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基于S参数的DAB变换器传导电磁干扰的建模及抑制
| 论文题名： | 基于S参数的DAB变换器传导电磁干扰的建模及抑制 |
| 关键词： | 电动汽车;双有源桥式变换器;传导电磁干扰;寄生参数;工作模态 |
| 摘要： | 双有源桥式（dual active bridge,DAB）变换器已经成为电动汽车中广泛应用的一种隔离型DC-DC变换器，虽然它具备能量双向流动以及输入输出电气隔离等优点，但是大量的开关器件和复杂的电路结构也带来了强烈的电磁干扰（electromagnetic interference,EMI）问题，因此对DAB变换器传导电磁干扰机理的研究具有重要意义。 本文基于S参数提取了开关器件的寄生参数，并由此搭建了DAB变换器时域仿真模型，然后建立了预测共模传导EMI的二端口等效行为模型，分别在时域仿真模型及硬件平台上得到了验证，最后基于该模型提出了一种EMI滤波器设计方法，主要研究内容分为三部分。 （1）针对开关器件中的寄生元件影响变换器EMI的问题，提出了一种基于S参数提取其参数值并建立参数模型研究传导EMI的方法。首先，介绍了端口网络参数，通过单端口S参数求取了二阶RLC串联电路的参数值；其次，利用二端口S参数提取了MOSFET的寄生参数值，并通过ADS仿真和实验得到了验证；再次，将该方法推广到半桥电路的参数提取应用上并设计了流程步骤，在基于MOSFET的半桥电路及大功率IGBT模块上验证了其准确性；最后，基于上述提取结果建立了MOSFET的参数模型，搭建了DAB变换器时域仿真模型研究共模传导EMI。 （2）针对DAB变换器结构复杂从而导致传导电磁干扰分析困难的问题，基于S参数建立了一种二端口等效行为模型来预测共模传导EMI。首先，推导了变换器的工作模态并详细介绍了其工作原理；其次，给出了二端口等效行为模型的定义并进行了阐述，分别针对仿真和实验设计了建模流程方案；最后，通过SABER?进行电路时域仿真并验证了仿真建模流程，搭建了DAB变换器硬件平台对实验建模流程进行了验证。 （3）针对DAB变换器的共模传导EMI超标问题，基于等效行为模型设计了滤波器抑制干扰。首先，由模型预测的电磁干扰噪声计算出变换器的衰减需求；其次，基于滤波器的理想衰减幅度确定截止频率以及滤波器元件参数值；最后，通过时域仿真模型以及硬件平台对滤波器衰减效果进行了分析，验证了该抑制方法的有效性。 |
| 作者： | 钟荣强 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 陈勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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