發(fā)布時(shí)間：2020-07-13 05:50

【摘要】：基于磁集成技術(shù)的集成式EMI濾波器因具有功率密度高、高頻性能好等特點(diǎn)而得到廣泛的研究。有別于傳統(tǒng)的分立式EMI濾波器和現(xiàn)有的各類集成式EMI濾波器,母線型EMI濾波器具有對(duì)噪聲電流的“反射”和“耗散”雙重衰減功能,有著更加優(yōu)良的高頻特性。目前對(duì)母線型EMI濾波器的研究尚處于起步階段,研究的內(nèi)容也主要集中于濾波器材料特性、基本單元特性等方面,而濾波器在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生的一些特性尚不清晰,尤其是基于濾波器多物理場(chǎng)特性的耗散層設(shè)計(jì)、工作電流引起的損耗及溫升特性等內(nèi)容還需要進(jìn)行研究。為此,以母線型EMI濾波器為對(duì)象,本文將開展一系列研究,主要包括以下幾部分:在闡述母線型EMI濾波器基本結(jié)構(gòu)及原理的基礎(chǔ)上,介紹濾波器材料選擇原理,給出高介電常數(shù)陶瓷的制作流程,采用等離子薄膜濺射工藝對(duì)陶瓷進(jìn)行表面金屬化處理;對(duì)濾波器耗散層的高頻電流分布特性和損耗特性進(jìn)行研究,改進(jìn)現(xiàn)有耗散層結(jié)構(gòu),對(duì)耗散層厚度進(jìn)行設(shè)計(jì),并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。建立母線型EMI濾波器多物理場(chǎng)有限元模型,對(duì)濾波器時(shí)諧磁場(chǎng)特性進(jìn)行分析,提取濾波器損耗分布;在自然散熱條件下,以損耗為載荷對(duì)濾波器及其周圍空氣流體進(jìn)行“熱-流”場(chǎng)計(jì)算,通過雙向耦合迭代求解濾波器穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng),并最終求解出濾波器的載流量;完成濾波器溫升實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。分別建立外套磁芯結(jié)構(gòu)和電感增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的母線型EMI濾波器三維多物理場(chǎng)有限元模型,對(duì)其“磁-熱-流體”場(chǎng)進(jìn)行分析,求解其在不同工作電流下的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng),為濾波器初期設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行提供相應(yīng)參考。完成溫升實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。將母線型EMI濾波器“耗散”理念進(jìn)行拓展,提出一種具有噪聲“耗散”功能的共模扼流圈;采用S參數(shù)法對(duì)由新型扼流圈組成的單階EMI濾波器電壓傳輸特性進(jìn)行測(cè)試,對(duì)其濾波性能進(jìn)行驗(yàn)證;將新型耗散式扼流圈與母線型EMI濾波器結(jié)合,組成全耗散式母線型EMI濾波器,結(jié)合具體應(yīng)用,對(duì)其差共模噪聲抑制效果進(jìn)行測(cè)試,驗(yàn)證改進(jìn)的有效性。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN713
【圖文】：

濾波器功率密度，提高濾波器高頻特性。圖 1. 2 矩形平面 EMI 濾波器吉尼亞理工大學(xué)提出了一種矩形平面結(jié)構(gòu)集成式 EMI 濾波器，該種結(jié)構(gòu)通過在兩側(cè)噴鍍導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)共模電容與共模電感的集成，如圖 1.2 所示[7-9]。濾波器中模電感的漏感提供，差模電容由單匝的 LC 單元提供。基于廣義傳輸線模型，文濾波器的高頻模型以及濾波特性進(jìn)行了研究。然而由于該種濾波器采用了矩形平在導(dǎo)線的拐角處分布嚴(yán)重不均勻，對(duì)其性能造成了一定影響[12]。除此之外，其于磁芯外，機(jī)械強(qiáng)度較低，因而存在易斷裂等現(xiàn)象。磁芯介質(zhì)銅箔繞組CABD

