ACDC变换器传导EMI实验分析.docVIP

——————————————————————————————————————————————— ACDC变换器传导EMI实验分析 第3期 电源学报No.3 孙超袁王立欣袁张刚袁刘超 渊哈尔滨工业大学电气工程及其自动化系袁黑龙江哈尔滨袁150001冤 摘要院开关电源传导EMI问题一直都备受关注袁目前国内外的研究主要还是定性研究袁而定量的分析可以更加 准确细致的找出传导EMI形成的机理遥针对两种典型工作状态下的AC/DC变换器袁测试得到了其传导EMI的频域波形袁MOSFET漏极与源极间电压波形以及提取了电路中的主要寄生参数袁通过对比与定量的分析计算袁找出了其传导EMI几处重要峰值形成的原因遥最后得出了变压器原边与副边漏感尧MOSFET源极与漏极间寄生电容以及MOSFET与散热片之间的寄生电容袁是影响开关电源的传导EMI的重要因素遥在开关器件导通或者关断时袁开关电源的工作状态发生改变袁此时漏感或者器件的寄生电容中的剩余能量会引起高频振荡袁进而引起了传导EMI尖峰遥 关键词院电磁兼容曰传导EMI曰高频振荡曰寄生参数 中图分类号院TM134文献标志码院A文章编号院2095-2805渊2013冤03-0026-06 压器尧MOSFET等器件的寄生参数遥通过频域测试结 果与MOSFET时域电压波形的对比分析袁找出了频 随着开关电源的开关频率与功率密度的不断 上升袁开关电源内部的电磁环境越来越恶劣遥目前袁 对于高频开关电源电磁干扰(EMI-ElectromagneticInterference)问题的研究己成为高频开关电源电磁兼容设计中的重要课题遥电磁干扰可分为传导干扰 与辐射干扰遥在开关电源工作时其传导EMI问题更 加突出遥因此对开关电源的传导EMI研究具有重要 的意义遥目前袁国内外关于开关电源传导EMI的研 究主要包括传导EMI机理分析尧 传导EMI建模与 仿真尧传导EMI测试尧传导EMI抑制等遥对于传导EMI机理的分析都是较为笼统的定性分析袁其结论 研究可以使我们对传导EMI形成机理的认知更加 细致准确袁对传导EMI的建模与仿真尧测试尧抑制等 都有着极其重要的意义[1~4]遥本文以AC/DC变换器为例袁使用频谱分析仪得图1所示为传导EMI测试平台[5]袁其中被测设域测试结果中的峰值与MOSFET波形中振荡的对应关系遥通过建立电路的高频模型袁分析MOSFET两端振荡与高频模型中各参数的关系遥最终袁得出了高频电路模型中各参数与频域测试结果中各峰值的对应关系袁并通过定量的计算加以验证遥备(EUT)即为AC/DC变换器袁LISN选用罗德与施瓦茨公司的两线V型网络Ramp;SENV216袁接收机选用安捷伦的AgilentN9320BRF频谱分析仪遥其空间不够准确袁很少会有定量的研究遥传导EMI的定量 到了其传导EMI频域测试结果袁使用示波器测试了 收稿日期院2013-03-06 基金项目院国家自然科学基金要电磁兼容仿真结果可信 度评价的数据特性解构法研究遥 作者简介院孙超 (1988)袁男袁硕士袁研究方向为电磁兼容袁E-mail院sun鄄chao_hit@sina.cn遥王立欣袁男袁教授袁博士生导师袁E-mail院wlx@hit.edu.cn遥袁并提取了变图1传导EMI测试平台 第3期孙超袁等院AC/DC变换器传导EMI实验分析27 图2AC/DC 变换器拓扑 布置尧相对距离均有要求遥EUT尧LISN和接收机需放 置到一绝缘桌上袁绝缘桌高0.8m遥EUT与LISN相 距0.8m袁EUT距离垂直参考接地平板0.4m遥AC/DC变换器拓扑结构如图2所示袁其输入为(a)散热片浮地测试原理图50Hz尧35V交流电袁输出为15V直流遥在断续工作状态下袁MOSFET两端的电压波形较为复杂袁其传导EMI问题更加显著遥根据实际情况需要袁散热片常常需要浮地或者接保护地袁而两种工作状态下其传 导EMI存在明显的差别遥因此袁本文分别测试了散 热片浮地与接保护地两种情况下工作在断续状态 下的AC/DC变换器的传导 EMI遥 (b)传导EMI测试结果图3 DC变换器的传导EMI做了详细的分析研究袁找出了该工作状态下袁AC/DC变换器传导EMI形成的主 要原因遥图3中(a)为散热片浮地时测试原理图袁(b) 为传导EMI测试结果(测试频率范围为150kHz-30MHz袁图中Span为扫描的频率带宽袁Center为中心频率)遥