PCB导体电感的简化计算方法 A simplification method to calculate inductance of PCB conductor.pdfVIP

第28卷第3期 电工电能新技术 V01．28，No．3 of 2009 2009年7月 Advanced Elect6cal and July Technology EngineeringEnergy PCB导体电感的简化计算方法 陈 名，孙旭东，黄立培 (清华大学电机系电力系统国家重点实验室，北京100084) 摘要：本文提出一种对不规则形状印制电路板(PCB)导体进行简化计算的方法，以某变频空调室外 机主板上的正、负直流母线PCB导体为例进行了简化，通过解析公式计算得到它们的电感。并与简 化前用电磁场数值计算软件求得的电感进行比较，证明这种简化方法是有效的。通过在PCB导体 的等效电路模型的输入端施加电压激励，比较输出端的仿真计算和实验测量结果来验证模型中参 数，结果表明简化旁PCB导体的电感参数是准确的。这种PCB导体的简化计算方法简便易行，具 有较大的实用价值。 关键词：印制电路板；电感；电磁场数值计算 中图分类号：TMl51 文献标识码：A 文章编号：1003．3076(2009)03．0045．05 用性。 1引言 本文以某变频空调室外机主板上正、负直流母 随着电气与电子技术发展，电力电子装置中的 线PCB导体为例，介绍不规则形状的PCB导体的简 传导电磁干扰(EMI)越来越受人们关注。除了噪声化计算方法，由解析公式得到其电感等参数，通过与 源外，电路中的杂散参数也对其EMI有重要影响。 简化前的电磁场数值解相比较，说明该简化计算方 通过构建EMI传播通道和噪声源的模型来预测装 法的有效性，并通过实验验证PCB导体电感等参数 置的EMI，可以有效地缩短电力电子装置研制的周 的准确性。 期与成本【l’2]。印制电路板(PCB)上的导体是传播 2 PCB导体的等效电路参数 通道中的一部分，为了得到更准确的传播通道模型， 需要对PCB导体进行建模。通常用有限元数值计 图l所示的是某变频空调室外机中逆变器电路 算方法、部分元等效电路(PEEC)方法和PSpice等软 板(单面板)上正、负直流母线的PCB导体％。和 件。计算不同尺寸和形状的PCB导体的杂散参数． N响，以及它的等效电路。其中尺。、￡。和R2、工：分 仿真分析它们对传导EMI传播通道的影响b’4】。而 别是P咄和N耐。的电阻、电感参数，肘和c。：和分别是 提取包括PCB导体在内的传播通道中各元件的杂 它们之间的互感和互电容参数。这些参数可由电磁 散参数，是建立高频等效电路模型，进行电路仿真， 场数值计算软件求得，其中，电感参数的计算需根据 分析装置的电磁兼容(EMC)性能的关键之一uJ。 实际的情形确定电流的方向，这里不妨假定k。的 由于PCB导体形状通常不规则，其杂散参数通 电流从截面A流人，从截面B流出；N吨的电流从截 常需要用ANSYS、Ansoft Q3D等电磁场数值计算软 面C流人，从