开关电源电磁辐射建模与仿真研究

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1、分类号：TM46密级：不保密UDC：621.3学校代码：11065硕士学位论文开关电源电磁辐射建模与仿真研究李方元指导教师杨艳学科专业名称电气工程论文答辩日期2016年5月28ÿ摘要开关电源大都工作在高频状态下，开关管的高频通断会引起强烈的电磁干扰问题。电磁干扰既会降低电源本身的工作能力，还会将能量辐射到系统外。辐射到系统外的能量会降低周围电子设备的运行能力或危害人体的健康。因此，对开关电源电磁干扰问题的探究兼具理论和实际应用的双重意义。对干扰源的研究就是从根本上着手解决电磁干扰问题。因此，文章主要研究了功率电路的辐射干扰。在对电磁辐射测试要求与开关电源产生辐射的机

2、理进行分析后，本文先从电路的基本元器件（电阻、电感、电容、功率场效应管和功率二极管）入手，对元器件进行高频等效建模，然后对开关电源进行整体建模。建模完成后再进行时域仿真与频域分析。本文分析了DualBoostPFC电路的工作原理，探究了主电路电磁辐射产生的原因，得出了开关环路电流的高频分量是功率变换器的主要辐射源。文章还给出了DualBoostPFC主电路主要元器件的参数及型号，并对主电路进行了时域仿真与频域分析。从频域分析结果中，印证了开关环路电流的高频分量和开关管漏极电压的高频分量是造成电路电磁辐射的主要原因。文章最后采用电偶极子模型和磁偶极子模型作为电磁场模型

3、用MATLAB软件进行了电磁场仿真，并分析了两个模型的电场和磁场的分布情况。分析结果表明了在近区场，电偶极子的磁场强度比磁偶极子的磁场强度小，但二者的电场分布和磁场分布的变化趋势相差不大，且都分布均匀。关键词：开关电源；电磁兼容；辐射干扰；辐射测试IAbstractSwitchingpowersupplymostlyworkinhighfrequencystate.Thehighspeedon-offoftheswitchtubecancausetheproblemofstrongelectromagneticinterference.Radiationinterf

4、erencewillnotonlyreducetheworkingabilityofthepowersupplyitself,butalsoradiatedenergytotheoutsideofthesystem.Radiationtotheoutsideofthesystemcanreducetheenergyofthesurroundingelectronicequipmentrunningcapacityorharmthehealthofthehumanbody.Therefore,theresearchontheelectromagneticinterfe

5、renceofswitchingpowersupplyhasthedoublemeaningoftheoryandpracticalapplication.Theresearchofinterferencesourceistosolvetheproblemofelectromagneticinterference.Therefore,theradiationinterferenceofpowercircuitisstudiedinthispaper.Aftertheanalyzingtherequirementofelectromagneticradiationan

6、dthemechanismofswitchingpowersupply.Thisarticlestartsfromthecircuitbasiccomponents(resistance,inductance,capacitance,apowerfieldeffecttransistoranddiode)andthecomponentsofhighfrequencyequivalentmodeling.Thenwemodeltheswitchingpowersupply.Andthetimedomainsimulationandfrequencydomainanal

7、ysisarecarriedout.Inthispaper,theprincipleofBoostPFCDualcircuitisanalyzed,andthereasonoftheelectromagneticradiationofthemaincircuitisexplored.Theharmoniccurrentoftheswitchingcircuitisthemainsourceofthepowerconverter.TheparametersandmodelsofmaincomponentsofBoostPFCDualarealsogiveninth