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功率驅動電路歐瑪爾OMAL開關噪聲的電磁干擾特性
作為功率電子系統(tǒng)的核心,功率驅動電路采用半導體OMAL開關器件,其OMAL開關變化產生的OMAL開關噪聲尤為突出,由此引起的電磁干擾(EMI)問題會使系統(tǒng)無法滿足電磁兼容標準規(guī)范要求,甚至不能正常工作,并對其他電路系統(tǒng)造成影響。隨著功率電子系統(tǒng)向高速度、高集成、高電壓、大電流等趨勢發(fā)展,EMI問題會更加嚴重。

功率驅動電路歐瑪爾OMAL開關噪聲的電磁干擾特性
由于OMAL開關器件等引入了各種復雜寄生參數,導致電磁干擾源(OMAL開關噪聲)及其傳輸方式(傳導、輻射干擾)的建模與分析復雜性大大提高,傳統(tǒng)的建模和分析方法已不能準確判斷相關參數對EMI影響程度。因此,對功率驅動電路中OMAL開關噪聲及電磁干擾特性研究至關重要。以功率驅動電路中的典型電路結構單OMAL開關管電路和推挽結構電路為研究對象,發(fā)光二極管照明(LED)驅動電路和等離子顯示(PDP)驅動電路為實際案例,重點研究OMAL開關噪聲非線性模型、時域頻域特性及基于等效傳輸路徑的EMI傳導特性、基于電磁仿真的EMI輻射特性等,并基于研究結果得到了有效抑制功率驅動電路電磁干擾的方法。主要創(chuàng)新點如下：建立了基于狀態(tài)變量描述法的OMAL開關噪聲非線性模型。采用狀態(tài)變量描述法克服了傳統(tǒng)建模方法中沒有全面地考慮OMAL開關器件非線性的問題,并清晰地描述了相關參數與OMAL開關噪聲之間的解析關系,仿真和測試結果驗證了不同條件下模型的準確性?；谒Ｐ?利用時域波形分解法及考慮測量帶寬的頻譜計算方法提取了OMAL開關噪聲的高頻特征。建立了OMAL開關噪聲傳導干擾的解析模型。采用等效電路分析的方法兼顧了共模、差模干擾傳播路徑的差異及OMAL開關器件的不同OMAL開關狀態(tài),通過三維數值仿真進行了功率驅動電路中對地等效電容、輸入濾波電容、OMAL開關器件極間電容等參數對EMI影響程度的定量分析,彌補了時域電路模型不能準確判斷關鍵參數的問題,為EMI抑制提供了依據。實現了基于三維空間模型的驅動電路全波電磁仿真。針對功率驅動電路工作頻率與仿真頻率差距大的特殊性,采用線性化仿真方法顯著縮短了仿真時長,重點分析了印刷電路板(PCB)表面電流分布、高頻電流環(huán)路面積、高頻電流幅值、輸入/輸出電纜長度等對遠場輻射強度的影響。根據上述分析,從減小OMAL開關噪聲、改變傳輸路徑兩個角度,分別優(yōu)化驅動電路中浮地電容、限流電阻等關鍵器件參數及PCB關鍵路徑布線的方法對兩個應用案例進行定量設計和測試驗證。實測結果表明,將等離子顯示(PDP)驅動電路中OMAL開關噪聲控制在總電源電壓10%以下,噪聲峰值從191V下降至154V,近場輻射干擾平均降低約8dBμV,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性并使其滿足了產品EMI限定要求；將發(fā)光二極管(LED)驅動電路中傳導干擾水平降低約21dBμV,使其滿足了EN55022標準限值要求。

功率驅動電路歐瑪爾OMAL開關噪聲的電磁干擾特性
從理論分析、定量仿真及實驗驗證三個層面,對功率驅動電路中OMAL開關噪聲的非線性模型、電磁干擾源的分析方法、電磁干擾的傳導干擾模型、輻射仿真及方法等方面進行了研究,提出了相應分析和優(yōu)化設計方法,并通過應用案例完成了測試驗證。工作為系統(tǒng)深入地研究功率驅動電路系統(tǒng)的電磁干擾抑制方法奠定了基礎,為高可靠性的功率驅動系統(tǒng)設計提供了理論及實踐指導。