本发明专利技术公开了一种Ｂｏｏｓｔ变换器电磁干扰机理的诊断方法及诊断电路，由线阻抗稳定网络ＬＩＳＮ、差模／共模噪声分离网络、Ｂｏｏｓｔ变换器和频谱仪构成；将交流电源直接接入到线阻抗稳定网络Ｌ、Ｎ，经过线阻抗稳定网络ＬＩＳＮ后输入到Ｂｏｏｓｔ变换器及负载中，构成一整条电源回路；经过线阻抗稳定网络ＬＩＳＮ进行噪声的提取，输入到差模／共模噪声分离网络进行噪声的分离，而后由频谱仪显示测量结果。通过修改Ｂｏｏｓｔ变换器内部各种元器件的参数，从而得到不同条件下的噪声信号，进而可以分析Ｂｏｏｓｔ变换器中各种元件和参数对噪声的影响。本发明专利技术方法及诊断电路，可以针对各类电力电子设备噪声源进行通用电磁干扰机理的诊断，且操作简单。通过该诊断方法，可以对电磁干扰噪声产生和传播机理进行判断，进一步为ＥＭＩ滤波器的设计提供理论依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是对Boost变换器电磁干扰机理进行诊断的方法及诊断电路，为研究电力电子设备的传导性电磁干扰噪声产生和传播机理提供基础，为传导性电磁干扰噪声的抑制即EMI滤波器的设计提供理论依据，属于电磁兼容设备设计的
技术介绍
EMI滤波器是抑制电磁干扰的有效措施，但目前国内外在进行EMI滤波器设计时，事先并不知道传导性电磁干扰噪声产生和传播机理，设计时往往只是进行一种通用的EMI滤波器设计。由于各噪声源的产生和传播机理并不相同，滤波器的滤波效果也不一样，因此，准确了解开关电源传导性EMI噪声产生和传播机理对于电磁干扰的有效抑制有着重要意义。 Boost变换器因其输出电压大于输入直流电压，又称为升压斩波电路(如图5所示)，其包括主电路和驱动电路。实现升压的是主电路，通过改变电力场效应晶体管MOSFET的开通时间与周期的比值改变输出电压的大小。升压斩波电路的输出电压U0大于输入电压Ui，其主要有两个原因一是储能电感LBOOST储能后具有使电压泵升的作用，二是输出电容Cout值较大可将输出电压保持住。
技术实现思路
本专利技术的目的是对Boost变换器(如图1所示)的传导性电磁干扰噪声产生和传播机理进行诊断的方法及电路，为传导性电磁干扰噪声的抑制即EMI滤波器的设计提供理论依据。 根据传播路径的不同，开关电源中的传导电磁干扰可以分为差模(DM)干扰和共模(CM)干扰。差模干扰是指电源的相线与中线所构成的回路中的干扰信号，而共模干扰是指由电源的相线或中线与地线所构成回路中的干扰。 对于连续导电模式和临界断续模式的Boost电路，某一时刻整流桥中总有一对二级管是导通的，如D1和D4，或者D2和D3同时导通，则可得D1和D4，或者D2和D3分别同时导通时差模干扰电流传播途径。据此可得到的简化差模干扰等效电路，如图2所示。就差模干扰而言，电压增益越低则说明网络对噪声源的抑制作用越大，线阻抗稳定网络LISN接收到的干扰信号也越小。由此可见，储能电感LBOOST和输入电容Cin是影响差模干扰的主要因素。 对于散热器接地的系统，开关管MOSFET的漏极(图1中d)与散热器间的寄生电容Cm以及LISN构成了共模干扰电流的通道，据此可得到的简化共模干扰等效电路，如图3所示。开关管漏极和散热器之间的寄生电容Cm是影响共模干扰的主要因素。 以上是通过主电路分析的差模噪声和共模噪声的干扰传播机理，而驱动电路产生的噪声通过寄生电容耦合到主电路，也会在主电路中形成噪声干扰。因此，MOSFET管栅极g、漏极d(见图1)之间的寄生电容和驱动电压的上升时间是影响此部分噪声的主要因素。 本专利技术Boost变换器电磁干扰机理的诊断电路，由线阻抗稳定网络LISN、差模/共模噪声分离网络和频谱仪构成；其特征是电源线通过L、N直接输入到线阻抗稳定网络LISN中，而后输入到Boost变换器及负载中，构成一整条电源回路；经过线阻抗稳定网络LISN进行噪声的提取，输入到差模/共模噪声分离网络进行噪声的分离，而后由频谱仪显示测量结果。 