燃料電池車用大功率DC/DC變換器電磁兼容

　　● 減小干擾源的電磁干擾強(qiáng)度

　　大功率DC/DC變換器產(chǎn)生電磁干擾的主要原因是電壓和電流的急劇變化，因而需要盡可能地降低電路中電壓和電流的變化率(du/dt和di/dt)。最常用的方法就是增加吸收電路[3]，吸收電路能夠抑制電磁干擾，其基本原理就是開關(guān)管關(guān)斷時(shí)為其提供旁路，吸收積蓄在寄生分布參數(shù)中的能量，從而抑制干擾的發(fā)生。軟開關(guān)柔性換流技術(shù)是近年來研究的熱點(diǎn)[4]，在FCEV用大功率DC/DC變換器中，采用無源諧振軟開關(guān)柔性換流技術(shù)，可以大大降低開關(guān)過程中的du/dt和di/dt，不僅減小了開關(guān)損耗，而且還大大降低了電磁干擾。另外通過優(yōu)化功率開關(guān)管IGBT驅(qū)動(dòng)參數(shù)，合理選擇功率開關(guān)管IGBT的驅(qū)動(dòng)電壓和柵極驅(qū)動(dòng)電阻，也可以降低大功率DC/DC變換器電磁干擾。

　　● 切斷電磁干擾傳輸途徑

　　FCEV用大功率DC/DC變換器產(chǎn)生的電磁干擾以傳導(dǎo)干擾為主。目前最常用的方法就是在DC/DC變換器輸入和輸出端加裝濾波電容器。如圖3，為了減小FCEV用大功率DC/DC變換器對(duì)CAN通訊的干擾，在變換器輸入輸出端加適量的接地電容，CAN通訊波形得到有效改善。

　　在FCEV用大功率DC/DC變換器中，輸出電壓或電流紋波是電源的重要指標(biāo)。圖4在大功率DC/DC變換器的輸出端連接CLC濾波器后，變換器輸出電壓波形平穩(wěn)，開關(guān)噪音減小，濾波效果十分明顯。

　　此外，在FCEV用大功率DC /DC變換器中開關(guān)管IGBT以十幾千赫的頻率開通和關(guān)斷,電路中可能產(chǎn)生高次諧波電流，影響燃料電池的輸出電壓。因此DC/DC變換器輸入和輸出端通常并聯(lián)電容(電解電容與無感電容并聯(lián))。無感電容可以濾除線路中由于諧振而產(chǎn)生的高頻輻射干擾，而電解電容用來穩(wěn)定燃料電池輸出電壓及降低輻射強(qiáng)度，同時(shí)減小DC/DC變換器輸出電壓紋波[5,6]。

● 敏感元器件合理布局

　　FCEV用大功率DC/DC變換器中包含很多敏感元器件(比如電流霍爾傳感器)，這些敏感元器件對(duì)電磁干擾非常敏感。在FCEV用大功率DC/DC變換器主電路實(shí)際布局中，通常將敏感元器件布局在離功率開關(guān)管IGBT、續(xù)流二極管和高頻變壓器盡量遠(yuǎn)的地方、同時(shí)將信號(hào)線絞合并縮短布線距離，這樣可以大大降低電流信號(hào)的噪音，提高系統(tǒng)的控制性能。同時(shí)，在FCEV用大功率DC/DC變換器布線方面，也要盡量將敏感信號(hào)線路遠(yuǎn)離功率開關(guān)管IGBT、續(xù)流二極管和高頻變壓器等強(qiáng)干擾源。同時(shí)，不能與高壓交流信號(hào)和高頻脈沖信號(hào)放置在一起，應(yīng)保證適當(dāng)?shù)木嚯x。

　　● 屏蔽和信號(hào)接地設(shè)計(jì)

　　在燃料電池電動(dòng)汽車中，大功率DC /DC變換器和其他控制電路、電機(jī)控制器等設(shè)備安置在一起，相互之間要輻射電磁能量，通常采用外殼屏蔽和縫隙屏蔽結(jié)合的屏蔽方式來抑制輻射干擾[7]。此外，信號(hào)接地[8]也可以消除外界或其他設(shè)備對(duì)FCEV用大功率DC/DC變換器的干擾，其關(guān)鍵是選擇恰當(dāng)?shù)碾娐饭矃⒖键c(diǎn)以及接地線路的合理布局。

　　大功率DC/DC變換器控制電路板抗干擾設(shè)計(jì)

　　控制電路是大功率DC/DC變換器很重要的組成部分之一，良好的電路板設(shè)計(jì)可以大大提高電路板的抗干擾性。