耦合通道的系统函数

       传导干扰的耦合通道是电阻、电容和电感所组成的多端口网络，严格来说，是一个非线性的变拓扑的网络。在研究开关电源的电磁干扰时，不少情况下可以将其近似为一个线性系统，对现存的电源可以通过测试得到耦合通道的系统函数。在实测了AC/DC Boost开关电源（被测电源主电路及测试电路见图1）的噪声后，选择了功率MOSFET（V）两端的电压和输出二极管（D）的电流作为干扰源，对电网的干扰则是上述两个干扰源通过耦合通道在电源相线和中线上的两个LISN的50Ω电阻上产生的响应ulisn1与ulisn2（见图1）。干扰源和ulisn1、ulisn2之间的关系用图2中的框图表示，用公式来描述时则如式（14－1）所示。

　　图1 AC/DC Bocet开关电源作电路及其干扰发射测试电路

　　图2 开关电源中描述电磁干扰传播通道的系统函数模型

　　图3给出了耦合通道的幅频响应|H1(f)|。

　　图3 耦合通道的幅频响应|H1(f)|

　　AC/DC Boost开关电源对电网的干扰ulisn1、ulisn2实际上是功率MOSFET（V）两端的电压uv和输出二极管D的电流iD共同作用的结果。根据下列公式可以求出开关电源对电网干扰的共模电压：

　　可知，对电网干扰电压是由犭D和u y的共同作用产生的。分析表明，此开关电源的MOSFET管上的电压跳变产生的共模电压分量［H1（f）+H3（f）］uv比输出二极管的电流跳变产生的共模电压分量［H1（f）+H3（f）］iD（见图4）要大近20 dB。因此，共模干扰主要是开关元件的电压跳变产生的。但是，“电流跳变不产生共模干扰”的说法是不够准确的。根据式（14－2）还可以知道，在低压大电流的电源中，电压跳变是共模电压干扰的主要来源的这一命题也是值得进一步研究的。

　　图4  对电网共模干扰电压的贡献

　　由上述可知，在频率不是十分高的情况下，开关电源的干扰源、耦合通道和受扰体实质上构成了一个多输入、多输出的电网络，而将其分解为共模和差模来研究只是上述复杂网络的一种处理方法。这种处理在有些场合用起来比较方便，如共模滤波器的设计等。虽然有的学者研究了如何测定电力电子装置干扰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构成的一直未见有系统的报道，共模干扰是由dot ／d彦产生的说法也未必是正确的。在电力电子装置中，元件对地的杂散电容是共模干扰电流的通道的重要一部分，但对地的杂散电容就未必不是差模通道组成的一部分（见图1），有的文献提出的共模干扰和差模干扰的相互转换就暗含着这一点。因此用系统函数的方法来描述电力电子装置的干扰耦合通道更基本一些。研究耦合通道的系统函数与各元件构成的关系，建立耦合通道的电路模型之后，许多系统分析的成果如灵敏度的分析、模态的分析等，都可以用来研究电力电子装置的EMI的调试和预测，这些也是要进一步研究的。

　　AC/DC Boost开关电源对电网的干扰ulisn1、ulisn2实际上是功率MOSFET（V）两端的电压uv和输出二极管D的电流iD共同作用的结果。根据下列公式可以求出开关电源对电网干扰的共模电压：

　　可知，对电网干扰电压是由犭D和u y的共同作用产生的。分析表明，此开关电源的MOSFET管上的电压跳变产生的共模电压分量［H1（f）＋H3（f）］uv比输出二极管的电流跳变产生的共模电压分量［H1（f）＋H3（f）］iD（见图4）要大近20 dB。因此，共模干扰主要是开关元件的电压跳变产生的。但是，“电流跳变不产生共模干扰”的说法是不够准确的。根据式（14－2）还可以知道，在低压大电流的电源中，电压跳变是共模电压干扰的主要来源的这一命题也是值得进一步研究的。

　　图4  对电网共模干扰电压的贡献

　　由上述可知，在频率不是十分高的情况下，开关电源的干扰源、耦合通道和受扰体实质上构成了一个多输入、多输出的电网络，而将其分解为共模和差模来研究只是上述复杂网络的一种处理方法。这种处理在有些场合用起来比较方便，如共模滤波器的设计等。虽然有的学者研究了如何测定电力电子装置干扰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构成的一直未见有系统的报道，共模干扰是由dot ／d彦产生的说法也未必是正确的。在电力电子装置中，元件对地的杂散电容是共模干扰电流的通道的重要一部分，但对地的杂散电容就未必不是差模通道组成的一部分（见图1），有的文献提出的共模干扰和差模干扰的相互转换就暗含着这一点。因此用系统函数的方法来描述电力电子装置的干扰耦合通道更基本一些。研究耦合通道的系统函数与各元件构成的关系，建立耦合通道的电路模型之后，许多系统分析的成果如灵敏度的分析、模态的分析等，都可以用来研究电力电子装置的EMI的调试和预测，这些也是要进一步研究的。