王景源[1]2017年在《高功率CO_2激光器电学关键技术研究》文中提出随着CO_2激光器相关技术的逐渐成熟,其功率也得到不断提高,已经在激光推进、激光清洗和激光加工等领域得到广泛应用。高功率CO_2激光器的核心工作过程是储能放电腔内高压电容器组的反复充放电,激光器的电学系统主要包括激光器储能放电电路、高压电容充电电源、火花开关脉冲触发系统和激光器电控系统。本文依托某工程项目高功率TEA CO_2激光器系统,重点针对激光器电源传导干扰抑制技术、高频高压变压器设计技术、激光器电控系统工作模式和结构布局设计技术叁项关键技术展开研究。在激光器电源的功率开关逆变电路中,高压功率开关器件(如IGBT等)工作时会产生其开关频率及其高次谐波频率的高频干扰电流,经过供电线路的传输,对激光器系统中其他组件造成影响。本文分析了高功率CO_2激光器开关电源中,共模传导噪声和差模传导噪声的形成原因;使用Saber电路仿真软件,建立了电源整流滤波电路、功率开关变换电路、线路阻抗稳定网络的电路模型,对电源的传导干扰电压进行仿真预测;使用FCC公司F-16电流探头测量电源供电线路的传导发射干扰,分析传导发射电流的频域特性;完成电源EMI滤波器元件参数设计和优化。高频高压脉冲变压器是激光器电源中的重要器件之一。本文通过能量关系,求解变压器漏感和绕组电容,并分析了高频变压器的磁芯损耗和绕组损耗;建立脉冲变压器的高频等效模型;完成高频高压变压器磁芯和绕组的设计,并运用有限元仿真软件对变压器初级绕组匝数、初级绕组形式、绝缘材料、绕组尺寸等参数进行优化;制作心式脉冲变压器样机,用于高压开关电源试验,满足电源应用要求。激光器电控系统主要完成配电控制、模拟信号采集、气压调节、镜片调节、串口通信等功能。激光器放电过程中,电控系统易受强辐射干扰的影响而不能稳定工作。本文将激光器电控系统分为强电和弱电两部分完成设计,加入接地金属板保证有效隔离,并依据激光器工作流程,确定电控系统控制逻辑;从场线耦合、线间串扰和孔缝耦合叁个方面,分析了电控系统中电磁干扰的耦合情况,并分别提出抑制方法;采用电场、磁场探头测量激光器近场辐射干扰,并分别对电控系统的线缆和屏蔽方舱进行电磁兼容优化设计研究。
梁鸿雁[2]2005年在《EMI滤波器平面磁集成结构的研究》文中提出本文针对目前电子设备向“小、薄、轻”方向的发展趋势,又根据市 场上分立的.EMI(Electromagnetic Interference)电源滤波器由于其自身所 带有的寄生参数和布线的寄生参数所引发的一些高频问题,提出了 EMI 电源滤波器的平面磁集成结构。通过引入平面磁集成 LC 结构,利用平面 磁集成技术来提高 EMI 电源滤波器的高频性能。本文主要通过对电源传导 EMI 的传播途径的介绍,即差模和共模噪声传播路径的介绍,引入 EMI 电 源滤波器在开关电源中的应用。通过分析不同的寄生参数对于 EMI 电源滤 波器高频性能的影响,提出了 EMI 电源滤波器的平面磁集成结构。并对于 提高磁集成 EMI 电源滤波器高频性能的叁个方面进行了研究:1)减小等 效的并联寄生电容(Equivalent Parallel Capacitance—EPC);2)减小等效 的串联寄生电感(Equivalent Series Inductance—ESL);3)提高其自身的高 频损耗。通过分析和仿真验证了这叁方面对于提高系统结构的有效性。最 后提出了 EMI 电源滤波器设计结构参数及模型,并对所设计的结构进行了 仿真验证。
尹成[3]2007年在《9KHz-1GHz频段高插损电源滤波器的研制》文中指出在现代电子设备上,开关电源以其高效、小型和轻便得到越来越广泛的应用。但随着产品系统的复杂化和高集成化,开关电源噪声大、电磁干扰严重的缺点也越来越受到关注。如今,相关电磁兼容标准特别是军标、保密标准对产品的电磁兼容性要求越来越严格,因此,解决开关电源的电磁干扰对保证系统稳定工作和通过产品认证具有重要的作用。设计电源滤波器是解决开关电源传导干扰的有效手段。本文主要针对某低辐射保密机设计制作电源滤波器,按照保密标准的传导发射限值要求和设备的传导发射情况,所设计的滤波器应能在9KHz-1GHz全频段内提供80dB的共模插入损耗。