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实例解析IGBT对EMC影响的两大技术问题

以下问题均是跟EMC有关,是网友在工作中碰到的实际问题。如今小编将问题陈列出来,望广大EMC高手帮忙解答!

问题如下:关于IGBTEMC影响的两个问题,如图所示IGBT在关断的瞬间,Vce电压上升所形成的du/dt对IGBT与散热器之间的寄生电容充放电,根据公式I=C*du/dt所形成的共模噪声电流从散热器导入地然后回流至电源端LISN上的50Ω电阻,接收机取50欧姆两端压降测试传导骚扰电压,然后回流至电源线经整流器,然后过母线回流至干扰源IGBT。

实例解析IGBT对EMC影响的两大技术问题

实例解析IGBT对EMC影响的两大技术问题

问题一:根据上述变频器共模噪声电流回流路径,如果IGBT在导通瞬间,Vce电压为下降沿为-du/dt,那么此时的共模噪声电流环路方向是否和上述相反,那么在此瞬间接收机测得的传导骚扰电压与正向环流有何不同。

问题二:在IGBT导通瞬间,集电极电流Ic为上升沿,那么di/dt,如何形成接收机测得的传导骚扰电压呢?还想了解一下是不是di/dt直接转化为以其上升时间决定频带宽度的骚扰电流,还有就是这个骚扰电流的幅值大小由什么决定?

图示是理论示意图,针对于逆变器IGBT开通时的集电极电流只能通过双脉冲来测,是会存在尖峰之后的震荡,不确定是电路特性本身造成的震荡还是电流探头引起的震荡。但IGBT关断时由于外围电路的分布参数引起Vce电压上升沿存在尖峰和震荡是确定的。

以下整理了部分网友的回答内容,给大家做参考,如果您还有其他的答案,可以在本文评论中跟大家探讨探讨!

网友一:CE测试是以频率为横坐标,所以这个问题要到频域来考虑。不管是上升沿还是下降沿,如果相同斜率,转换到频域后相同频点的幅值是一样的。传导测量读取的50ohm上面的电压,这由流经50ohm上的电流决定,同样基于单个频点分析,集电极i的变化曲线取傅立叶变换到频域,每个频点有对应的电流,i变化,频域电流变化,流经50ohm上的电流变化,读取的电压就会变化。

di/dt反应的是电流的变化速率,在时域波形上表现就是斜率,对于时域上i的曲线,如果转化为频域,di/dt越大,则在频域上高频分量越大。在这里集电极电流就是骚扰电流,当集电极电流产生变化时,也就会有di/dt, 这时会有高频分量通过寄生电容到散热片。骚扰电流的幅值大小与di/dt有关,假设i在频点f0的分量幅值大小为A0,在频点f0,骚扰电流流经散热片路径的电流与电路中的阻抗和散热片路径的阻抗有关,就是电路中的分流,哪个路径阻抗低,A0就会更多分配到那个路径。

IGBT外围电路本身的寄生电感和电容造成的震荡现象,所以实测的电流信号为理想电流信号和尖峰震荡信号的叠加,这个尖峰震荡信号是主要的骚扰源,从信号系统角度来看,这个信号满足稳定条件。

网友二:问题一:根据上述变频器共模噪声电流回流路径,如果IGBT在导通瞬间,Vce电压为下降沿为-du/dt,那么此时的共模噪声电流环路方向是否和上述相反,那么在此瞬间接收机测得的传导骚扰电压与正向环流有何不同。----在瞬态时应该是反向的,但是接收机测量的是绝对值,所以无所谓正负和方向。一般骚扰信号都是高频信号,不会去分析电压和电流方向,只分析路径。

问题二:在IGBT导通瞬间,集电极电流Ic为上升沿,那么di/dt,如何形成接收机测得的传导骚扰电压呢?-----最简单的来说是di/dt的谐波分量在BUS上形成高频纹波,这个纹波就是差模骚扰。这个纹波电压耦合到LISN,被接收机测量。

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