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實例解析IGBT對EMC影響的兩大技術問題

發布時間:2014-02-12 來源:電子元件技術網論壇 責任編輯:cicy

【導讀】在電子元件技術網論壇中,網友碰到兩道棘手的技術問題,曾經查找很多技術資料都無法解決,故網友將自己的疑惑分享在論壇中。此問題均是跟EMC有關,是網友在工作中碰到的實際問題。如今小編將問題陳列出來,望廣大EMC高手幫忙解答!

問題如下:關于IGBT對EMC影響的兩個問題,如圖所示IGBT在關斷的瞬間,Vce電壓上升所形成的du/dt對IGBT與散熱器之間的寄生電容充放電,根據公式I=C*du/dt所形成的共模噪聲電流從散熱器導入地然后回流至電源端LISN上的50Ω電阻,接收機取50歐姆兩端壓降測試傳導騷擾電壓,然后回流至電源線經整流器,然后過母線回流至干擾源IGBT。

實例解析IGBT對EMC影響的兩大技術問題

實例解析IGBT對EMC影響的兩大技術問題

問題一:根據上述變頻器共模噪聲電流回流路徑,如果IGBT在導通瞬間,Vce電壓為下降沿為-du/dt,那么此時的共模噪聲電流環路方向是否和上述相反,那么在此瞬間接收機測得的傳導騷擾電壓與正向環流有何不同。

問題二:在IGBT導通瞬間,集電極電流Ic為上升沿,那么di/dt,如何形成接收機測得的傳導騷擾電壓呢?還想了解一下是不是di/dt直接轉化為以其上升時間決定頻帶寬度的騷擾電流,還有就是這個騷擾電流的幅值大小由什么決定?

圖示是理論示意圖,針對于逆變器IGBT開通時的集電極電流只能通過雙脈沖來測,是會存在尖峰之后的震蕩,不確定是電路特性本身造成的震蕩還是電流探頭引起的震蕩。但IGBT關斷時由于外圍電路的分布參數引起Vce電壓上升沿存在尖峰和震蕩是確定的。

以下整理了部分網友的回答內容,給大家做參考,如果您還有其他的答案,可以在本文評論中跟大家探討探討!

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網友一:CE測試是以頻率為橫坐標,所以這個問題要到頻域來考慮。不管是上升沿還是下降沿,如果相同斜率,轉換到頻域后相同頻點的幅值是一樣的。傳導測量讀取的50ohm上面的電壓,這由流經50ohm上的電流決定,同樣基于單個頻點分析,集電極i的變化曲線取傅立葉變換到頻域,每個頻點有對應的電流,i變化,頻域電流變化,流經50ohm上的電流變化,讀取的電壓就會變化。

di/dt反應的是電流的變化速率,在時域波形上表現就是斜率,對于時域上i的曲線,如果轉化為頻域,di/dt越大,則在頻域上高頻分量越大。在這里集電極電流就是騷擾電流,當集電極電流產生變化時,也就會有di/dt, 這時會有高頻分量通過寄生電容到散熱片。騷擾電流的幅值大小與di/dt有關,假設i在頻點f0的分量幅值大小為A0,在頻點f0,騷擾電流流經散熱片路徑的電流與電路中的阻抗和散熱片路徑的阻抗有關,就是電路中的分流,哪個路徑阻抗低,A0就會更多分配到那個路徑。

IGBT外圍電路本身的寄生電感和電容造成的震蕩現象,所以實測的電流信號為理想電流信號和尖峰震蕩信號的疊加,這個尖峰震蕩信號是主要的騷擾源,從信號系統角度來看,這個信號滿足穩定條件。

網友二:問題一:根據上述變頻器共模噪聲電流回流路徑,如果IGBT在導通瞬間,Vce電壓為下降沿為-du/dt,那么此時的共模噪聲電流環路方向是否和上述相反,那么在此瞬間接收機測得的傳導騷擾電壓與正向環流有何不同。----在瞬態時應該是反向的,但是接收機測量的是絕對值,所以無所謂正負和方向。一般騷擾信號都是高頻信號,不會去分析電壓和電流方向,只分析路徑。

問題二:在IGBT導通瞬間,集電極電流Ic為上升沿,那么di/dt,如何形成接收機測得的傳導騷擾電壓呢?-----最簡單的來說是di/dt的諧波分量在BUS上形成高頻紋波,這個紋波就是差模騷擾。這個紋波電壓耦合到LISN,被接收機測量。

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