文献【３】据此建立了电容器的传输线模型。
辐射电磁干扰建模。文献【４】提出了一种开关 电源近场干扰的建模思路，首先建立开关电源传 输线模型，通过电路仿真软件获得干扰电流和干 扰电压，之后再用电偶极子和磁偶极子模拟ＰＣＢ 导线，根据磁偶极子中流过的干扰电流或电偶极
子上的干扰电压计算开关电源的近场干扰。文献 【５】根据偶极子预测了开关电源的远场干扰。文献 【６】利用Ａｎｓｏｆｔ Ｍａｘｗｅｌｌ软件计算了电感器周嗣场 的分布特性，据此可合理安排控制电路的位置。 ２．２功率变换器的电磁干扰抑制 传导干扰反相抵消技术及低共模干扰变流 器。文献【７】通过增加一个补偿变压器绕组和一个 电容器，实现了Ｂｕｃｋ、Ｂｏｏｓｔ、ＦＩｙｂａｃｋ、 Ｆｏｒｗａｒｄ、Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ等基本变流器中共模干扰 的部分抵消。文献【８】提出了系统动态节点平衡的 思想，如图ｌ所示，在系统中人为地构造两个电 位变化幅度相同、相位相反的动态节点，从而使 共模干扰得剑极大的抑制。
电动汽车电磁兼容问题研究
安宗裕杨永明彭河蒙
（重庆大学电气工程学院，重庆，４０００４４）
摘要：电动汽车车载电子电气设备产生的干扰不仅严重影响外界电子设备和系统的正常工作，而且在相互之间也产生 干扰，因此汽车电磁兼容问题就显得尤为重要．本文首先介绍了电动汽车电磁兼容国内外最新研究状况，其次根据车载 主要干扰源Ｂｏｏｓｔ变换器的特点，仿真分析了其理想状态和考虑高频寄生参数情况下的传导差模和共模噪声干扰。最后 提出相应的电磁干扰抑制措施，其结果可以为电动汽车电磁兼容问题的解决提供指导。 关键词：电动汽车；电磁干扰；传导仿真：抑制措施
使得共模噪声更加明显。此处省略其仿真原理图。
由图１０中共模噪声电压波形可以看出，功率 器件开通和关断瞬间会产生较大的ｄｕ／ｄｔ，形成尖 干扰峰脉冲。 综上所述，无论差模噪声还是共模噪声都是 由于功率开关器件高速通断而产生的方波电压序 列形成的。因此合理的设置功率器件的占空比能
３．２考虑高频寄生参数时的噪声分析
换器为例分析其差模噪声和共模噪声干扰。
由图８可以看出考虑寄生参数的影响，负载
电压波形中有显著的尖峰干扰噪声，幅值达７０ｄＢ 左右，产生原因是由于功率开关器件的高速开通 和关断所造成的。
３．１理想器件时的噪声分析
建立理想器件的Ｂｏｏｓｔ变换器仿真电路，输入 电压１７．２Ｖ，开关频率１００ｋＨｚ，负载电阻１００欧， 储能电感７０ｕＨ，电路图如４所示。
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出或使之在内部循环。根据不同的干扰源采取相 应的抑制措施。一般原则是：先提供局部通路，后 增加高频阻抗。差模ＥＭＩ的抑制在直流母线上， 介于整流器、直流电容间的位置，设置低通滤波 器如图２，以阻止差模电流流入整流器、交流电源。 共模ＥＭＩ的抑制在直流环节：设置Ｃｆｌ、Ｃｆ２、
ｋ，如图３所示。给共模电流提供内部通路。同
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高频寄生参数下Ｂｏｏｓｔ差模等效电路如图７
肯效的碱小干扰噪声。文献【１４】攫出了“系统共模
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ＳＭＰＳ ｄｅｖｉｃｅｓ：ｃｉ ｒｃｕｉｔ ａｎｄ
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甲衡”的观点，发展了“批模干扰反相消除技术”，
并在小功率Ｂｏｏｓｔ、Ｂｕｃｋ电路上进行了验证．其 设计原理如图１１所示。
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机理尚未完全搞清，需要进一步研究。由于ＥＭＩ
现象的复杂性，适于电机传动器ＥＭＩ噪声建模、
预测和抑制的系统方法还尚未形成。所以今后关
于电机ＥＭＣ的工作目标应该是在设计电机传动
２．４电机传动器的电磁干扰抑制
电机传动系统产生的电磁干扰主要包括共模 干扰和差模干扰，抑制方法是阻断ＥＭＩ电流的流
器的其他功能时就能建立准确和实用的ＥＭＩ模
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图４ Ｂｏｏｓｔ变换器原理图
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图７
Ｂｏｏｓｔ差模噪声等效电路
为测量方便电路中引入ＬＩＳＮ，要求输出电压 为３１Ｖ，分析扫描ＰＭ的占空比使之达到输出电压 要求。图５为负载上的电压波形及频谱，输出电压 波形平滑，受干扰影响非常小。
图８考虑寄生参数的负载电压波形及频谱
图９是经ＬＩＳＮ引出的差模噪声电压，干扰电 压幅值可达４０Ｖ左右，而且频谱范围很宽（Ｏ～ ２００ｋＨｚ）。
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载Ｂｏｏｓｔ变换器的差模和共模噪声干扰做了仿真
