开关电源类负载在冲击状况下建模研究

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1、第47卷第9期电力电子技术Vo1．47，No．92013年9月PowerElectronicsSeptember2013开关电源类负载在冲击状况下的建模研究罗响，周歧斌(1．上海交通大学，电气工程系，上海200240；2．上海市防雷中心，防雷产品测试中心，上海201615)摘要：在建筑物内的雷电防护中．研究冲击状况下负载对楼宇内的暂态分析具有十分重要的意义。这里选择了楼宇内常用的开关电源类负载，研究了其在冲击状况下的建模。以日光灯镇流器所使用的开关电源为例，研究了开关电源的电磁干扰(EMI)滤波部分、整流部分及电流逆变部分的建模。通过使用集中参数和非线性拟

2、合相结合的方法．得到了冲击情况下开关电源模型，并通过实验验证了模型的正确性。关键词：开关电源；冲击；建模中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)09—0083—03ModelingStudyofSwitchingModePowerSupplyUnderLightingSurgeLU0Xiang．ZH0UQi．bin(1．DepartmentofElectricalEngineering，ShanghaiJiooUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Responsesofswitc

3、hingmodepowersupplyforappliancessuchasfluorescentlightingunderalightingsurgeisdiscussed．Thecircuitryofswitchingmodepowersupplyforelectronicballastisexamined，andsurgemodelsofthedeviceisdevelopedbytakingintoaccountbothnonlinearityandparasiticefectofsomecomponents．Themodelsareverifie

4、dexperimentallybycomparingsurgecurrentintheswitchingmodepowersupplyunderappliedvoltagesurge．Keywords：switchingmodepowersupply；lightingsurge；modelingFoundationProject：SupposedbyShanghaiLightning—protectionCenter&HongkongPolytechUniversityCooperativeProject(N0．YJ201211．MS201210)1引言A

5、C电压、电流冲击在楼宇供电系统中十分常见，这些冲击很可能会对负载侧电器设备产生很大影图1开关电源原理图响【卜z1，同时冲击也会受负载影响。在研究建筑物Fig．1Theschematicdiagramofswitchingpowersupply内部的冲击影响等问题时，应考虑负载在其中的EMI滤波器一般设置在电源刚进入设备内部作用与影响。在现有传输线理论研究中，常用方法的线路上，用来防止外部电压和电流冲击扰动窜是将负载简化后代入模型进行计算，在进行负载入设备内部。但EMI滤波器并非针对防止雷电冲建模时。若为电阻性或可等效为入口电容性质负击设计的。因此，在考虑到

6、雷电影响的负载建模中，载，可用相近的RLC网络等效【s】。然而，随着开关需考虑包括EMI滤波器、整流桥及后续斩波电路电源设备越来越多的应用．不能简单使用RLC网等部分的建模。在低压分布系统中一般以1．2s／络等集中参数代入计算。这里研究了在冲击状况50s的波形作为标准雷电波形，则此处频率考虑下开关电源负载建模。电源设备可用一套等效电范围为10kHz～10MHz。路表示，并给出了得到此等效电路的方法，并根据该方法得到了一组仿真模型。与实验进行了对比。3冲击情况下的EMI滤波器建模2开关电源结构EMI滤波器包括共模和差模部分：共模部分抑制零火线和地之间的干扰。

7、对工频电流不产生影图1示出典型的开关电源应用原理图。响．其主要元件是扼流圈及其后面的两个去耦电容，在去耦电容选取上需做到抑制差模干扰。同时基金项目：上海市防雷中心——香港理工大学联合课题，需考虑到不能通过电容流入地线过多的漏电流：上海气象局课题(YJ201211，MS201210)差模部分主要为去耦电容．用来抑制零火线之间定稿日期：2013—04—26作者简介：罗响(1983一)，男，博士研究生，研究方向为的干扰。共模和差模部分会抑制绝大部分的干扰电机控制、设备保护、冲击防护等。电流，使之尽量不影响设备后续元件工作。83开关电源类负载在冲击状况下的建模研究

8、因为冲击过程中需考虑到寄生电容电感影响等效。这里采用一个冲击源激励