基于开关电源的传导抗扰度测试方法

复杂的电磁环境中,电力电子装置在运行时产生的电磁干扰问题越来越严重,从而对系统本身提出了更为严格的要求,其中传导电磁抗扰度的定量预测和有效抑制问题成为一个技术难题。本文面向电力电子设备的电磁抗扰度问题,做了一次尝试,以开关电源(型号为NET-50B)为例,在空载和带电阻负载两种情况下,对其进行传导抗扰度试验,通过耦合/去耦网络将干扰电压(140 d BμV)注入开关电源,测试不同频率下其输出端电压稳定情况,并利用频谱分析仪对测试过程中产生的辐射场进行了监测。通过测试,得到了该型号开关电源的电磁抗扰度情况,验证了该测试方法的有效性,对电力电子设备传导电磁抗扰度的预测分析具有重要意义。     

屏蔽层对电缆寄生参数的影响分析

电缆作为连接各种电子设备必不可少的元件,是电磁兼容设计的重点问题之一,大部分电磁干扰敏感问题、电磁干扰发射问题、信号串扰问题都是电缆产生的。针对电缆是否应用屏蔽层的电磁干扰问题进行对比分析,通过运用Q3D软件对电缆的寄生参数进行提取并得到其场分布图,建立电缆的等效电路模型,使用6500B阻抗分析仪对于屏蔽电缆和非屏蔽电缆的寄生参数进行测量验证,分析了屏蔽电缆的接地原因。研究结果表明:屏蔽电缆的寄生参数有所增加,但是其对辐射干扰有明显的抑制作用。     

一种PWM整流器IGBT开路故障诊断方法

以三相电压型PWM整流器为研究对象,研究了在主回路IGBT开关管发生开路故障后整流器的故障特征,通过比较正常和故障工作方式下门极信号和交流侧线电压的变化情况,建立故障特征向量,由此提出了依靠检测门极信号和交流侧线电压在功率器件发生开路故障后的变化作为诊断策略的方法,经仿真验证,该方法能准确地诊断和定位出发生故障的功率开关器件,并对于单管故障和多管同时故障的检测都有显著的效果。     

基于非对称规则采样策略的变换器传导干扰预测

提出了非对称规则采样策略下的变换器差模和共模干扰源预测模型,使用频域计算的方法推导了2种干扰源的频谱;总结了差模、共模干扰在变换器开关频率及其倍数频率附近的分布规律,从而对比研究了不同调制比下2种干扰的变化关系,得到了相应的变化规律。在此基础上,利用Saber软件对一个三相整流器系统的传导干扰进行了时域仿真和频域验证,仿真试验验证了理论预测的正确性。该方法可有效推广到逆变器干扰源的分析预测中。     

基于集总参数法的IGBT模块温度预测模型

从IGBT模块的内部结构和故障机理分析,得到影响IGBT模块可靠性的主要因素是温度的结论,而IGBT模块各层的温度是很难用实验的方法测取的。为了解决这一问题,在分析IGBT模块内部导热机理的基础上,利用瞬时非稳态导热的集总参数法建立热网络模型,并给出热损耗值、等效热阻、等效热容的提取方法。通过与制造商提供的IGBT模块结温实验数据、实测的底板温度和有限元模型相比较,热网络模型温度预测误差小于5%。     

基于结温补偿的IGBT模块键合线失效监测方法

针对目前绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结温估测存在误差的问题,利用通态压降作为结温估计的函数,考虑IGBT模块内部互连材料等效电阻的影响,对估计结温进行补偿,通过实验验证补偿后的温度更接进芯片的真实温度。在此方法的基础上,模拟IGBT模块老化的进程,确定键合线失效阈值,并建立键合线失效基准面。实验结果表明健康的IGBT功率模块和故障模块在三维曲面上具有很好的区分度,验证了运用该方法监测模块内部键合线失效情况的可行性。     

PWM整流器参数的多目标分层优化策略

针对变流器的参数整定问题,提出将单位功率因数、总谐波失真及绝缘栅双极型晶体管损耗等指标综合考虑的多目标优化策略,将系统参数分为3层,在满足上层条件的情况下确定下层参数的变化范围,其中对第二层参数运用评价函数法进行遗传算法优化,使各目标协调收敛并得出最优解,其所得结果与所选权重系数有关.最后通过实验验证了该方法的实用性.     

IGBT功率模块键合线故障下的温度特性研究

针对IGBT功率模块不断承受温度变化和功率循环后导致的键合线脱落(典型故障之一),基于红外探测法和热电阻接触测温法,研究了IGBT模块键合线故障下从芯片到底板的稳态热阻抗、芯片温场分布和温度变化。研究表明:键合线脱落不会影响IGBT模块从芯片到底板的稳态热阻抗值;键合线脱落后,芯片表面温场分布不均且芯片中心温度变化率增大。这些温度变化特性均可作为诊断键合线故障的重要依据。     

三相PWM整流器最小滞环宽度研究

在实际三相整流器实验中,一般用采样频率来限制开关频率,设定滞环来减少谐波含量.滞环宽度过小不但会增大开关频率,而且会因谐波的不平衡性使网侧功率因数减小.分析了滞环宽度影响网侧谐波的原因.并在综合考虑三相电流的情况下,提出采样频率固定时计算最小滞环宽度的方法.最终通过仿真和实验验证了该方法的正确性,可以在最小滞环宽度下提高谐波电流的平衡性,使系统功率因数达到最佳值.