开关电源的电磁兼容性分析.pdfVIP

摘要 2l世纪伴随着科学技术的发展，特别是通讯技术的发展，在提高人们生活质量和水 平的同时，也使得我们的电磁环境越来越复杂。电磁污染已和水与空气受到的污染一样， 正在引起人们极大的关注。如何抑制电磁干扰，合理利用频谱资源，净化电磁环境，是 人类在未来生存中获得持续发展空间所必须采取的措施。 本课题是天津市自然科学基金资助项目，本论文研究工作主要是围绕着开关电源进 行的，重点在于研究了开关电源电磁干扰的机理及其采取的有效抑制措施。论文的主要 内容包括以下几个方面t 1．系统地调研和分析了电磁兼容的概念、电磁兼容的研究内容及其国内外的研究现 状和研究领域，对电磁兼容做了进一步的认识。对电磁干扰机理进行了深入的研究。从 电磁干扰三要素着手，讨论和分析了常见电磁干扰源的特性及其耦合途径，并重点阐述 了传导耦合、共阻抗耦合、感应耦合和辐射耦合的特性。解决传导耦合常采用屏蔽或者 滤波的方法；解决公共阻抗耦合一般采用多点接地的方法；而感应耦合则多采用屏蔽、 改变导线方向性和接地方法解决；辐射耦合也多采用接地方法把辐射耦合过来的能量屏 蔽掉；为解决实际产品中的干扰问题提供了理论依据和分析方法。 2．从理论上给出了谐波平衡有限元法分析高频开关电源的电磁兼容性，谐波平衡有 限元法不同于传统的时域有限元法和瞬态分析法，谐波平衡有限元法运用正弦函数的线 性合成来生成解，并用正弦函数的系数表示波形。它结合有限元法直接在频域解电磁场 的稳态响应。实验证明谐波平衡有限元法通常比传统的时域方法更有效。 3．对开关电源印制电路板的布局布线进行了分析，根据已经提出的“耦合系数”的概 念，实时估算印刷线路间分布电容的大小，在设计时可及时对印制电路板进行修改、改 进，能有效减小印制电路板的传导干扰。对无源EMI滤波器的电路原理和有源EMI滤 波器的几种拓扑电路进行了研究。研究了具有前馈式的有源EMI滤波器，无感应电流 检测装置的有源EMI滤波器和用于三相逆变电机的有源EMI滤波器。解决了随着开关 电源开关频率的提高，EMI噪声污染越来越严重的问题。对电磁屏蔽的原理及应用和接 地的几种方式：单点接地、多点接地、混合接地和悬浮接地进行了分析。 关键词：开关电源；电磁兼容；耦合途径；抑制；仿真；TOPSwitch Abstract Inthe21st 勰scienceand communication century， technologydevelop，especially oflifeof is our environment technology，thequality peopleraising．Andelectromagnetic becomes moreconcern aswater more complex．Electromagneticpollutiongets continually andair torestrain interference，use pollution．Howelectromagnetic frequencyspectrum the meaSures resources cleanse environmentare reaSonably， electromagnetic pre．requisite mat in inthefuturemustbetaken． mankindbesurvival continuingdevelopmentway The iSimbursedNaturalScienceFoundation the sub