磁性元件是开关电源传导EMI的重要影响因素之一,其电磁兼容模型也是最复杂的。模型的准确与否以及频带宽度是电磁兼容仿真精度的关键因素。传统采用LCR等单端口阻抗测量仪器测量的电磁参数无法有效表征磁性元件的电磁兼容特性,同时磁性元件结构复杂,难以通过简单的理论计算准确得到。以变压器共模噪声电磁兼容模型的理论分析为基础,深入分析了提取磁性元件电磁兼容共模噪声模型参数的理论方法和所采用的仿真分析方法。试验结果与理论分析及仿真的一致性验证了理论分析方法和仿真分析方法的正确性和可行性。 路正常工作时，电感各个绕组及磁芯与接地机壳间均存在电位差，形成电场耦合，从而在接地机壳上产生感应电荷，该感应电荷在开关的上升沿或下降沿电荷形成定向移动，进而形成共模噪声电流，如图1所示。电感绕组的电位并不是一个等位体，而是沿着绕组呈线性式分布。为了评估电感绕组电位分布导致的共模噪声大小参数的提取方法-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机，可用一个等效耦合电容CQ表示。CQ不是一个静态的结构电容，而是综合考虑了绕组电位分布的等效电容，即动态的共模噪声有效电容。因而该电容无法通过简单的单端口仪器的阻抗测量得到。图1PFC电感与机壳间的电场耦合对于一般的PFC电感，绕组一般均匀绕制于磁芯中柱，其每匝绕组所交链的磁通基本是相同的，可以认为每匝线圈的感应电动势基本相等，文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com因此可假设PFC电感的端电压沿各匝绕组是均匀线性分布的。以一个简单的电感模型为例，当其与机壳平行放置时，如图2、图3所示。图2电感器结构电容示意图图3电感器共模噪声有效电容示意图图1中，C0为电感器绕组与接地机壳间的结构电容对机壳的影响较内层绕组要大的多，因而只需要考虑外层绕组对机壳的影响。建立的电感器与机壳模型如图6所示。根据高斯原理，在模型中机壳上的感应电荷量等于电感产生的感应电荷量，因此为方便求解得到机壳上的感应电荷量，只需要在PFC电感外设置闭合面，对闭合面的电通量D求积分得到总电荷量Q。2．3变压器仿真建模对于变压器，与PFC电感建模相似，其主要是为了求得一次侧及辅助绕组电位变化在二次侧的感应电荷。以图4所示的反激变压器为例，建立变压器的2D模型，变压器模型结构及绕组电图6PFC电感与机壳模型图7变压器模型结构及绕组电位分布示意图位分布示意图如图7所示，在变压器二次侧求电通量D的积分，并乘以绕组的周长得到整个闭合面的电荷量Q。3试验验证3．1测量方法目前，提取磁性元件电磁兼容模型参数的方法主要是用于评估共模滤波器对噪声抑制能力的插入损耗测量方法。测量方法原理图如图8所示［6］。其基本原理是:通过EMI接受机的高频信号发生器为变压器一次侧或者电感施加噪声激励。由于变压器二次侧或者机壳受电场耦合影响会产生感应电荷，并形成位移电流，进而测量位移电流来确定磁性元件对共模噪声的抑制能力。如果位移电流为零，说明一次侧的电位分布未在二次侧产生感应电荷，即没有形成传导共模噪声路径。为了测量位移电流的大小，需要测量二次侧的电位“静电”与一次侧的电位“静点”间的电位差，如图8所示，也就是测量50Ω阻抗上的电压值，即可得到位移电流的大校共模噪声有效电容CQ的电路模型如图9所示参数的提取方法-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com