为实现如此宽频带内高插损的滤波要求,本文采用分频段多级滤波级联的思想,分别从电路结构、滤波参数、磁芯材料、屏蔽和接地方面分别进行了考虑。低频段KHz处我选用超微晶铁氧体磁芯制作大电感来满足滤波要求;中间较宽的MHz频段则选用双级锰锌铁氧体磁芯滤波电路级联,实现稳定的滤波性能;为弥补锰锌铁氧体随频率升高磁导率下降特性,增加一级镍锌铁氧体磁芯滤波电路,重点滤除百MHz频段的干扰。考虑到集总元器件受分布参数的影响高频滤波性能下降特性,我将滤波器设计成隔离腔体的形式,并在腔体连接处安装穿心电容。穿心电容良好的高频性能能很好地实现几百MHz甚至上GHz的滤波,隔离腔体则能很好地屏蔽高频噪声的空间耦合。上述措施的实施,加上滤波器良好的接地性能和突出螺孔设计,保证了电源滤波器在宽频带内的高插入损耗。本文按照标准测量滤波器插入损耗的方法,结合实验室的测量条件搭建了滤波器测量实验平台,分别用频谱仪法和矢量网络分析仪法测量了滤波器的性能。测量结果表明,滤波器能够很好地满足设计要求。本文还介绍了电源滤波器设计的设计流程、设计方法、器件选择考虑和具体的设计步骤,并重点对影响滤波性能的阻抗变化因素和分布参数因素进行了分析和仿真。这些设计方法和仿真分析对电源滤波器的设计和制作起到了建议和指导性作用。
刘南[4]2006年在《一种差、共模集成EMI滤波器及其平面化研究》文中认为由于分立的EMI滤波器具有高频寄生参数,严重影响了滤波器性能,因此本文提出了一种新型的差、共模集成EMI滤波器。通过示波器观察得出该新型滤波器具有很高的衰减特性。同时针对目前电子设备“短、小、轻、薄”的发展趋势,对EMI滤波器建立平面集成结构。由于传统的传输线理论的缺陷,本文又提出了一种新的理论,即广义传输线结构,在此理论基础上对差模滤波器和差、共模集成EMI滤波器建立平面的电磁模型。为了满足设计的参数范围和得到高衰减,采用了多个L-C单元的连接和多导体L-C单元,并用软件对设计的结构进行了仿真验证。
杨栓平[5]2007年在《电力电子装置传导干扰抑制技术研究》文中研究表明本文主要研究的是电力电子装置的传导干扰抑制技术,以减少传导干扰对电子设备自身、电源系统和其他电子设备的影响。电力电子装置的传导干扰分为谐波干扰和高频传导干扰,采用谐波抑制措施来减小谐波干扰,采用电源滤波器抑制高频干扰,提高电子设备的工作性能,这在军事、航空领域中具有及其深远的意义。论文在第二章给出了谐波畸变率和功率因数的定义,分析了谐波和功率因数之间的关系:在非线性负载中,谐波抑制是提高功率因数的一个方面措施,功率因数校正电路也具有谐波抑制功能;第叁章,分析了典型单相、叁相桥式整流电路以及负载波动时的谐波和功率因数,得出了影响产生谐波的电路参数,并对谐波源类型分类;第四章,对谐波抑制两大技术—功率因数校正和谐波补偿技术进行研究。功率因数校正分为无源功率因数校正和有源功率因数校正,谐波补偿技术也包括无源滤波技术和有源滤波技术,由于有源技术相对于无源技术的优点,本文重点分析了有源功率因数校正电路和有源滤波器的电路形式与工作原理。通过对功率因数校正和谐波补偿技术的进行分析,提出了利用功率校正技术研制谐波抑制模块的思路,寻求出了在电磁兼容领域解决谐波问题的思路;第五章,在电力电子电路中,采用功率因数校正和谐波补偿抑制电路抑制低频谐波的同时,会引入大量的功率器件。由于功率半导体开关的快速通断过程中产生前后沿很陡的脉冲,引起瞬变电压和电流,通过电源线路、寄生参数和杂散的电磁场耦合,而引发了严重的电磁干扰(EMI)。EMI电源滤波器是抑制电磁干扰的最为有效的手段,所以本章对EMI电源滤波器进行研究和设计,首先介绍了EMI电源滤波器的工作原理,分析了影响其性能的主要因素,介绍了电源滤波器的设计方法。文中还对电磁兼容领域多年来难于解决的400Hz中频电源高性能滤波器的升降压问题进行了分析,通过仿真和实验研究,提出了设计方法,最后设计并制作了滤波器,验证了其抑制传导干扰的效果。