分析。比较分析了理想器柙也路和考虐寄生参数 Ｕ路之司产生的差模峨，｛・和］＃栏喙，ｉ一的异同。仆 析结果可以为车载人功率电源变换器的建模和仿 真提供指导。此外，往解决实际系统的【ｎ砒兼容 问题，还需要建立巫准确的行关器什高频樘型。 参考文献：
驱动电机及其控制器及干扰滤波器等方面。涉及 １．引言 ２０世纪７０年代以来石油危机有唤起了人类 对有限资源的关注，电动汽车的研究开发又重新 受到重视。世界各主要发达国家政府和主要汽车 制造商以及电力、环保、交通、机电等部门都投 入巨大的人力物力来研究、试验、试用电动汽车， 现在正在转入小批量商业化生产和实际探索阶 段。我国纯电动汽车国家标准正在紧锣密鼓地制 定当中，相关标准将于２０１０年年内出台。２００９ 年１２月出台的七项相关的国家标准，其中《纯电 动乘用车技术条件》国家标准规定了对纯电动乘 用车的要求和试验方法，对电池箱重量及安装， 整车动力性能、续驶里程、能耗和可靠性等方面 提出了具体技术指标； 《电动汽车用动力蓄电池 规格尺寸》规定了电动汽车用金属氢化物镍动力 蓄电池和锂离子动力蓄电池单体及模块的规格及 外形尺寸。此外。影响电动车步入产业化的电动 车充电接口国家标准有望于２０１０年６月出台。 但是与电动汽车电磁兼容相关的标准仍然没 有出台，国际上也没有统一的标准，这对电动汽 车的长远发展不利。加之汽车电子技术的迅猛发 展，车载电子设备越来越多，越来越复杂，改善 和解决其电磁兼容问题就成为世界各大汽车生产 商和相关组织的首要任务。因此，现代汽车电磁 兼容问题已经成为各国研究人员的主要研究课 题。 ２．国内外研究现状 国内外一些学者在电动汽车电磁兼容方面做 了一些研究，主要集中在车载电力电子变换器、 内容包括功率变换器的电磁干扰建模及抑制技 术、电机传动的电磁干扰建模及抑制技术、ＥＭＩ 滤波器的寄生效应、ＰＣＢ优化布局以及ＥＭＩ的电磁 计算技术等。 ２．１功率变换器的电磁干扰建模 开关器件的建模。功率变流器ＥＭＩ主要由开 关器件瞬时切换引起，因此开关器件建模必须精 确模拟其瞬态特性，如功率二极管的反向恢复电 流以及ＭＯＳＦＥＴ或ＩＧＢＴ开通、关断时的电压、 电流变化。建模方法主要是子电路模型和基于半 导体物理建立的模型。文献【ｌ】建立了用于传导 ＥＭｌ分析的功率ＭＯＳＨ’Ｔ子电路模型，在Ｓａｂｅｒ 仿真器中，以ＬＤＭＯＳ的模型为核心，用子电路 来模拟各极间电容，从而构建用于瞬态分析的 ＶＤＭＯＳ模型，能够依据开关管数据手册获得模 型参数。ＩＧＢＴ模型也是器件建模的重要内容，文 献【２】根据ＩＧＢＴ的行为特性模型，分阶段研究了 ＩＧＢＴ开通和关断的动态过程，用分段线性化的方 法模拟电压和电流的暂态波形，将非线性的开通 和关断特征用多段的ｄｕ／ｄｔ和ｄｉ／ｄｔ组合描述，这 种方法提高了电磁干扰预测频谱在高频段的准确 度。 无源元件建模。无源元件包括导线、电缆、 母线排、电感器、变压器、电容器和电阻器等。
时，阻止共模电流流入整流器。
工
整漉器侧
流电容侧
图２直流环节中的差模ＥＭＩ滤波器
图３直流环节中的共模ＥＭＩ溏波器 图１采用动态节点电位平衡技术抑制共模干扰
２．５存在问题及发展趋势 上述研究工作所带来的成果大部分尚处于实 验室阶段，还没有被工业界所广泛采用。最近几 年对功率变换器ＥＭＩ建模的研究工作主要集中在 传导ＥＭＩ建模，关于辐射ＥＭＩ建模的研究工作开展 的不多。而且功率变换器ＥＭＩ建模方面还存在很 多不足，传导干扰的近场耦合建模有待深入研究。 特别是这些模型没有涉及电路中元器件的辐射， 而多数情况下元器件的辐射能力强于ＰＣＢ布线的 辐射能力。 大多数电机产品设计过程中只评估电机在工 频和低频下的电感，对电机在相对较高频率时的 特性知之甚少。高频干扰（如整流子电机中的换 向、电弧放电、调制现象、流经电机轴的杂散电 流等）及其对电机辐射的影响是一个较新的内容，
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４．总结与展望
率文首先对Ｌｎ动汽下车找主璎，１２气设备ｌａ姓 兼容蛔题的国内外研究现状做丁简介。其次埘车
调制策略。文献【９】对单相ＰＦＣ电路的同步 ＰＷＭ、异步ＰＷＭ、正弦误差滞环ＰＷＭ、直流误 差滞环ＰＷＭ、ＰＦＭ工作方式进行分析和实测比 较，得出变频的ＰＷＭ方式有利于减小传导ＥＭＩ 发射的结论。文献【１０】还提出一种称为随机ＰＷＭ （ＲＰｗＭ）的干扰抑制技术，采用ＲＰＷＭ技术能 够将集中在某些频率点的能量分配到整个频谱， 以达到减小ＥＭＩ的目的。 ２．３电机传动器的电磁干扰建模 电机传动系统的ＥＭＩ发射建模和特征研究也 涉及了ＥＭＩ噪声源和ＥＭＩ噪声传播途径的建模。 系统各个环节要采用准确的高频模型【１ｌ～１３】： 三相变压器肌肤效应的短路阻抗、直流滤波器的 电感和电容、逆变器的杂散电感电容、逆变器及 电机电缆的电容电感。在模型中考虑容性耦合： 电机绕组、机壳间绝缘的杂散电容Ｃｇ（对地）： ＩＧＢＴ开关、逆变器外壳（接地）问的杂散电容