构造稳定节点的功率变流器共模干扰抑制技术.PDFVIP

第30卷第2期 电工电能新技术 V01．30，No．2 2011年4月 Advanced ofElectrical and 2011 Technology EngineeringEnergy April 构造稳定节点的功率变流器共模干扰抑制技术 黄华高，陈 玮，陈恒林，钱照明 (浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027) 摘要：本文提出了一种抑制功率变流器的共模电磁干扰(EMI)的技术方法。并以Boost变流器为 例。对所提出的方法进行了深入分析。由于电路中高电压变化率(dv／dt)的动态节点是共模传导 EMI产生的主要源头，本文通过调整Boost电感的PCB布局与采用共阳极二极管的方法，在电路中 构造稳定节点，对共模传导EMI进行了有效的消除。理论分析与实验结果都很好地证明了该方法 的有效性。此外，该方法还可推广至Buck、Buck-Boost、Flyback、PFC等变流器电路。 关键词：功率变流器；共模干扰；抑制技术；稳定节点 中围分类号：TMl32 文献标识码：A 文章编号：1003-3076(2011)02-0018-03 共模噪声的产生源头与传播途径。文献[2]提出了 引言 _种反相技术，对Boost变流器中的共模噪声进行 电力电子设备的功率开关器件在工作时会在电 抑制。然而，采用该方法时在电路中额外引入了副 路中产生高频电磁噪声。随着电力电子设备开关频 率的提高，功率变流器的性能不断改善、体积逐步减 [3]提出了一种被动的消除共模噪声的方法。文献 小；与此同时，电路中的电磁干扰问题也愈发严重。 [4]通过构造一对动态平衡节点来抑制共模噪声， 功率电路产生的电磁噪声不仅会导致控制电路的误 然而，该方法难以应用于BoostPFC电路。 动作，同时也会给周围的电磁设备带来诸多电磁兼 本文以Boost变流器为例，首先分析了共模传 容(EMC)问题。所以，必须对电力电子设备产生的导EMI产生的机理，进而提出并阐述了构造稳定节 电磁干扰进行抑制与消除。针对电子产品的电磁兼 点共模干扰抑制技术的原理，再详细介绍了实现方 容问题，世界各国分别制定了相关的EMC标准。为 法，最后通过实验证明了该技术的有效性。此外，还 了使电子产品符合相关EMC标准的规定，如何减小 功率变流器的电磁干扰成为当前电气工程师在产品 功率变流器电路的推广应用作了说明。 设计中面临的主要问题。 1功率变流器中的共模传导噪声 电磁干扰可分为传导电磁干扰与辐射电磁干扰 两大类。其中传导电磁干扰又可分为差模(DM)传 共模传导EMI主要由电路中的高dv／dt通过功 导电磁干扰和共模(CM)传导电磁干扰。对于功率 变流器而言，共模传导电磁干扰是EMI的主要组成 电容耦合产生。以Boost变流器为例，如图l所示， 部分，并且它还经常引起功率模块的辐射干扰，因 图中标出了共模电流回路。C。和C。分别为MOS- 此，为了使电子产品符合EMC标准，必须对共模传 导电磁干扰进行抑制。 C：、C，和C．分别为连接节点n。、n：、n，、n．的导线的 对此，研究人员已进行了初步的探索¨t¨3。 寄生电容。在该电路中，由于只有节点n。具有高 文献[1]以一个简单的开关电源电路为例，分析了 dv／dt，因此主要的共模电容由C。和C。构成。其中 收稿日期：2010-07-27 作者简介：黄华高(1977-)，男，江西籍．博士研究生，研究方向为电力电子电磁兼容； 钱照明(1939-)，男，江苏籍，教授／博导，研究方向为现代电力电子器件及其相关应用