1. 研究目的与意义（文献综述）
研究背景：高频开关电源由于其在体积、重量、功率密度、效率等方面的诸多优点,已经被广泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域。然而,随着开关电源类数字电路的普及和发展,电气电子设备辐射和泄漏的电磁波严重干扰了其他电气电子设备的正常工作,成为一种无形的污染。随着电力电子技术的发展，电磁兼容性问题受到了越来越多的关注，电磁兼容这门新兴的学科正在迅速的发展。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。国际电工委员会eic标准体系有以下几种标准基础标准[1]:(1)基础标准，它是制定产品、产品类和通用标准基础,基础标准描述环境特性、电磁现象、规定实验方法,众多电子设备都存在电磁兼容的问题,其中电力电子设备的电磁兼容问题尤为突出；（2）通用标准,对于没有产品类标准和产品标准的产品制定了通用标准,是对在给定环境中使用的所有产品的最低emc要求；（3）产品类标准,它是指采用相同标准的一组类似的产品产品标准产品类标准针对特定类型；（4）产品emc的标准,考虑了与该产品有关的特殊要求。高频开关电源是严重的电磁干扰源，它们引起的传导干扰和电磁辐射问题越来越严重，而电源 emi 滤波器是抑制这类传导干扰的极为有效的器件[2]。
就emi而言,虽然电力电子装置的开关频率远低于通信系统的信号频率,但是它的工作电压、工作电流和处理的功率都更高。电力电子装置的主功率开关器件在开关过程中产生非常高的电流和电压变化率,它们通过电路中寄生电感和寄生电容产生强烈的瞬态噪声。因此,主电路开关器件和相关的电路产生的电磁噪声成为电力电子装置中的主要电磁干扰源,并主要以传导和近场干扰源的形式出现。当然一些高频、高功率电源,诸如高频感应加热电源和等离子体电源等,也会产生强烈的辐射电磁干扰。而且,所有电力电子装置也会导致严重的emi噪声和市电谐波电流注入到电网中,这就不仅污染了电网,也会影响连接到同一电网中的其它电气电子设备的正常工作。从某种意义上来说,与通信设备比较,电力电子装置产生的emi问题可能会更严重[3]。
国内外研究现状：国外对滤波器设计研究较多,所以发表的文章比较多。fu-yuan shih在1996年提出了一种设计方法[4],该方法引入了衰减曲线,然后根据衰减曲线来确定转角频率,根据转角频率的大小来设计滤波器的方法,该文章在emi滤波器设计领域是一篇比较重要的文章,在1996年以后发表的很多滤波器设计的文章都对该文章进行了引用。sheng ye在2004年基于前人的基础上提出了一种新的设计方法[5],在这篇文章中并没有用阻抗分析仪对阻抗进行测量,而是通过对电路拓扑图进行计算结合简单的实际测量,通过确定最大可能干扰源阻抗和最小干扰源阻抗来设计滤波器。文章的最后对比了不考虑干扰源阻抗情况下设计出来的emi滤波器的性能,从实验结果上来看,考虑干扰源阻抗对滤波器的性能提高有一定帮助。除了滤波器结构对滤波器工作性能有影响以外,滤波器元件的寄生参数对滤波器性能也有一定影响,所以有一些研究将重心放在这个方向。shou wang做了一些相关研究[6],分析了高频时元件的寄生参数对emi滤波器的影响。在分析这些参数的时候,作者把emi滤波器分成了差模与共模部分分别讨论。理论分析完以后,作者又提出了3种减低这种寄生参数的方法,并且做了一个样品,通过样品的测试说明了这3种方法对滤波器的高频特性有较大改善。mohit kumar在2006年介绍了一种在时域测量情况下设计emi滤波器的方法[7]。其实这种方法就是把时域信号采集到仪器里面,然后通过计算机的计算来得到噪声频谱,设计本质还是需要知道噪声的频谱等信息,不过提出了一种较新的设计思路。
国内对emi滤波器设计的文章还是比较多,不过相对外国的文章来说,详细分析滤波器特性的比较少。国内主要在滤波器的高频性能研究和利用有源滤波器改善滤波器频率特性两方面成果较多。清华大学的d.h.liu在2002年发表了一篇文章[8]对emi滤波器的高频特性进行了分析,通过仿真与实际测量两种方式取得emi滤波器的高频参数,并且对两种情况下获得的参数进行了对比。西南交通大学的钟晓清在2006年对超低频的噪声进行了分析,并设计相应的有源滤波器对低频噪声信号进行滤波[9]。
2. 研究的基本内容与方案
主要内容与方法：（1）了解功率变流器中电磁干扰噪声的耦合方式，掌握干扰源阻抗对噪声发射水平及EMI滤波器特性的影响机理；（2）建立共模噪声阻抗及差模噪声阻抗模型；（3）基于Matlab仿真，研究噪声源阻抗对EMI滤波器性能的影响机理，并提出有效的滤波器设计方法。
3. 研究计划与安排
3月2日~3月20日：明确毕设内容及任务，查阅相关资料，完成开题报告；
3月21日~4月3日：了解功率变流器中电磁干扰噪声的耦合方式，掌握干扰源阻抗对噪声发射水平及emi滤波器特性的影响机理，完成阶段性报告；
4月4日~4月24日：建立共模噪声阻抗及差模噪声阻抗模型，学习matlab建模仿真方法，完成阶段性报告；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]陈飞.适用于电力自动化设备的emi滤波器研究和设计[d]. 东南大学， 2006
[2]卞荣.某型开关电源emi滤波器的优化设计及研究[d].武汉理工大学，2014
[3]钱照明，陈恒林.电力电子装置电磁兼容研究最新进展[j].电工技术学报，2007
[4]fu-yuan shih,dan y.chen.a procedure for designing emi filters for ac line applications[j].proc. of the ieee,1996,11(1):170-181.
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