圖 1. 4 柔性帶材 EMI 濾波器方式之外，浙江大學(xué)提出了一種基于柔性帶通過在介質(zhì)薄膜兩面夾上銅箔，形成多層帶，故該種濾波器加工相對(duì)容易，但因帶材介波性能有限。器種有別于任何一種 EMI 濾波器的新型集成波器兼具了傳統(tǒng)無源濾波器對(duì)噪聲電流的“，能夠?qū)υ肼曤娏鬟M(jìn)行雙重抑制。文獻(xiàn)[19器最初應(yīng)用場(chǎng)合為射頻領(lǐng)域，其基本原理是使電流流經(jīng)不同位置不同電阻率的導(dǎo)體材料相對(duì)低的工作電流不造成影響。后這一理念數(shù)介質(zhì)材料來適應(yīng)電力電子領(lǐng)域的需求。華機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)研究[21]。

圖 1. 4 柔性帶材 EMI 濾波器平面化集成方式之外，浙江大學(xué)提出了一種基于柔性帶材的集該結(jié)構(gòu)首先通過在介質(zhì)薄膜兩面夾上銅箔，形成多層帶材，材容易繞制，故該種濾波器加工相對(duì)容易，但因帶材介電常因此往往濾波性能有限。MI 濾波器 濾波器是一種有別于任何一種 EMI 濾波器的新型集成性 EM。該種濾波器兼具了傳統(tǒng)無源濾波器對(duì)噪聲電流的“反射”耗散”功能，能夠?qū)υ肼曤娏鬟M(jìn)行雙重抑制。文獻(xiàn)[19,20]最早 EMI 濾波器最初應(yīng)用場(chǎng)合為射頻領(lǐng)域，其基本原理是利用鄰近效應(yīng)，使電流流經(jīng)不同位置不同電阻率的導(dǎo)體材料，增，而對(duì)頻率相對(duì)低的工作電流不造成影響。后這一理念被引申入高介電常數(shù)介質(zhì)材料來適應(yīng)電力電子領(lǐng)域的需求。華中科器在三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)研究[21]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐晨琛;王世山;;將工作與噪聲電流分離的母線型濾波器單元開發(fā)[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2014年01期

2 李立毅;黃旭珍;寇寶泉;潘東華;;基于有限元法的圓筒型直線電機(jī)溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2013年02期

3 石磊磊;王世山;徐晨琛;;二端口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)理論及其在平面EMI濾波器測(cè)試中的應(yīng)用[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2013年02期

4 吳曉文;舒乃秋;李洪濤;李玲;;氣體絕緣輸電線路溫升數(shù)值計(jì)算及相關(guān)因素分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2013年01期

5 李玲;吳曉文;李洪濤;裴一喬;;氣體絕緣母線熱計(jì)算及其影響因素分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年09期

6 王世山;朱葉;沈湛;;構(gòu)成平面EMI濾波器元件電磁參數(shù)的提取[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年21期

7 梁永春;王巧玲;閆彩紅;趙靜;李彥明;王金源;;三維有限元法在局部穿管直埋電纜溫度場(chǎng)和載流量計(jì)算中的應(yīng)用[J];高電壓技術(shù);2011年12期

8 王世山;朱葉;周小林;武麗芳;;圓環(huán)線匝構(gòu)成的平面共模EMI濾波器的特性研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2011年11期

9 張曉晨;李偉力;邱洪波;程樹康;;超高速永磁同步發(fā)電機(jī)的多復(fù)合結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)及溫度場(chǎng)計(jì)算[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2011年30期

10 溫志偉;伍曉峰;徐德鴻;Okuma Yasuhiro;Mino Kazuaki;;集成EMI濾波器原理與設(shè)計(jì)[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2011年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 伍曉峰;基于柔性多層帶材的集成EMI濾波器[D];浙江大學(xué);2010年

2 羅f ;三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中電磁干擾及其高功率密度濾波方案研究[D];華中科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 溫志偉;基于柔性多層帶材的集成EMI濾波器設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2753053