高压放电系统传导电磁干扰建模及滤波抑制方法研究

作     者：王杰 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜平安

授予年度：2020年

学科分类：11[军事学] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080902[工学-电路与系统] 08[工学] 110503[军事学-军事通信学] 0810[工学-信息与通信工程] 1105[军事学-军队指挥学] 1104[军事学-战术学] 082601[工学-武器系统与运用工程] 081105[工学-导航、制导与控制] 0826[工学-兵器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：传导电磁干扰 SPICE模型 电磁干扰抑制 频率特性 滤波 

摘      要：电子设备的不断进步及广泛应用使得空间人为造成的电磁能量持续增长,大量电磁噪声以电磁场形式在空间传播,电磁环境日益复杂。为保证电子设备能在复杂电磁环境中正常运行,必须提高设备自身的抗电磁干扰水平,也就是发展和完善电磁干扰抑制技术。本文以实际工程中的高压放电系统为研究对象,对高压放电系统传导电磁干扰的建模及其滤波抑制方法进行了研究,主要内容如下:(1)高压放电系统仿真模型的建立及电磁干扰的分析与确定。首先对系统的部件组成以及工作原理进行了介绍。接着结合电磁兼容三要素,分析并确定了系统电磁干扰的产生机理。然后根据系统结构特点与工作原理,结合各仿真软件的算法特点与适用范围,选取了CST作为本研究中的仿真软件,并对系统的场线路耦合仿真模型进行了建立。最后启动场线路协同仿真耦合计算,得出了系统中的辐射及传导EMI,确认了地线串扰传导EMI是该系统中的主要电磁干扰,并分析了地线串扰对电路产生干扰的影响作用机理,同时结合系统工作中的实际情况,选取了电源转换电路作为系统仿真中的受扰电路进行研究。(2)二极管SPICE模型建立方法研究及受扰电路的搭建、仿真与分析。对二极管SPICE模型的建立方法进行了研究,对SPICE仿真器及SPICE模型进行了详细分析,研究了建立二极管SPICE模型所需要的模型参数,然后以型号为2CZ106的快恢复整流二极管为例,详细说明了二极管SPICE模型的建立方法及步骤,并建立得出了2CZ106的SPICE模型,将其应用到了受扰电路的搭建中,完成了受扰电路的搭建,最后对受扰电路在电磁干扰影响下的工作状态进行了仿真分析。(3)传导电磁干扰滤波抑制方法研究。提出了一种基于电容频率特性的传导电磁干扰滤波方法。介绍了电容频率特性,分析了电容在滤波电路中的工作原理。最后将电容的频率特性与滤波原理相结合,提出了一种准确的滤波方法:即首先对所提取的串扰信号实施傅里叶变换,获取该串扰信号的能量分布频谱图;然后根据该图对干扰信号的能量分布进行分析,找到主要频率点;最后通过电容阻抗计算公式,推导计算出最佳滤波电容值。仿真结果表明,该方法具有较好的滤波效果,干扰信号得到有效抑制。