电动汽车准Z源逆变系统的电磁干扰与抑制研究

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近年来,环境问题逐渐受到人们的关注,燃料消耗和环境问题的矛盾日益加剧。新能源汽车作为一种无需消耗燃油的节能汽车,成为了人们关注的焦点,发展趋势良好。新能源电动汽车产生的污染少而且有良好的应用前景,但也有随之而来的缺点,所以现今电动汽车的应用也受到了一定的限制。电动汽车由于其中应用了大量的电力电子器件,所以随之而来的EMC(Electromagnetic Compatibility,电磁兼容性)问题相对传统的燃油汽车更为复杂且严重,其中逆变系统能产生严重的EMI(Electromagnetic Interference,电磁干扰),影响汽车的安全行驶。EMI问题是影响电动汽车上市的重要方面。本文为了研究电动汽车的EMI问题,以电动汽车准Z源逆变系统为研究对象,对其产生的传导EMI、辐射EMI进行研究,主要研究内容有:首先,分析电动汽车准Z源逆变系统的组成结构以及控制原理,着重分析EMI产生的机理以及共模EMI、差模EMI的传播路径,对传导干扰电压进行推导,简述辐射干扰的产生。介绍了准Z源逆变系统的传导电磁干扰路径中模型的建立,干扰测量方法的说明,最后搭建仿真模型,并作出相应的干扰电压、电流分析,通过改变寄生参数的数值,分析相对应的干扰变化,更直观的了解系统产生的电磁干扰。其次,分析系统产生EMI的抑制原理以及方法,文章采用的是一种体积小、效率高的EMI滤波器进行传导EMI的抑制,设计了一种共模电压反向补偿的抑制方法,然后对干扰电压检测电路及补偿电路分别进行设计分析,以及参数的计算,最后在软件中搭建电路,仿真验证抑制方法的可行性。经分析可知,该抑制方法能够有效改良电动汽车的电磁环境,说明了该抑制方法有效。最后,对电动汽车准Z源逆变系统的辐射干扰进行了原理分析,将准Z源逆变器作为辐射干扰源,在仿真软件Ansoft HFSS中建立干扰模型,分析逆变系统所产生的辐射干扰,包括对逆变系统本身以及系统外部环境的辐射干扰,对电动汽车的EMI问题有了更加清晰的了解。
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