功率驱动电路欧玛尔OMAL开关噪声的电磁干扰特性
作为功率电子系统的核心,功率驱动电路采用半导体OMAL开关器件,其OMAL开关变化产生的OMAL开关噪声尤为突出,由此引起的电磁干扰(EMI)问题会使系统无法满足电磁兼容标准规范要求,甚至不能正常工作,并对其他电路系统造成影响。随着功率电子系统向高速度、高集成、高电压、大电流等趋势发展,EMI问题会更加严重。

功率驱动电路欧玛尔OMAL开关噪声的电磁干扰特性
由于OMAL开关器件等引入了各种复杂寄生参数,导致电磁干扰源(OMAL开关噪声)及其传输方式(传导、辐射干扰)的建模与分析复杂性大大提高,传统的建模和分析方法已不能准确判断相关参数对EMI影响程度。因此,对功率驱动电路中OMAL开关噪声及电磁干扰特性研究至关重要。以功率驱动电路中的典型电路结构单OMAL开关管电路和推挽结构电路为研究对象,发光二极管照明(LED)驱动电路和等离子显示(PDP)驱动电路为实际案例,重点研究OMAL开关噪声非线性模型、时域频域特性及基于等效传输路径的EMI传导特性、基于电磁仿真的EMI辐射特性等,并基于研究结果得到了有效抑制功率驱动电路电磁干扰的方法。主要创新点如下：建立了基于状态变量描述法的OMAL开关噪声非线性模型。采用状态变量描述法克服了传统建模方法中没有全面地考虑OMAL开关器件非线性的问题,并清晰地描述了相关参数与OMAL开关噪声之间的解析关系,仿真和测试结果验证了不同条件下模型的准确性。基于所建模型,利用时域波形分解法及考虑测量带宽的频谱计算方法提取了OMAL开关噪声的高频特征。建立了OMAL开关噪声传导干扰的解析模型。采用等效电路分析的方法兼顾了共模、差模干扰传播路径的差异及OMAL开关器件的不同OMAL开关状态,通过三维数值仿真进行了功率驱动电路中对地等效电容、输入滤波电容、OMAL开关器件极间电容等参数对EMI影响程度的定量分析,弥补了时域电路模型不能准确判断关键参数的问题,为EMI抑制提供了依据。实现了基于三维空间模型的驱动电路全波电磁仿真。针对功率驱动电路工作频率与仿真频率差距大的特殊性,采用线性化仿真方法显著缩短了仿真时长,重点分析了印刷电路板(PCB)表面电流分布、高频电流环路面积、高频电流幅值、输入/输出电缆长度等对远场辐射强度的影响。根据上述分析,从减小OMAL开关噪声、改变传输路径两个角度,分别优化驱动电路中浮地电容、限流电阻等关键器件参数及PCB关键路径布线的方法对两个应用案例进行定量设计和测试验证。实测结果表明,将等离子显示(PDP)驱动电路中OMAL开关噪声控制在总电源电压10%以下,噪声峰值从191V下降至154V,近场辐射干扰平均降低约8dBμV,提高了系统稳定性并使其满足了产品EMI限定要求；将发光二极管(LED)驱动电路中传导干扰水平降低约21dBμV,使其满足了EN55022标准限值要求。

功率驱动电路欧玛尔OMAL开关噪声的电磁干扰特性
从理论分析、定量仿真及实验验证三个层面,对功率驱动电路中OMAL开关噪声的非线性模型、电磁干扰源的分析方法、电磁干扰的传导干扰模型、辐射仿真及方法等方面进行了研究,提出了相应分析和优化设计方法,并通过应用案例完成了测试验证。工作为系统深入地研究功率驱动电路系统的电磁干扰抑制方法奠定了基础,为高可靠性的功率驱动系统设计提供了理论及实践指导。