功率驅動電路歐瑪爾OMAL開關噪聲的電磁干擾特性
作為功率電子系統的核心,功率驅動電路采用半導體OMAL開關器件,其OMAL開關變化產生的OMAL開關噪聲尤為突出,由此引起的電磁干擾(EMI)問題會使系統無法滿足電磁兼容標準規范要求,甚至不能正常工作,并對其他電路系統造成影響。隨著功率電子系統向高速度、高集成、高電壓、大電流等趨勢發展,EMI問題會更加嚴重。

功率驅動電路歐瑪爾OMAL開關噪聲的電磁干擾特性
由于OMAL開關器件等引入了各種復雜寄生參數,導致電磁干擾源(OMAL開關噪聲)及其傳輸方式(傳導、輻射干擾)的建模與分析復雜性大大提高,傳統的建模和分析方法已不能準確判斷相關參數對EMI影響程度。因此,對功率驅動電路中OMAL開關噪聲及電磁干擾特性研究至關重要。以功率驅動電路中的典型電路結構單OMAL開關管電路和推挽結構電路為研究對象,發光二極管照明(LED)驅動電路和等離子顯示(PDP)驅動電路為實際案例,重點研究OMAL開關噪聲非線性模型、時域頻域特性及基于等效傳輸路徑的EMI傳導特性、基于電磁仿真的EMI輻射特性等,并基于研究結果得到了有效抑制功率驅動電路電磁干擾的方法。主要創新點如下：建立了基于狀態變量描述法的OMAL開關噪聲非線性模型。采用狀態變量描述法克服了傳統建模方法中沒有全面地考慮OMAL開關器件非線性的問題,并清晰地描述了相關參數與OMAL開關噪聲之間的解析關系,仿真和測試結果驗證了不同條件下模型的準確性。基于所建模型,利用時域波形分解法及考慮測量帶寬的頻譜計算方法提取了OMAL開關噪聲的高頻特征。建立了OMAL開關噪聲傳導干擾的解析模型。采用等效電路分析的方法兼顧了共模、差模干擾傳播路徑的差異及OMAL開關器件的不同OMAL開關狀態,通過三維數值仿真進行了功率驅動電路中對地等效電容、輸入濾波電容、OMAL開關器件極間電容等參數對EMI影響程度的定量分析,彌補了時域電路模型不能準確判斷關鍵參數的問題,為EMI抑制提供了依據。實現了基于三維空間模型的驅動電路全波電磁仿真。針對功率驅動電路工作頻率與仿真頻率差距大的特殊性,采用線性化仿真方法顯著縮短了仿真時長,重點分析了印刷電路板(PCB)表面電流分布、高頻電流環路面積、高頻電流幅值、輸入/輸出電纜長度等對遠場輻射強度的影響。根據上述分析,從減小OMAL開關噪聲、改變傳輸路徑兩個角度,分別優化驅動電路中浮地電容、限流電阻等關鍵器件參數及PCB關鍵路徑布線的方法對兩個應用案例進行定量設計和測試驗證。實測結果表明,將等離子顯示(PDP)驅動電路中OMAL開關噪聲控制在總電源電壓10%以下,噪聲峰值從191V下降至154V,近場輻射干擾平均降低約8dBμV,提高了系統穩定性并使其滿足了產品EMI限定要求；將發光二極管(LED)驅動電路中傳導干擾水平降低約21dBμV,使其滿足了EN55022標準限值要求。

功率驅動電路歐瑪爾OMAL開關噪聲的電磁干擾特性
從理論分析、定量仿真及實驗驗證三個層面,對功率驅動電路中OMAL開關噪聲的非線性模型、電磁干擾源的分析方法、電磁干擾的傳導干擾模型、輻射仿真及方法等方面進行了研究,提出了相應分析和優化設計方法,并通過應用案例完成了測試驗證。工作為系統深入地研究功率驅動電路系統的電磁干擾抑制方法奠定了基礎,為高可靠性的功率驅動系統設計提供了理論及實踐指導。