开关电源中干扰源阻抗特性研究开题报告

 2021-08-14 02:39:21

1. 研究目的与意义(文献综述)

研究背景:现代社会中电力电子技术的应用越来越广泛。开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。在开关电源中电磁干扰对开关电源的效率和安全性及使用的影响日益成为人们关注的热点。开关电源对干扰的抑制在保证电子系统正常稳定运行方面具有极其重要意义。

如今在开关电源体积越来越小,功率密度越来越大的趋势下。emi问题成为了开关电源稳定性的一个关键因素,也是一个最容易忽视的方面。开关电源的emi抑制技术在开关电源设计中占有很重要的位置。实践证明,emi问题越早考虑、越早解决,费用越小、效果越好。对于开关电源的电磁干扰的研究是非常必要的。

国内外研究现状:国内外对开关电源的电磁干扰有大量的研究,早在1986年,mack.j.nave分析了开关电源emi的产生机理,以及共模和差模干扰的传播途径。20世纪80年代后,电磁兼容技术的发展进入了全新的阶段开始实行强制认证制度了。国际上,欧盟89/336/eec电磁兼容指令从1996年1月1日开始强制执行,大大推动了全球的电磁兼容标准的强制执行和电磁兼容认证工作。紧跟国际潮流,我国也建立了强制性产品认证制度,2001年12月,国家发布《强制性产品认证管理规定》。

国内外的专家学者在电磁干扰和电磁兼容方面发表了很多文章srinakharinwirot university的vuttipon tarateeraseth在2012的ieee electromagnetic campatibility magazine发表了一篇文章介绍了一些emi滤波器的设计,以及噪音源阻抗的测量方法。西南交通大学的杜平在2005年的论文中分析了传导干扰产生的原理,提出了一种提高高频时电容性能的方法。王凡2005年发表在电源技术的文章中分析了开关电源的干扰源的产生原因和一些抑制的方法。

选题意义:开关电源因为体积小,功率因数大等优点在电力电子中应用广泛,电磁干扰对开关电源的效率和安全性及使用的影响日益成为人们关注的热点。emi的形成主要有三个原因:(1)电磁干扰源,指产生emi的组件、器件、设备等;(2)敏感设备,指对电磁干扰发生回应的设备;(3)耦合路径,指把能量从干扰源耦合到敏感设备上,并使该设备产生响应的媒介。分析电磁干扰需要从以上三个方面入手。研究噪声源的阻抗特性对emi滤波器的设计以及电子系统正常稳定运行方面具有极其重要意义。

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2. 研究的基本内容与方案

主要研究内容与方法

EMI滤波器设计时必须考虑其噪声源的阻抗特性,功率变流器作为EMI滤波器的噪声源其阻抗特性具有不确定性,使得EMI滤波器的设计较普通滤波器更为困难。分析功率变流器中电磁干扰噪声的耦合方式,继而研究噪声源阻抗特性,包括共模噪声阻抗及差模噪声阻抗。基于Matlab仿真,研究噪声源阻抗对EMI滤波器性能的影响机理,并提出有效的滤波器设计方法。掌握开关电源中的电磁干扰现象;针对Buck、Boost、Flyback等典型变流器拓扑结构,建立其差、共模耦合模型;利用Matlab仿真,研究干扰源阻抗对样机噪声发射水平及EMI滤波器结构设计的影响机理。

3. 研究计划与安排

3月2日~3月20日:明确毕设内容及任务,查阅相关资料,完成开题报告;

3月21日~4月3日:了解开关电源中的电磁干扰现象,分析主要开关电源拓扑的干扰源特性及干扰耦合通路,完成阶段性报告;

4月4日~4月24日:针对buck、boost、flyback等典型变流器拓扑结构,分析其差模、共模耦合模型,提取干扰源阻抗特性,完成阶段性报告;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]钱照明,陈恒林.电力电子装置电磁兼容研究最新进展[j].电工技术学报.2007, 22(7):1-11

[2]clayton r.paul. 电磁兼容导论[m].人民邮电出版社.2007

[3]ky see,x shen,x qiu.an efficient noise source impedance estimation approach applied in electromagnetic compatibility[d].chinese journal of electronics.2009, 18(4):744-748

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