本文關(guān)鍵詞：電動汽車隔離型全橋電源變換器電磁兼容分析與抑制方案設(shè)計

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【摘要】：電動汽車與傳統(tǒng)動力汽車相比由于車載大功率電力電子設(shè)備增多導(dǎo)致車內(nèi)電磁環(huán)境復(fù)雜,因此會帶來更嚴重的電磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)問題。本論文重點研究電動汽車車載隔離型全橋式電源變換器的EMC問題,掌握該裝置電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)源的判斷方法,干擾源的等效EMC模型,高頻噪聲的傳播機理,制定針對性的EMI抑制方案,對工程應(yīng)用具有一定的借鑒作用。本文應(yīng)用小波包分解與特征能量提取技術(shù)對電源線上采集到的信號進行分析,識別電動汽車電源變換器的干擾源。與傅里葉分析相比,小波包分析在分析瞬變信號更有優(yōu)勢。然后構(gòu)建開關(guān)器件MOSFET的等效EMC電路模型,通過實驗將采集到的開關(guān)管漏源極間的電壓信號與仿真電路的結(jié)果進行對比,驗證模型的準確性;再用小波包工具對MOSFET開關(guān)波形分解重構(gòu),分析波形成分,判斷噪聲來源。研究分析隔離型電源變換器的傳導(dǎo)EMI路徑,對高頻變壓器耦合EMI機理進行分析和公式推導(dǎo)。仿真分析得到高頻變壓器初、次級間電容影響共模干擾阻抗進而影響EMI的傳播。建立高頻變壓器的等效EMC模型,應(yīng)用有限元仿真軟件計算電路中的電容電感值。按照電動汽車隔離型全橋式電源變換器的設(shè)計要求設(shè)計了一款變壓器,用阻抗分析儀測試不同端口的阻抗特性,將模型的阻抗特性與之對比,驗證模型的準確性。設(shè)計EMI抑制方案,采用為高頻變壓器安裝法拉第屏蔽層的方法抑制噪聲。搭建高頻變壓器傳導(dǎo)干擾測試平臺,分別對安裝與未安裝屏蔽層的兩種變壓器進行測試,對變壓器次級差模信號進行研究,然后將實驗采集到的兩組信號用小波包分析工具進行分析,將分解后獲得的八個頻段上的特征能量進行對比,觀察法拉第屏蔽層對干擾信號的抑制效果。在LISN上分別測量兩種高頻變壓器作為傳導(dǎo)耦合路徑時的共模電流,將兩組共模信號進行對比,觀察法拉第屏蔽層的抑制作用。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 電磁兼容 高頻變壓器 法拉第屏蔽層 建模
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.1.1 課題研究背景8-9
• 1.1.2 論文選題意義9
• 1.2 電動汽車電磁兼容研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 電力電子裝置電磁兼容研究概述10-12
• 1.4 論文主要研究工作12-14
• 2 電磁兼容理論基礎(chǔ)14-22
• 2.1 電磁兼容14-15
• 2.1.1 電磁兼容的含義14
• 2.1.2 電磁兼容標準14
• 2.1.3 電磁兼容的三要素14-15
• 2.2 電磁干擾耦合通路15-18
• 2.2.1 電源線耦合與地線耦合15-16
• 2.2.2 電場耦合16-17
• 2.2.3 磁場耦合17-18
• 2.3 傳導(dǎo)干擾及測量方法18-20
• 2.3.1 共模干擾與差模干擾18-19
• 2.3.2 傳導(dǎo)干擾測試方法19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-22
• 3 隔離型全橋電源變換器EMI分析22-42
• 3.1 隔離型全橋電源變換器系統(tǒng)組成及工作原理22-24
• 3.2 隔離型電源變換器干擾源特征24-31
• 3.2.1 小波包理論24-27
• 3.2.2 干擾源特征分析27-31
• 3.3 開關(guān)器件干擾機理分析與建模31-39
• 3.3.1 MOSFET干擾機理分析31-37
• 3.3.2 MOSFET建模37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-42
• 4 耦合路徑的分析與高頻變壓器EMC建模42-64
• 4.1 電源變換系統(tǒng)傳導(dǎo)EMI耦合路徑分析42-46
• 4.1.1 耦合路徑分析42-44
• 4.1.2 高頻變壓器傳導(dǎo)耦合機理44-46
• 4.2 高頻變壓器的設(shè)計46-53
• 4.2.1 變壓器的重要參數(shù)46-48
• 4.2.2 全橋變流器高頻變壓器的設(shè)計48-53
• 4.3 高頻變壓器電路模型及參數(shù)提取53-59
• 4.3.1 高頻變壓器建模53-55
• 4.3.2 參數(shù)計算55-58
• 4.3.3 實驗驗證58-59
• 4.4 隔離型全橋電源變換器傳導(dǎo)EMI及仿真分析59-62
• 4.4.1 電源變換器的EMC電路模型59-60
• 4.4.2 仿真分析60-62
• 4.5 本章小節(jié)62-64
• 5 電磁干擾的抑制設(shè)計64-76
• 5.1 EMI抑制設(shè)計64-68
• 5.1.1 法拉第屏蔽原理64-65
• 5.1.2 高頻變壓器的法拉第屏蔽設(shè)計及仿真分析65-68
• 5.2 實驗設(shè)計68-75
• 5.2.1 變壓器次級差模電壓對比實驗69-72
• 5.2.2 電源線共模電流對比實驗72-75
• 5.3 本章小結(jié)75-76
• 6 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 論文的主要工作和結(jié)論76-77
• 6.2 需進一步研究的問題77-78
• 致謝78-80
• 參考文獻80-84
• 附錄84
• A 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文84

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本文編號：1015692