新能源逆变系统直流侧EMI噪声分析与抑制策略

本文主要探讨了新能源逆变系统直流侧电磁干扰噪声的机理及其抑制策略。首先，作者指出随着可再生能源的发展和电力电子技术的应用，新能源逆变系统中的电磁兼容性问题日益突出。交流侧EMI噪声的研究已经取得一定成果，但直流侧的噪声问题相对较少关注，因为其噪声生成机理与交流侧不同。 文章首先构建了一个新能源电能变换系统的电磁兼容平台，其中包括新能源模块、DC/DC升压系统、直流电磁干扰噪声检测网络（DC_LISN）、DC/AC逆变系统、噪声分离网络和频谱仪等关键组件。传导EMI噪声由火线-地线和中线-地线间的高频噪声电流引发，具体分为共模噪声（UCM）和差模噪声（UDM）。 在共模噪声方面，逆变器的高频化操作和电路中产生的大du/dt和di/dt会导致共模电流的增加。直流侧的共模干扰主要源于开关频率较高的逆变器内部电路和外部电源的相互作用。而对于差模噪声，逆变器的开关行为也会引起火线和中线之间的电压波动，形成差模电流。 为了深入研究，文章详细分析了直流EMI滤波器的设计原理，强调了高频寄生参数（如滤波器的电感和电容）对DC_LISN性能参数如阻抗、隔离度和插入损耗的影响。作者利用MATLAB进行了仿真分析，揭示了这些参数变化对噪声抑制效果的实际影响。 接着，作者选取一个风能逆变系统作为实验对象，对其直流侧的噪声特性进行了实测，并针对性地设计了直流EMI滤波器。实验结果显示，所提出的滤波器设计方法有效降低了直流侧的电磁干扰噪声，验证了该方法在实际应用中的有效性。 本文填补了直流侧电磁干扰噪声研究的空白，不仅深入剖析了其机理，还提供了直流EMI滤波器设计和测量技术的实用指导，对于提升新能源逆变系统的电磁兼容性具有重要意义。