王丽[6]2007年在《EMI电源滤波器的设计和研究》文中研究指明随着开关电源类产品的日益增多,电磁兼容设计成为开关电源开发过程中至关重要的一个环节,相应的电磁兼容标准也成为开关电源类产品必须满足的性能指标。高频开关电源是严重的电磁干扰源,很多情况下需对其安装EMI电源滤波器。传统的滤波器设计方法计算繁琐、设计过程复杂、研发时间长。为了提高滤波器性能和缩短开发时间,本文针对DC-DC开关电源介绍了一种简单且效果良好的滤波器设计方法。本文在阐述开关电源电磁干扰基本特点的基础上,提出了电源传导加固技术。文中阐述了EMI电源滤波器的基本原理、拓扑结构、设计原则和滤波器件的高频特性,分析了网络理论及其在EMI电源滤波器设计中的应用。本文以某一航空产品中的DC-DC开关电源项目为依托,设计EMI电源滤波器。通过了解开关电源需要满足的电磁兼容标准,测试分析其电磁干扰信号特点,提出滤波器性能指标。利用网络理论设计分析滤波电路,通过编程实现对滤波电路参数的设计。建立滤波器插入损耗仿真模型,编写仿真程序,对设计结果进行分析,最后通过实际测试,验证设计方法的正确性。同时,在EMI电源滤波器设计的基础上,对滤波器进行了拓展功能的电路设计,主要针对开关动作所引起的浪涌电压。通过讨论应用于EMI电源滤波器中的软磁铁氧体材料的特性,提出了铁氧体磁芯的选择原则和应用方法,同时讨论了主要滤波器件的选择和设计。深入研究EMI电源滤波器在工程设计中的关键技术及滤波器封装技术,并提出封装过程测试方法及工程应用时安装使用应注意的主要问题。
刘欣[7]2007年在《电机系统EMI无源滤波器的研究与实现》文中研究说明电磁干扰严重的影响了电机系统的可靠运行,需要采取措施解决这个问题,其中利用无源滤波器抑制电机电磁干扰是最有效的方法之一。电机系统EMI无源滤波器由电源滤波器和输出侧滤波器组成。设计电源滤波器时,将干扰噪声分离为共模和差模分量是首先需要解决的问题,也是设计的难点。本文利用由叁个精密电阻组成的差模抑制网络分离得到共模频谱,再通过已知参量之间的关系,计算出差模频谱。这种软硬结合的共模、差模分离方法具有成本低、性能高的特点。根据分离的结果,以及GB4343.1-2003的规定,分别设计电源滤波器的共模部分和差模部分。为了解决电源滤波器固有的阻抗失配问题,本文利用S参数,根据实际系统的源阻抗和负载阻抗,通过计算可以获得其在任何工作条件下的插入损耗。设计输出侧滤波器时,利用电机耦合参数共模等效电路,衰减轴电压使其小于润滑油膜的击穿电压,抑制轴承电流的产生。该输出侧滤波器结合了电机绕组电感和内部耦合电容,减小了其体积和成本;同时将电机端的共模电流通过反馈环节,加入滤波器的输入端,这种方法提高了其衰减轴电压的性能。无源器件的寄生参数以及它们之间的耦合是影响滤波器高频性能的主要原因,需要采取措施改进。本文建立一种新型的PCB平面绕组结构,利用其反向的耦合电感达到衰减电容寄生参数的目的。针对无源器件之间的耦合效应,利用网络分析的方法测量耦合参数,并根据测试结果,改变线圈结构,屏蔽电容,提高了滤波器的高频特性。试验结果的对比,证实了对滤波器采取措施之后,其高频特性大大改进,能够满足标准的规定,也进一步的证实了所采取的措施是有效的。根据上述电机系统EMI无源滤波器的设计原则,设计方法以及系统的改进措施,能够设计出适用于电机系统,有效抑制电磁干扰不利影响的EMI无源滤波器。
陈捷[8]2008年在《传导干扰测试整改系统的研究》文中提出随着电子产品及与电力电子器件有关的变换装置的广泛应用,使得传导干扰成为一种公害,不仅严重干扰邻近其他电子设备的正常工作,而且还威胁着人类的健康与安全。传导干扰分为两大类型:差模干扰和共模干扰。电磁兼容标准测试中只是简单地进行综合传导干扰的测量,而没有任何方法将这两类干扰进行区分。而实际情况是,所有被测物体都同时存在这两种干扰,只是经常是其中的一类干扰起着主导作用而已。如果用户能够了解是哪一类干扰起作用,以及它的干扰量级,那么对于定位产生干扰的原因,确定解决干扰的方法,选择正确合理的电源滤波器等都起到很好的作用。研究证明,由电子装置产生的传导干扰可以通过EMI电源滤波器降低到电磁兼容标准要求的范围内,EMI电源滤波器是使电子设备满足电磁兼容标准行之有效的器件。EMI滤波器是有效抑制电力电子装置电磁干扰对外传导发射的基本方法,但是EMI滤波器的实际效能不仅取决于其自身有关参数,还同电网的射频阻抗、电力电子装置内干扰源大小及电磁干扰的射频传输阻抗有关。工程师在实际使用EMI滤波器的过程中,会遇到种种十分棘手的问题,如果选用市面现有的EMI滤波器,其插入损耗性能大都在50Ω条件下测量的,未必能满足用户在具体过程中所遇到的实际问题。准确地描述电力电子装置对电网的传导干扰特性对于量化把握装置电磁干扰特点和采取有效的EMI抑制措施有着重要意义,有利于促进电力电子装置电磁兼容设计。我针对目前传导干扰测试及滤波器设计中存在的各种问题,分析和设计了一套传导干扰测试整改系统,对传导干扰信号进行科学的理论分析,并据此设计了传导干扰的分离网络,并且考虑到了测量本身的误差特性,设计了硬件网络的修正软件,并且开发了滤波器的自动化设计软件对传导干扰信号的滤除提供指导作用。
