1、作者： A. Farhadi 国籍：伊朗 出处： http:/10.11.248.20:8000/rewriter/EI 基于压降型 PWM 开关电源的建模、仿真和减少传导性电磁干扰 摘要： 电子设备 之 中 杂乱 的辐射或 者 能量叫做电磁干扰 (EMI)。 尤其 是 在开关电源中的 电力电子转换器经常高速切换 时 ，虽然提高了 工作 效率，却导致 转换器 产生了电磁干扰。在这篇论文 之 中介绍了各种各样的传导干扰， 电磁干扰 规章 以及 传导性 电磁干扰 的测量。 如果电子设备的电磁干扰符合 国家或 者国际 规 章称 为电磁兼容性（ EMC）。电力电子系统生产商一定要重视 电 子设备的 电
2、磁兼容性。电磁兼容性评估的第一步就是建模和仿真。在这篇论文中提出了基于压降型 脉宽调制 开关电源的 电磁干扰 仿真结果。为了提高 电子设备的 电磁兼容性 ,在论文中 介绍了一些技术，并且 通过仿真提高了 电子设备的工作 效率。 关键字 ：传导， 电磁兼容性 ， 电磁干扰 ， 线路阻抗稳定网络 ，开关电源 一 .前言 在电力电子领域中，快速半导体的出现使高速度，高频率的开关切换成为了可能1。高速的开关造成设备的重量和体积的减少，但与此同时这也造成了一些不利的影响，比如无线频率的干扰 2。生产商将生产的产品投放到市场，遵守电磁兼容性 规章是必要的。在设计阶段考虑电磁兼容性问题是非常重要的 3。在开
3、发产品前，建模和仿真是分析电磁兼容性最有效的工具。许多以前的研究都有涉及到电力电子元件的低频分析 45。不同类型的电力电子转换器都能够被用来当做电磁的干扰源。电磁干扰源可以通过辐射和传导两种方式来传播。线路阻抗稳定网络被用来测量和计算电磁干扰影响的程度 6。线路阻抗稳定网络输出的干扰频谱被引为电磁兼容性的评估标准7,8。国家或国际规章是电子设备电磁兼容性评估的一个参考的方面 78。 二、来源，途径和电磁干扰的受害者 杂乱的电压 或 者 电流被称为干扰，而它们的来源被称为干扰源 。本论文中的干扰源就是一个高速的开关电源。 干扰通过辐射 的方式 在干扰源周围传播或通过 和 常见的电缆或电线连接 进
4、行 传导 。在这项研究中只考虑传导发射 设备，如电脑，接收器，放大器，工业控制器等 。这些被干扰源辐射的设备被称为受害者。常见 的元素，源头接线，布线为噪声以及干扰的传导提供了途径。电磁传导干扰有差模和共模两种干扰方法 9。 A.差模传导干扰 这种模式就是将一个噪声源的噪声施加到一个测试电路的不同线路。它的电路如下图 1 所示 9。在图 1 中也显示了干扰源，路径阻抗，差模 电流以及负载阻抗。 图 1 差模传导干扰路径 B.常见的干扰方式 共模噪声或干扰可能出现在电线或者电缆的连接点。负载和接地点的任意泄露都可以被认为是电压干扰源。图 2 演示了共模干扰源在共模电流为 Icm1 和 Icm2
5、时相关的电流路径 9。电力电子转换器可以被用来作为供应网络线路之间的噪音源。在这项研究中不同的传导干扰模式是非常重要的，所以讨论只会在这种模式下被继续考虑。 三、电磁兼容性规章 电子设备的应用，特别是那些拥有静态电力电子转换器的电子设备越来越多。就像前面讲的一样，电力电子 转换器被视为一个重要的电磁干扰源，并能使电网 产生腐坏。 各种各样的干扰造成的高污染降低了电网电能的质量。另一方面，一些住宅，广告，特别是医疗器件对电力系统的电压及频率变化的干扰非常敏感。最好的解决干扰和提高电能质量的方法就是遵守国家或国际电磁兼容性规定。 国 际无线电干扰特别委员会 ， 国际电工委员会 标准， 美国联邦通讯委员会 和 德国 电气工程师协会认证是欧洲，美国，德国最有名的决策并且出版最重要电磁兼容性法规的组织。 IEC和VDE在传导发射上的需要和限制如图 3 和图 4所示 7,9。 图 2 共模传导干扰路径 图 3 IEC 管理排放标准 不同的消费者群体可以遵守不同类别的规定。 A 类为普通的消费者， B 类为具有更苛刻限制的消费者，在图 3 和图 4 这两者被分开。 IEC 和 VDE 频率范围不同，前者范围为 150 千赫兹 到 30 兆赫兹，后者的范围为 10 千赫兹 到 30 兆赫兹， 在上述法规规定要求的频率范围内，法规的遵守情况被用来测量或者计算传导干扰的水
