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在电力电子装置中不存在两个互补对称共模噪声源时,可以采用外加补偿电路的有源并联共模电磁干扰抑制技术。分析了补偿电路与被补偿桥臂的PWM信号传输时间差对共模电磁干扰抑制效果的影响。分析了共模电流频谱最大值、频谱平均值和频谱能量3种评估指标的特点与计算,并仿真研究了它们与传输时间差之间的关系。说明了共模电流频谱能量是一个理想的快速评估共模电流大小的指标。采用DSP建立了数字化并联有源共模EMI抑制的单相半桥逆变器物理实验模型,实验结果表明了共模电流频谱能量评估的有源并联共模电磁干扰抑制技术的正确性和有效性。
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第 32 卷 第 3 期
2011 年 6 月
河南科技大学学报:自然科学版
Journal of Henan University of Science and Technology:Natural Science
Vol. 32 No. 3
Jun. 2011
基金项目:国家自然科学基金项目(50407011);江西省科技厅科技攻关项目(2010ZDG02400)
作者简介:章勇高(1975 - ),男,江西临川人,副教授,博士,硕士生导师,研究方向为电力电子变换器及其控制.
收稿日期:2010 - 12 - 01
文章编号:1672 - 6871(2011)03 - 0034 - 05
基于共模电流频谱能量的共模干扰抑制研究
章勇高,高彦丽,龙立中
(华东交通大学 电气与电子工程学院,江西 南昌 330013)
摘要:在电力电子装置中不存在两个互补对称共模噪声源时,可以采用外加补偿电路的有源并联共模电磁干
扰抑制技术。分析了补偿电路与被补偿桥臂的
PWM 信号传输时间差对共模电磁干扰抑制效果的影响。分
析了共模电流频谱最大值、频谱平均值和频谱能量 3 种评估指标的特点与计算,并仿真研究了它们与传输时
间差之间的关系。说明了共模电流频谱能量是一个理想的快速评估共模电流大小的指标。采用
DSP 建立了
数字化并联有源共模 EMI 抑制的单相半桥逆变器物理实验模型,实验结果表明了共模电流频谱能量评估的
有源并联共模电磁干扰抑制技术的正确性和有效性。
关键词:共模干扰抑制;频谱能量;频谱最大值;频谱平均值
中图分类号:TM77 文献标识码:A
0 前言
随着电力电子装置中高速开关器件的大量使用带来严重的电磁干扰问题
[1 - 3]
。在单相全桥逆变器
中若采用双极性调制技术,由于两桥臂中点产生的共模电压大小相等方向相反,它们产生的共模电流相
互抵消,此时逆变器产生的总共模电流为零,能够完全消除逆变器的共模电磁干扰
[4]
。然 而,对于 如单
相半桥、三相、单极倍频调制的单相全桥逆变器等不存在两个互补对称共模噪声源的场合,则可以采取
外加专门的补偿电路,使补偿电路产生大小相等、方向相反的补偿电流,以实现并联有源 EMI 抑制。
图 1 半桥逆变器的有源并联共模电磁干扰抑制
图 1 所示为单相半桥逆变器的有源并联共模电
磁干扰抑制的原理 结 构 图。 在 图 1 中,
为 桥 臂 中
点的对地杂散电容;
为补偿桥臂外加输出 电 容;
为穿芯电容;
为共模变压器; 为共模电流检测电
阻。桥臂共模 电 流 通 路 为
,补 偿 电 流 通
路为
-
。
和 将共模电流转化为电压
,通过
评估共模电流大小,从而调整补偿电路
的控制。
并联 EMI 抑制原理是:通过调整补偿电路的
PWM,使得
与
大小相等方向相反,在保证
=
的前提下,总 的 共 模 电 流 将 对 消 为 0。 补 偿 过 程
如下:根据逆变器桥臂 PWM 信号
1
和
2
可以得到
桥臂中点电压
,为实现完全对消,相应的可知补偿输出电压
,从而决定了补偿电路的 PWM 信号。
然 而 ,由 于 PWM 信号传输时间与电路有关,不能保证完全一致,存在时间差,且功率器体的动
态 特 性 或 多 或 少 存 在 个 体 差 异 ,导 致 实 际 上 的
和
跳变与理想有一定的差距,当然可以离线
调 整
[ 4 ]
,但 现 实 不 可 行 。 因 此 ,有 必 要 研 究 总 共 模 电 流 与 传 输 时 间 差 之 间 的 关 系 。 本 文 通 过 分 析
不同评估指标,从表征特点与计算方面说明共模电流能量为一种最佳的共模电流评估指标,该结论得
到仿真和实验验证。
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weixin_38703277
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