摘要：基于混合动力汽车DC/AC逆变器的研究基础，提出了大量混合动力汽车DC/AC逆变器的共模干扰问题，系统的分析了共模干扰的产生机 理，同时结合目前共模干扰的抑制方法，提出了改进滤波电路的方法来抑制系统的共模干扰，并搭建仿真电路进行验证，结果表明：采用改 进可以有效地减小系统的共模电压；改进滤波电路的方法在抑制系统共模干扰上有着更优越的性能。
关键词：共模干扰，混合动力汽车，滤波器，逆变器
1.绪论
在混合动力汽车中拥有很多的电子器件，因而在汽车正常工作是会产生严重的电磁干扰，当逆变器的功率器件快速动作时，系统的共模电压 通过系统对地的寄生电容，在混合动力汽车DC/AC逆变器系统中将会产生高频的共模电流，对系统线路造成严重的危害。因此必须对共模干扰 采取有效的措施加以抑制。
为了降低共模干扰所造成的危害，提出采用改进滤波电路的方法，无须改变主电路拓扑，仿真表明，该方法能有效地降低系统的共模电压、 共模电流，从而降低共模干扰的危害。
2.滤波器的特性分析
滤波器能允许有用信号的频率分量通过，同时阻止其他干扰频率分量通过。描述EMI 滤波器的主要参数是插入损耗，而滤波器性能的优劣也 主要由插入损耗决定，滤波器插入损耗 IL 表达式为：
式中， 为插入损耗； 为信号源通过滤波器在负载阻抗上所产生的电压（V）； 为不接滤波器时信号源在同一负载阻抗上所产生的电压（V） 。
传统的RLC滤波器是一种常用的二阶低通滤波器，RLC滤波器能较好地抑制输出的差模干扰，但对共模干扰抑制不佳。
因此，本文采用了一种改进的RLC二阶低通滤波器，它是在传统RLC 滤波器基础上的一种优化滤波器，拓扑结构如图1。这种改进的滤波器结 构，具有很多优点，在每次开关瞬间都能够对称地降低逆变器输出侧的电磁干扰，并且能够同时减小电机端的共模和差模干扰。而且，该滤 波器尺寸、损耗较小，成本低。
图1.改进的二阶低通滤波器
当滤波器中的负载阻抗远大于电感阻抗值时，滤波网络传递函数近似为：
3.EMI滤波器的参数计算
①截止频率
为了有效消除高频电磁干扰的影响，需要选择合适的截止频率以抑制高频分量。EMI滤波器的截止频率应根据EMC的设计要求进行确定。对于 干扰源，要求将干扰电平降到规定的范围，因此本文提出的低通滤波器其截止频率 可按下式确定：
4.仿真结果分析
为了验证本文提出的滤波器的抑制效果，在电机正常工作时对加入滤波器前后的逆变器输出端共模电压进行了仿真对比。从图2中可以看出黑 色曲线为未加入滤波器时电机端的共模电压，在每次开关器件的开通关断瞬间都产生明显振荡现象，使得电压峰值达到100V左右，而红色曲 线为加入滤波器的波形，电压峰值最大不超过80V，峰值相比下降了约20%。
从图3的幅频特性图中可以看出，在100kHz以下频段几乎无衰减，而在传导频段150k Hz~30MHz滤波器对共模电压的高频分量具有良好的抑制 作用，同时对高频分量的抑制也能够减小共模电压波形的幅值。
图2加入滤波器前后的共模电压
图3加入滤波器前后的共模电压
5.结束语
首先系统地分析了滤波器的性能和及其特点，功率开关器件高的开关器件频率及dv/dt较小的上升时间是造成共模干扰的根本原因，然后提 出了改进滤波电路抑制共模干扰的方法。最后通过分析，及与传统的滤波电路比较，表明本文提出的改进滤波电路可以降低共模电压并验证 了该方法在抑制共模干扰上的有效性和正确性。
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基金项目：混合动力汽车DC/AC逆变器的EMI分析与抑制（YCX1763）
论文作者:焦方桐
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/24
标签：滤波器论文; 干扰论文; 逆变器论文; 电压论文; 抑制论文; 电路论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第10期论文;