Buck变换器共模电磁干扰仿真研究：矩形波、梯形波与尖峰分析

"Buck变换器共模传导电磁干扰源的仿真分析，主要探讨了Buck变换器在高频操作下产生的共模电磁干扰问题。通过对Buck变换器的共模传导电磁干扰进行时域和频域的仿真研究，作者姚明、章勇高和万小伟建立了一个用于仿真系统共模EMI的模型。他们分析了矩形波、梯形波以及含电压尖峰的梯形波三种干扰源等效模型对Buck变换器共模电流的影响。" 在电力电子领域，Buck变换器因其高效能和广泛应用而备受关注。然而，随着开关频率的提高，电磁干扰（EMI）问题变得日益突出。EMI不仅影响设备的性能，也可能导致系统的不稳定。为了有效地解决这一问题，理解和预测变换器产生的EMI至关重要。 在EMI预测中，干扰源是关键因素。传统的预测方法常常将干扰源简化为矩形波或梯形波，但这种简化在高频段可能会导致预测误差，因为实际开关器件在开关过程中会产生电压尖峰，形成非线性振荡。因此，本文采用了更接近实际情况的干扰源等效模型，包括矩形波、梯形波和含电压尖峰的梯形波，对Buck变换器的共模电流进行了仿真分析。 Buck变换器的共模电流是由于开关器件集电极、发射极与散热器间的寄生电容在高频电压变化下产生的。这些电流通过散热器和阻抗稳定网络返回直流侧，形成共模电磁干扰。仿真结果显示，不同干扰源模型对共模电流的时域波形和频谱分布有不同的影响，这对理解EMI传播路径和设计有效的抑制策略具有指导意义。 文章中，作者们详细分析了Buck变换器的共模等效电路，展示了如何从主电路中导出共模电流的产生机制。他们指出，开关器件的高频动作和寄生电容的充放电是共模电流形成的关键因素。通过对比不同等效模型下的仿真结果，可以更准确地评估和预测Buck变换器在实际运行中的EMI特性。 总结而言，这篇论文深入探讨了Buck变换器共模传导电磁干扰的源头及其仿真分析方法，为电磁兼容设计提供了理论基础和实践指导，对于改善电力电子设备的EMI性能具有重要意义。