《開關電源遠場輻射干擾的產生機理研究》是依託浙江大學，由陳恆林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：開關電源遠場輻射干擾的產生機理研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：陳恆林
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鑒於目前對開關電源遠場輻射干擾的形成機理尚不明確，缺乏對該問題的系統研究，導致了在產品開發過程中很難解決遠場輻射干擾問題。本項目擬從開關電源的天線輻射原理和高頻噪聲源的形成機制兩方面著手，試圖揭示開關電源遠場輻射干擾的產生機理和分布規律，探索開關電源遠場輻射干擾的有效抑制技術。為此，本項目提出基於三種輻射激勵模式，建立開關電源的天線模型，並用簡單的物理模型模擬開關電源的複雜PCB結構；採用橫電磁波小室測量方法提取開關電源天線模型參數，並通過全波電磁場數值計算，分析開關電源不同結構設計對遠場輻射干擾性能的影響；建立開關電源功率器件的開關瞬態行為模型，定量研究功率器件的開關瞬態行為和換流迴路寄生振盪對電磁干擾噪聲源特性的影響，並提出基於噪聲源調控的開關電源遠場輻射干擾抑制技術。項目研究成果為解決開關電源遠場輻射干擾難題提供了理論基礎，對於分析和解決大功率變流器的輻射干擾問題也具有參考意義。
結題摘要
本項目研究了開關電源遠場輻射電磁干擾（EMI）噪聲的產生機制、耦合機理、以及抑制技術，鑒於共模電流是導致開關電源及相關電力電子系統產生電磁輻射的根源，重點研究了共模電流的建模及抑制技術，可用於指導產品開發過程中的電磁兼容性（EMC）設計，為解決開關電源、電力電子裝置及相關電氣設備的EMC問題提供了新的思路和方法。通過研究，建立了反激式開關電源的共模電流高頻模型，對反激電路中共模電流的產生和時域波形的分布進行了分析，為不同頻段EMI噪聲源的鑑別提供了依據；利用器件參數化特徵建模方法建立了MOSFET模型，同時利用阻抗測試結合數值仿真的方法建立了線纜模型，在此基礎上建立了開關電源的EMI時域電路仿真模型，進一步將線纜上的共模電流作為輻射激勵源，實現開關電源“場路協同”的輻射仿真，提出了一種連線線纜的開關電源遠場輻射預測方法；針對反激電源中變壓器繞組禁止結構對共模電流的影響展開了研究，闡明了變壓器的禁止繞組結構和禁止層結構對共模等效電容的影響規律，提出了基於變壓器禁止層和禁止繞組最佳化設計的反激式開關電源共模噪聲抑制技術；闡釋了反激開關電源PCB 受到電場干擾和磁場干擾的耦合原理，建立了電場輻射的等效電路模型、磁場輻射的等效磁路模型，提出了一種電場干擾禁止方法，可同時對高低頻段的電場干擾進行有效抑制；提出了一種基於線上測試的共模阻抗建模方法，通過測量提取共模電壓和共模電流的時域波形並實施離散傅立葉計算，建立了能反映系統線上運行狀態下共模干擾特性的阻抗模型，為開關電源和電力電子系統的共模電流精準預測提供了有效的方法和手段；本項目還研究了電機驅動系統內部主功率迴路對開關電源和通訊數據線的共模干擾耦合評估及分析方法，為電力電子系統級的遠場輻射干擾預測及電磁兼容最佳化設計提供了理論依據。在本項目資助下，已發表論文23篇，其中SCI收錄論文 11篇， EI收錄論文9篇，國內一級刊物或核心刊物3篇；獲授權發明專利4件。