朱敬敬[9]2014年在《LED显示系统的视频信息泄漏研究》文中提出近年来,随着信息技术和计算机技术的不断发展,LED大屏幕因其优良的显示性能而得到了广泛关注,已被应用于越来越多的场合。但此系统高速的工作频率,脉冲大电流驱动,数量极大的导线、接插件和高频开关电源,外壳因显示而无法完全屏蔽等诸多因素,都使得LED大屏幕显示系统的电磁辐射相当严重,不可避免地存在视频信息泄漏的风险。对LED大屏幕显示系统的视频信息进行电磁泄漏检测与防护技术研究,是我们所面临的新课题。本文以基于FPGA控制和以太网传输的LED显示系统为研究对象,在了解其组成结构与工作原理的基础上,根据研究的方向性与必要性对整个系统进行了模块划分,并对各模块潜在的视频信息泄漏源进行了初步定位。之后,对LED视频源、LED发送/接收系统以及LED扫描驱动系统叁个模块的功能特性、工作原理、信号处理过程及线缆传输方式等展开了细致的理论研究,建立信号模型并仿真得到直观的时、频域特征。最后结合各潜在泄漏部位的实际测试结果,验证了建模方法的正确性,也分析判断出各关键电路是否存在视频信息泄漏问题,得到相关结论。电磁能量的传输方式有辐射性耦合和传导性耦合两种。前述的分析及结论都为该系统的电磁泄漏抑制方法研究提供了理论基础。对于主机、控制器、LED屏体等设备存在的辐射性耦合,可采用基于完善的屏蔽技术的工程加固方案。包括设备的电源线、USB控制线和各模块间不同的视频传输线缆在内,线上的传导耦合对信息泄漏的判断有很大影响,也可能作为新的辐射源再次对信息安全构成威胁。抑制传导干扰最为有效的手段则是EMI滤波器。文章对EMI滤波器的传输网络、关键参数及设计方法进行了分析与探讨,最终设计并制作了EMI电源滤波器,通过仿真与测试对其性能做出综合评估,论证了此抑制器件的可行性与有效性,具有很好的工程应用价值。
田锦, 马军虎, 邱扬[10]2016年在《基于高频等效模型的平面集成电源滤波器仿真》文中进行了进一步梳理建立了平面集成EMI电源滤波器的高频等效电路模型。通过分析其高频特性,对滤波器高频耦合参数进行了简化。同时为了改善平面集成EMI滤波器的高频性能,提出了在两平面电感绕组层之间嵌入一层接地导电层以减小等效并联电容(EPC),并应用PSpice仿真软件对其进行了验证。
参考文献：
[1]. 高功率CO_2激光器电学关键技术研究[D]. 王景源. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所. 2017
[2]. EMI滤波器平面磁集成结构的研究[D]. 梁鸿雁. 辽宁工程技术大学. 2005
[3]. 9KHz-1GHz频段高插损电源滤波器的研制[D]. 尹成. 北京交通大学. 2007
[4]. 一种差、共模集成EMI滤波器及其平面化研究[D]. 刘南. 辽宁工程技术大学. 2006
[5]. 电力电子装置传导干扰抑制技术研究[D]. 杨栓平. 西安电子科技大学. 2007
[6]. EMI电源滤波器的设计和研究[D]. 王丽. 北京交通大学. 2007
[7]. 电机系统EMI无源滤波器的研究与实现[D]. 刘欣. 哈尔滨工业大学. 2007
[8]. 传导干扰测试整改系统的研究[D]. 陈捷. 北京邮电大学. 2008
[9]. LED显示系统的视频信息泄漏研究[D]. 朱敬敬. 西安电子科技大学. 2014
[10]. 基于高频等效模型的平面集成电源滤波器仿真[J]. 田锦, 马军虎, 邱扬. 安全与电磁兼容. 2016
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