传导电磁干扰噪声源内阻抗及等效参数理论分析与应用研究

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近年来,随着电力电子技术的不断进步和高速通讯技术的持续发展,使得电力线上产生的传导电磁干扰问题日趋突出,严重影响电网的稳定和其他电子设备的正常运行,所以如何采取有效措施使设计的滤波器能较好地抑制传导电磁干扰噪声成为亟待解决的问题之一。为此,本文针对传导噪声源内阻抗及等效参数开展了理论分析与应用研究。  首先,依据高频电流探头建立了噪声源阻抗提取模型,分析了电流探头的高频特性和电流探头法的阻抗提取过程,并利用双标准电阻对测试系统的参数进行了推导。在此基础上,研究了基于二端口网络参数理论的内阻抗建模方法,分析了散射参数法在四种测试状态校准下的阻抗提取过程和其优缺点,对其进行了改进,研究了传输参数法的方法原理和操作步骤。  其次,针对噪声源内阻抗建立其等效结构模型,推导了其阻抗幅值和相位表达式;基于此,一方面分析了列文伯格-马夸尔特法的原理和阻抗等效参数提取过程,另一方面给出了基于遗传算法的阻抗等效参数提取原理和实现过程。以V型LISN为实际噪声源,分析了其阻抗结构和特性,并利用列文伯格-马夸尔特法和遗传算法分别进行了仿真验证,得到了LISN噪声源的阻抗信息,包括幅值和相位以及等效参数,解决了阻抗非线性提取等效参数的优化问题。  再次,搭建了传导噪声源阻抗及等效参数提取的实验平台,硬件部分主要说明了矢量网络分析仪的校准测量和电流探头阻抗提取的过程,软件部分主要说明了1 Stopt的功能和使用。针对噪声源内阻抗提取方法,分别利用简单无源元件和复杂噪声源进行了实验验证,实验结果证明了散射参数法和传输参数法的有效性;针对内阻抗等效参数提取方法,以人工电源网络作为实际噪声源,分频段验证了遗传修正列文伯格-马夸尔特法的可行性。  最后,对传导噪声源内阻抗进行了综合应用研究,给出了电磁干扰滤波器的阻抗失配设计原则和插入损耗频率特性;以两款实际医疗电子设备为研究对象,利用本文提出的方法设计,对其传导电磁干扰问题进行了分析和抑制,检测结果满足标准限值要求,进一步验证了本文理论方法的有效性和工程实用性,为今后传导电磁干扰噪声抑制的工程应用提供理论和实践依据。
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