本专利技术Boost变换器电磁干扰机理诊断方法，其步骤如下 建立Boost变换器电磁干扰机理的诊断电路，由线阻抗稳定网络、差模/共模噪声分离网络和频谱仪构成；电源线通过L、N直接输入到线阻抗稳定网络中，而后输入到Boost变换器及负载中，构成一整条电源回路；经过线阻抗稳定网络LISN进行噪声的提取，输入到差模/共模噪声分离网络进行噪声的分离，而后由频谱仪显示测量结果； 1首先在诊断电路的线阻抗稳定网络LISN不接通电源，读取相应的频谱仪上的读数，记录频谱仪读数(此为底噪声)； 2保持Boost变换器的主电路中其他参数不变，在Boost变换器的主电路(见图1)中n2节点和n1节点之间接入不同大小的电感，从而改变储能电感LBOOST，线阻抗稳定网络LISN接通电源，通过差模/共模噪声分离网络获得差模噪声信号，记录不同储能电感LBOOST时频谱仪读数，分析随着储能电感LBOOST增大差模噪声的变化规律；若随着储能电感LBOOST增大差模噪声减小，则可以通过增加储能电感LBOOST来减小差模噪声；反之，则通过减小储能电感LBOOST来减小差模噪声； 3保持Boost变换器的主电路中其他参数不变，在Boost变换器的主电路(见图1)中n2节点和n3节点之间接入不同大小的电容，从而改变输入电容Cin，线阻抗稳定网络LISN接通电源，通过差模/共模噪声分离网络获得差模噪声信号，记录不同输入电容Cin时频谱仪读数，分析随着输入电容Cin增加差模噪声的变化规律；若随着输入电容Cin增大差模噪声减小，则可以通过增加输入电容Cin来减小差模噪声；反之，则可以通过减小输入电容Cin来减小差模噪声； 4保持Boost变换器的主电路中其他电路参数不变，在开关管漏极d和散热器之间并联不同大小的电容(因散热器接地，故图1中开关管漏极和散热器之间寄生电容相当于接在开关管漏极d和地E之间)，从而人为地改变开关管漏极和散热器之间电容Cm，线阻抗稳定网络LISN接通电源，通过差模/共模噪声分离网络获得共模噪声信号，记录不同开关管漏极和散热器间电容Cm时的频谱仪读数，分析随着开关管漏极和散热器间电容Cm增加共模噪声的变化规律；若随着开关管漏极和散热器间电容Cm增大共模噪声减小，则可以通过增加输入电容Cin来减小差模噪声； 5保持Boost变换器的主电路中其他电路参数不变，改变电力场效应晶体管MOSFET的开关频率，线阻抗稳定网络LISN接通电源，分别观察总噪声、差模噪声和共模噪声，记录不同开关频率时频谱仪读数，分析随着开关频率增加，总噪声、差模噪声和共模噪声的变化规律，根据其变化规律调整开关频率从而降低噪声； 6保持Boost变换器的主电路中其他电路参数不变，在开关管栅极g和源极s(见图1)之间并联不同大小的电容，从而人为改变驱动电压的上升时间，记录示波器上驱动电压ugs的上升时间，线阻抗稳定网络LISN接通电源，分别观察总噪声、差模噪声和共模噪声，记录不同驱动电压ugs的上升时间时频谱仪读数，分析驱动电压的上升时间增加时，总噪声、差模噪声和共模噪声的变化规律，根据其变化规律调整驱动电压ugs的上升时间从而降低噪声； 7保持Boost变换器的主电路中其他电路参数不变，在开关管栅极g和漏极d(见图1)之间并联不同大小的电容，从而人为的改变开关管栅极g和漏极d之间的寄生电容，线阻抗稳定网络LISN接通电源，分别观察总噪声、差模噪声和共模噪声，记录不同开关管栅极和漏极之间的寄生电容时频谱仪读数，分析开关管栅极g和漏极d之间的寄生电容增加时，总噪声、差模噪声和共模噪声的变化规律；根据其变化规律调整栅极g和漏极d之间的寄生电容从而降低噪声； 8保持Boost变换器的主电路中其他电路参数不变，在接不同大小的负载电阻RL，线阻抗稳定网络LISN接通电源，分别观察总噪声、差模噪声和共模噪声，记录不同负载时频谱仪读数，分析负载电阻增加时，总噪声、差模噪声和共模噪声的变化规律。 本专利技术方法及电路，可以针对各类电力电子设备噪声源进行通用电磁干扰机理的诊断，且操作简单。通过该诊断方法，可以对电磁干扰噪声产生和传播机理进行判断，进一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｂｏｏｓｔ变换器电磁干扰机理的诊断电路，由线阻抗稳定网络、差模／共模噪声分离网络和频谱仪构成；其特征是：电源线直接输入到线阻抗稳定网络中，而后输入到Ｂｏｏｓｔ变换器及负载中，构成一整条电源回路；经过线阻抗稳定网络ＬＩＳＮ进行噪声的提取，输入共模／差模噪声分离网络进行噪声的分离，而后由频谱仪显示测量结果。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳，褚家美，姜宁秋，李世锦，尹海平，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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