传导性电磁干扰噪声诊断与噪声源建模方法研究.pdf

南京师范大学
硕士学位论文
传导性电磁干扰噪声诊断与噪声源建模方法研究
姓名:孙焱
申请学位级别:硕士
专业:电气工程;电工理论与新技术
指导教师:赵阳
2009-05-09
摘要
摘要
电气电子产品的电磁兼容性越来越受到重视,本文主要对传导性电磁干扰的
诊断、模态分离技术以及传导性噪声源建模等方面进行了研究。
传导性电磁干扰的模态分离,对 EMI 滤波器设计至关重要,因此在分析噪
声分离网络共模插入损耗(CMIL)、差模抑制比(DMRR)、差模插入损耗(DMIL) 和
共模抑制比(CMRR)特性基础上,在共模分离网络输入端并联差模滤波电容、差
模分离网络输出端串联共模扼流圈,提出了新型噪声分离网络拓扑结构,并对其
性能参数进行了电路理论推导分析。采用高频 LCR 仪提取变压器初级和次级绕
组之间的分布电容,建立网络高频等效模型,用 PSPICE 进行仿真分析。通过频
谱仪实验测试新网络性能参数,DMRR 和 CMRR 都降到-40dB 以下,改善明显。
CMIL 和 DMIL 都在-2dB 以上,具有良好的稳定性,满足性能要求。且实验测试
与理论、仿真分析结果趋势保持一致,证明设计方法的有效性。并从负载对 EMI
噪声影响、EMI 滤波器设计和驱动电路对 EMI 噪声影响三个方面对新分离网络
在 EMC 噪声测试中的应用进行了研究。
噪声源阻抗和滤波器阻抗之间的匹配关系影响 EMI 滤波器的滤波效果,因
此以应用广泛的开关电源设备为研究对象,分析了噪声源阻抗机理,建立了噪声
源等效电路,对插入损耗法进行噪声源阻抗建模分析,并基于电流探头法,提出
了改进的单电流探头法和散射参数测量法。为验证噪声源建模理论,对开关电源
AC-DC 变换器进行源阻抗提取实验研究。插入损耗法和单电流探头法的测量结
果显示:随着频率的增大,噪声源的共模阻抗减小,差模阻抗增大,表明共模阻
抗分量为电容性,差模阻抗分量为电感性。单电流探头法解决了插入损耗法测试
频段较窄,不适合高频段测量的缺陷,并且比双电流探头法节约了成本、简化了
操作。散射参数测量法以 10Ω电阻和 10μH 电感串联作为被测阻抗,进行实验验
证,结果表明:实验测试与理论分析的幅值特性结果和相位特性结果都吻合较好,
避免了高频寄生参数对高频特性的影响。该方法测试精度较高,且结果既包含幅
频特性又包含相频特性,可用于噪声源阻抗测量,为进一步研究 EMI 滤波器优
化设计提供了前提。

关键词:传导干扰;共模/差模噪声;分离网络;噪声源阻抗;建模;电流探头
I
Abstract
Abstract
ic Interference (EMI) is attracting interest research on power
electronic area. Conducted EMI diagnosis, noise modal separation, and modeling of
conducted noise source are researched.
EMI filter design is greatly affected by performance mon-mode (CM) and
differential-mode (DM) work. And a novel method of noise separation
network, shunting filter capacitor on input mon-mode work and
mon-mode choke differential-mode work, is put forward.
And its performance parameters are analyzed with circuit theory. High-frequency
impedance analyzer is used to extract the distributed capacitance between original
side and secondary side of the transformer. Based on the results, high-frequency
work model is set up and analyzed with PSPICE simulation, then tested
by the spectrum analyzer. Efficiency of the work and its