考虑近场磁耦合干扰的传导EMI仿真分析.pdf

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1、42《电气开关》(2015．No．6)文章编号：1004—289X(2015)06—0042—04考虑近场磁耦合干扰的传导EMI仿真分析胡钦俊，陈庆彬，陈为(福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350116)摘要：对开关电源近场磁耦合现象做了深入分析，通过电磁场仿真软件仿真共模电感与变压器间的耦合参数，并用实际测量的方法来验证所得到的耦合参数的精度；通过建立开关电源中器件的高频模型，并用Saber搭建样机的系统级EMI仿真电路，仿真其EMI噪声并用实验来验证仿真的精度。关键词：传导EMI；磁耦合；EMI仿真中图分类号：TM15文

2、献标识码：BAnalysisofConductedEMISimulationwithMagneticFieldCouplingHUQin-jun，CHENQ一bin，CHENWei(CollegeofElectricalEngineeringandAutomationFuzhouUniversityFuzhou，Fujian，350116，China)Abstract：TheconductedEMIsimulationplaysanimportantpartintheSMPSintheproductdesign．Deepanaly

3、sisonthemagneticcouplingwithSMPSwasperformed．TheparametersofmagneticcouplingwerebyFEMsimulations．Andverifytheaccuracyofsimulationbytest．Setupthehigh~equencymodelofdevice，usethesimulationsoftwareofSMPStobuildthecircuit．SimulatetheconductEMInoiseandverifybyexperiment．Ke

4、ywords：conductedEMI，magneticfieldcoupling，EMIsimulation逆变整流电路，主电路如图1所示。对于开关电源，根1引言据传导耦合方式的不同，可以将电磁干扰分为差模和开关电源与线性稳压电源相比，具有体积小、重量共模两种，一般认为差模噪声是由于快速的电流变化轻、效率高、功耗少，稳压范围宽等优点，已广泛用于电率(di／dt)作用在电路的L线和N线之间等大方向的力电子系统等领域¨I4』。但是，因其集成度高，功率密噪声；共模噪声是由于快速的电压变化率(du／dt)作度大，高频化等，必将引起严重的

5、电磁干扰，造成传导用在对地寄生电容上形成的噪声。图2为电路的差模EMI的测试超标。传统EMI仿真多是考虑器件噪声流通路径，可以看到差模噪声主要是由电感上的的自身的模型建立的准确性，而没有考虑器件间的电电流纹波在L线和N线上流动造成，共模噪声则主要磁耦合对其传导EMI的影响。本文以一个DC—DC由开关管附近的电位跳变点经过对地分布电容传输到开关电源为研究对象，利用电容、电感、变压器、MOS．地线上，在地线上产生共模噪声电流并流进LISN，如FET、功率二极管的高频模型组建了传统仿真电路，使图3用HFSS软件来仿真各个磁性元件间的磁场

6、耦合关系，并利用Saber软件来仿真考虑了磁场耦合后的系统传导EMI仿真电路，为开关电源的电磁兼容设计提供了参考2开关电源噪声回路分析该开关电源主电路为DC—DC电路，输入为48V，图1主电路图输出为28V、9A。前级为BUCK降压电路，后级为方波《电气开关》(2015．No．6)45J~f1∞图14为实际测量得到的EMI总噪声图。通过图12～l4的对比可以看到，考虑近场耦合参数后的EMI∞舳∞如加如加mO噪声仿真图更接近于实测值，且两者在150kHz一10MHz范围内的误差在4dB范围内。LNGNDLN／H图l4开关电源总噪声实

7、测图NGND参考文献图11Saber仿真电路图[1]PeipeiMeng，JunmingZhang，HenglinChen，ZhaomingQian，Yuwen10Shen，“CharacterizingNoiseSourceandCouplingPathinFlybackConverter9forCommon．modeNoisePrediction，”inIEEE2011AppliedPowerElectron8icsConferenceandExposition，2011，1704—1709．7[2]李龙涛．开关电源传导EMI

8、建模和模型有效性评估[D]．哈尔滨6工业大学，2012．蚕5『1∞[3]王拓．开关电源传导EMI仿真分析[J]．通信电源技术，2008，25-。4(5)：15—18．∞3如如加∞如∞如加O[4]张煜，陈庆彬，陈为，等．开关电源传导电磁干扰仿真研究[