基于DC/AC逆變電源交/直流側(cè)傳導(dǎo)EMI噪聲機理建模

孫紅艷++趙陽++李世錦

摘 要： 針對DC/AC逆變電源交/直流側(cè)的傳導(dǎo)EMI噪聲機理特性，提出直流側(cè)噪聲源內(nèi)阻抗建模方法，理論分析了不同工作模式下交流側(cè)的傳導(dǎo)EMI噪聲共模/差模噪聲傳輸機理模型和控制參數(shù)影響下的噪聲建模方法，最后對DC/AC逆變器直流側(cè)噪聲源內(nèi)阻抗進行了提取實驗，利用仿真分析控制參數(shù)對交流側(cè)傳導(dǎo)EMI噪聲的影響，該研究內(nèi)容為DC/AC逆變電源傳導(dǎo)EMI問題的解決提供了一定的理論與實踐參考。

關(guān)鍵詞： DC/AC逆變電源； 交/直流側(cè)； 傳導(dǎo)EMI； 噪聲機理； 噪聲建模

中圖分類號： TN97?34 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）22?0135?04

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，光伏發(fā)電及其并網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，但是DC/AC逆變電源大量采用的電力電子器件會給電網(wǎng)造成非常嚴重的電磁兼容性問題[1]。目前，針對DC/AC逆變電源的傳導(dǎo)EMI噪聲建模與分析，主要采用人工電源網(wǎng)絡(luò)、噪聲分離網(wǎng)絡(luò)[2?4]（Mardiguian網(wǎng)絡(luò)，SEE網(wǎng)絡(luò)，Paul網(wǎng)絡(luò)，Lo網(wǎng)絡(luò)）以提取逆變電源對外傳導(dǎo)噪聲的模態(tài)參數(shù)，進而進行EMI濾波器的設(shè)計。然而，上述方法尚存不足，如未考慮直流側(cè)噪聲源內(nèi)阻抗特性對傳導(dǎo)EMI噪聲的影響等。有鑒于此，本文分析了直流側(cè)噪聲源內(nèi)阻抗建模方法和交流側(cè)傳導(dǎo)噪聲傳輸特性以及閉環(huán)控制參數(shù)對共模/差模噪聲模態(tài)的影響，為DC/AC逆變電源的傳導(dǎo)EMI噪聲問題分析與解決提供了理論支撐。

1 直流側(cè)噪聲源建模方法研究

DC/AC逆變器的直流側(cè)傳導(dǎo)EMI噪聲是檢驗?zāi)孀兤麟姶偶嫒菪阅艿闹饕獏?shù)之一。為使DC/AC逆變器具有較好的電磁兼容性能，必須對EMI噪聲使用濾波器進行抑制。提取DC/AC逆變器直流側(cè)的噪聲源內(nèi)阻抗是設(shè)計高效的EMI濾波器的關(guān)鍵，常見提取方法有雙電流探頭法，但其實驗成本較高。為降低實驗成本，本文提出了單電流探頭法，如圖1（a）所示。由于信號發(fā)生器在實驗系統(tǒng)中提供射頻信號，其功率小，耐壓低，為避免其被直流系統(tǒng)的高壓損壞，在其信號輸出端串聯(lián)隔直電容。同時為保證被測系統(tǒng)有效供電和信號發(fā)生器輸出的信號有效進入被測系統(tǒng)，在原電路基礎(chǔ)上并聯(lián)旁路電阻，電阻大小根據(jù)阻抗提取實驗需要確定。噪聲源內(nèi)阻抗提取的等效電路如圖1（b）所示，UM為信號源的輸出電壓，Zn為信號源的內(nèi)阻抗，Cg1和Cg2為隔直電容，Rp為旁路電阻，Zt為電流探頭在線路上的互感阻抗，Zc為線纜阻抗。

5 結(jié) 語

本文分析了DC/AC逆變電源交/直流側(cè)的傳導(dǎo)EMI問題，研究了直流側(cè)噪聲源內(nèi)阻抗建模方法和交流側(cè)傳導(dǎo)EMI噪聲建模方法，在理論分析的基礎(chǔ)上提出控制參數(shù)影響下的DC/AC逆變電源的交流側(cè)傳導(dǎo)EMI噪聲傳輸模型，推導(dǎo)建立了交流側(cè)共模/差模噪聲與功率管電壓之間的理論模型。最后，對DC/AC逆變器直流側(cè)噪聲源內(nèi)阻抗進行了提取實驗，并通過 Matlab仿真分析控制參數(shù)對逆變電源交流側(cè)傳導(dǎo)EMI噪聲模態(tài)特性的影響，為DC/AC逆變電源的傳導(dǎo)EMI技術(shù)研究提供借鑒。

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