耦合通道的系統(tǒng)函數(shù)

傳導(dǎo)干擾的耦合通道是電阻、電容和電感所組成的多端口網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)格來說，是一個非線性的變拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)。在研究開關(guān)電源的電磁干擾時，不少情況下可以將其近似為一個線性系統(tǒng)，對現(xiàn)存的電源可以通過測試得到耦合通道的系統(tǒng)函數(shù)。在實測了AC/DC Boost開關(guān)電源（被測電源主電路及測試電路見圖1）的噪聲后，選擇了功率MOSFET（V）兩端的電壓和輸出二極管（D）的電流作為干擾源，對電網(wǎng)的干擾則是上述兩個干擾源通過耦合通道在電源相線和中線上的兩個LISN的50Ω電阻上產(chǎn)生的響應(yīng)ulisn1與ulisn2（見圖1）。干擾源和ulisn1、ulisn2之間的關(guān)系用圖2中的框圖表示，用公式來描述時則如式（14－1）所示。

　　圖1 AC/DC Bocet開關(guān)電源作電路及其干擾發(fā)射測試電路

　　圖2 開關(guān)電源中描述電磁干擾傳播通道的系統(tǒng)函數(shù)模型

　　圖3給出了耦合通道的幅頻響應(yīng)|H1(f)|。

　　圖3 耦合通道的幅頻響應(yīng)|H1(f)|

　　AC/DC Boost開關(guān)電源對電網(wǎng)的干擾ulisn1、ulisn2實際上是功率MOSFET（V）兩端的電壓uv和輸出二極管D的電流iD共同作用的結(jié)果。根據(jù)下列公式可以求出開關(guān)電源對電網(wǎng)干擾的共模電壓：

　　可知，對電網(wǎng)干擾電壓是由犭D和u y的共同作用產(chǎn)生的。分析表明，此開關(guān)電源的MOSFET管上的電壓跳變產(chǎn)生的共模電壓分量［H1（f）+H3（f）］uv比輸出二極管的電流跳變產(chǎn)生的共模電壓分量［H1（f）+H3（f）］iD（見圖4）要大近20 dB。因此，共模干擾主要是開關(guān)元件的電壓跳變產(chǎn)生的。但是，“電流跳變不產(chǎn)生共模干擾”的說法是不夠準(zhǔn)確的。根據(jù)式（14－2）還可以知道，在低壓大電流的電源中，電壓跳變是共模電壓干擾的主要來源的這一命題也是值得進(jìn)一步研究的。

　　圖4 對電網(wǎng)共模干擾電壓的貢獻(xiàn)

　　由上述可知，在頻率不是十分高的情況下，開關(guān)電源的干擾源、耦合通道和受擾體實質(zhì)上構(gòu)成了一個多輸入、多輸出的電網(wǎng)絡(luò)，而將其分解為共模和差模來研究只是上述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一種處理方法。這種處理在有些場合用起來比較方便，如共模濾波器的設(shè)計等。雖然有的學(xué)者研究了如何測定電力電子裝置干擾的共模分量和差模分量，但共模通道和差模通道是由哪些元件構(gòu)成的一直未見有系統(tǒng)的報道，共模干擾是由dot ／d彥產(chǎn)生的說法也未必是正確的。在電力電子裝置中，元件對地的雜散電容是共模干擾電流的通道的重要一部分，但對地的雜散電容就未必不是差模通道組成的一部分（見圖1），有的文獻(xiàn)提出的共模干擾和差模干擾的相互轉(zhuǎn)換就暗含著這一點(diǎn)。因此用系統(tǒng)函數(shù)的方法來描述電力電子裝置的干擾耦合通道更基本一些。研究耦合通道的系統(tǒng)函數(shù)與各元件構(gòu)成的關(guān)系，建立耦合通道的電路模型之后，許多系統(tǒng)分析的成果如靈敏度的分析、模態(tài)的分析等，都可以用來研究電力電子裝置的EMI的調(diào)試和預(yù)測，這些也是要進(jìn)一步研究的。

　　AC/DC Boost開關(guān)電源對電網(wǎng)的干擾ulisn1、ulisn2實際上是功率MOSFET（V）兩端的電壓uv和輸出二極管D的電流iD共同作用的結(jié)果。根據(jù)下列公式可以求出開關(guān)電源對電網(wǎng)干擾的共模電壓：

　　可知，對電網(wǎng)干擾電壓是由犭D和u y的共同作用產(chǎn)生的。分析表明，此開關(guān)電源的MOSFET管上的電壓跳變產(chǎn)生的共模電壓分量［H1（f）＋H3（f）］uv比輸出二極管的電流跳變產(chǎn)生的共模電壓分量［H1（f）＋H3（f）］iD（見圖4）要大近20 dB。因此，共模干擾主要是開關(guān)元件的電壓跳變產(chǎn)生的。但是，“電流跳變不產(chǎn)生共模干擾”的說法是不夠準(zhǔn)確的。根據(jù)式（14－2）還可以知道，在低壓大電流的電源中，電壓跳變是共模電壓干擾的主要來源的這一命題也是值得進(jìn)一步研究的。

　　圖4 對電網(wǎng)共模干擾電壓的貢獻(xiàn)

　　由上述可知，在頻率不是十分高的情況下，開關(guān)電源的干擾源、耦合通道和受擾體實質(zhì)上構(gòu)成了一個多輸入、多輸出的電網(wǎng)絡(luò)，而將其分解為共模和差模來研究只是上述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一種處理方法。這種處理在有些場合用起來比較方便，如共模濾波器的設(shè)計等。雖然有的學(xué)者研究了如何測定電力電子裝置干擾的共模分量和差模分量，但共模通道和差模通道是由哪些元件構(gòu)成的一直未見有系統(tǒng)的報道，共模干擾是由dot ／d彥產(chǎn)生的說法也未必是正確的。在電力電子裝置中，元件對地的雜散電容是共模干擾電流的通道的重要一部分，但對地的雜散電容就未必不是差模通道組成的一部分（見圖1），有的文獻(xiàn)提出的共模干擾和差模干擾的相互轉(zhuǎn)換就暗含著這一點(diǎn)。因此用系統(tǒng)函數(shù)的方法來描述電力電子裝置的干擾耦合通道更基本一些。研究耦合通道的系統(tǒng)函數(shù)與各元件構(gòu)成的關(guān)系，建立耦合通道的電路模型之后，許多系統(tǒng)分析的成果如靈敏度的分析、模態(tài)的分析等，都可以用來研究電力電子裝置的EMI的調(diào)試和預(yù)測，這些也是要進(jìn)一步研究的。