电源变换器、飞机供电特性参数测试平台等领域研究项目覆盖诸多国家和国防重点型号任务,近三年国家级科研经费到款1200余万,授权或公开国家发明专利10余项,发表高水平学术论文30余篇。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电磁兼容
    +关注

    关注

    54

    文章

    1833

    浏览量

    97757
  • 噪声
    +关注

    关注

    13

    文章

    1114

    浏览量

    47335
  • 寄生电感
    +关注

    关注

    1

    文章

    153

    浏览量

    14574

原文标题:电源电磁兼容领域成果发布-2023年第15期

文章出处:【微信号:EMC_EMI,微信公众号:电磁兼容EMC】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    EMI传导

    EMI传导---20241024EMI传导的基础知识介绍EMI传导的理论解析
    发表于 10-24 16:32 0次下载

    并联开关电源的原理是什么

    并联开关电源,也称为并联稳压电源,是一种利用多个开关电源模块并联运行的电源系统。这种电源系统可以提供更高的输出功率和更好的稳定性,同时还能实
    的头像 发表于 10-09 16:08 338次阅读

    并联开关和串联开关有什么区别

    并联开关和串联开关在电路中的连接方式和功能上有显著的区别。以下是两者的主要区别: 一、连接方式 串联开关 : 将开关连接在同一个电路中,使电
    的头像 发表于 10-09 15:59 365次阅读

    基于TPS62933的CISPR-22传导与辐射EMI测试

    电子发烧友网站提供《基于TPS62933的CISPR-22传导与辐射EMI测试.pdf》资料免费下载
    发表于 09-27 11:02 0次下载
    基于TPS62933的CISPR-22<b class='flag-5'>传导</b>与辐射<b class='flag-5'>EMI</b>测试

    降低汽车降压转换器应用中的传导EMI

    电子发烧友网站提供《降低汽车降压转换器应用中的传导EMI.pdf》资料免费下载
    发表于 09-18 11:12 0次下载
    降低汽车降压转换器应用中的<b class='flag-5'>传导</b><b class='flag-5'>EMI</b>

    收藏这篇,轻松拿捏电磁干扰EMI

    是通过电缆布线、PCB布线、寄生元件或电源和接地层生成的一种传导耦合。辐射EMI是无线电因导电材质元件而发出的不必要信号的耦合。每个导体都具有能够传输和接收信号的天线
    的头像 发表于 08-30 12:16 303次阅读
    收藏这篇,轻松拿捏电磁干扰<b class='flag-5'>EMI</b>

    TIC12400-Q1 24路输入多开关检测接口(MSDI)数据表

    电子发烧友网站提供《TIC12400-Q1 24路输入多开关检测接口(MSDI)数据表.pdf》资料免费下载
    发表于 06-19 09:24 1次下载
    TIC12400-Q1 24路输入<b class='flag-5'>多开关</b>检测接口(MSDI)数据表

    EMI传导的测试与量测方式

    开关电源的电磁干扰测试可分为传导测试与辐射测试,一般开关电源的传导测试频段是指150K~30MHz之间,而辐射干扰的频段是指30M~300MHz,300MHz之后的频段一般皆不是电源所
    发表于 04-06 09:30 2908次阅读
    <b class='flag-5'>EMI</b><b class='flag-5'>传导</b>的测试与量测方式

    如何求耦合电感并联的等效电感

    求解耦合电感并联的等效电感的方法有多种,下面将解释两种方法:直接相加法和矩阵法。 直接相加法: 耦合电感并联的等效电感值可以通过将每个独立的电感相加得到。假设有两个电感L1和L2
    的头像 发表于 03-09 09:33 4967次阅读

    如何快速解决传导EMI问题?

    不仅保留共模电感的高阻抗特性,同时利用其很高漏电感当成差模电感用。不仅可以缩小体积节省滤波器成本,更提供了工程师快速解决传导EMI 问题的方法。
    发表于 01-06 09:37 657次阅读
    如何快速解决<b class='flag-5'>传导</b>型<b class='flag-5'>EMI</b>问题?

    PCB设计中EMI传导干扰该如何处理?

    从上面的三要素中,我们对EMI的传播路径:空间耦合传导耦合比较熟悉;我们实际也是重点在运用上述的理论来进行我们的实践指导;在实际进行电路设计时我们PCB的设计也很关键;基本60%的E
    发表于 12-18 16:22 398次阅读
    PCB设计中<b class='flag-5'>EMI</b><b class='flag-5'>传导</b>干扰该如何处理?

    电磁兼容简明教程(3)电磁骚扰的耦合机理

    电磁兼容简明教程(3)电磁骚扰的耦合机理
    的头像 发表于 12-05 15:28 674次阅读
    电磁兼容简明教程(3)电磁骚扰的<b class='flag-5'>耦合</b><b class='flag-5'>机理</b>

    如何抑制MEI电磁干扰传导?如何选择EMI滤波器?

    如何抑制MEI电磁干扰传导?如何选择EMI滤波器? 抑制电磁干扰(MEI)传导是一项非常关键的任务,特别是在电子设备密集的环境中。当不同电子设备之间的电磁场相互干扰时,可能会导致电子设备的不正常工作
    的头像 发表于 11-29 11:03 802次阅读

    什么是EMI(电磁干扰)?开关电源外部EMI的来源?

    EMI是Electromagnetic Interference 的简称,通常指电子产品工作时对周边电子产品产生干扰的现象,通常分为**传导干扰**和 **辐射干扰** 。
    的头像 发表于 11-07 14:37 3072次阅读

    有哪些方法能够降低开关电源EMI的影响呢?

    :在开关电源输入和输出之间添加滤波器是降低EMI影响的一种常见方法。输入滤波器可用于抑制开关电源上游传导的电磁干扰,而输出滤波器则可用于抑制开关
    的头像 发表于 11-07 10:35 775次阅读