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传导电磁兼容新技术方法研究与应用

陶卫  
【摘要】:近年来,随着电力电子技术的不断进步和无线通讯的持续发展,使得电子设备中的电磁干扰问题日趋突出,严重影响电子设备的正常运行,所以如何有效测量、诊断传导电磁干扰噪声成为电磁兼容领域重要的研究内容,由此设计有效的抑制措施,如电源传导线加磁环,PCB板添加铜箔等屏蔽措施来抑制电磁干扰噪声。为此,本文开展了“传导电磁兼容新技术方法研究与应用”。首先,本文对于电快速脉冲群电磁噪声进行特征分析,建立导线的阻抗匹配模型,由于电快速瞬变脉冲群的干扰噪声频率高、能量大,它以5kHz频率瞬间通过电源线进入设备内部,产生高强度干扰。当电子设备正常电源频率是50Hz时,5kHz的脉冲群使得设备工作时阻抗失配,导致EFT干扰噪声在传输线上进行多次反射干扰,通过建模得到电容电感的阻抗信息,解决阻抗非线性提取等效参数的优化问题。在一般EFT滤波器设计基础上,基于阻抗匹配原则,重新设定通带、阻带和等条件设计新型EFT滤波器,借助外加直流可调电源依次对被测设备开关电源的各路输出单独打EFT进行诊断,通过EFT滤波器设计实例流程进一步验证新型滤波器有效性。再次,开展了传导EMI噪声源的识别方法与其噪声源内阻抗提取方法研究,针对传导EMI噪声源识别方法,分析了经典的核主元分析(KPCA)方法的基本模型,对核主元算法进行传导EMI噪声理论分析,成功将该算法的信号分离技术成果应用到传导EMI噪声提取中,分离出设备中的传导电磁干扰噪声,并将分离后的噪声与原始噪声进行特征对比,通过验证实验验证其合理性。对于传导内阻抗提取,依据S参数法建立了噪声源阻抗模型,分析了其高频特性和S参数法的阻抗提取过程,并利用标准电阻提取了无源元件阻抗,得到了 LISN噪声源的阻抗信息,包括幅值和相位以及等效参数,解决了阻抗非线性提取等效参数的优化问题。最后,结合电子设备电子系统,分析EFT噪声超标问题和传导EMI噪声超标的原因,设计理想的EMI噪声抑制方案,使之通过相关标准检测。进一步验证了本文理论方法的有效性和工程实用性,为今后传导电磁干扰噪声抑制的工程应用提供理论和实践依据。


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