PWM软开关和EMC

由于电力电子装置产生传导EMI的主要原因是功率开关管的高频通断所产生的dv/dt 和di/dt,如果选择适当的电路拓扑与控制技术,可以做到 尽可能减少高dv/dt和di/dt的变换过程,那么就有可能减小EMI.于是有人推测,就传导EMI而言,采用零电压转换(ZVT)的软开关变换器应当 比硬开关变换器性能好,其主要依据是在ZVT电路中主开关工作于零电压开关状态,二极管工作于软开关状态,这样,主开关中无快速的电压切 换,从而减少电路的高频EMI.基于上述想法,1996年,CPES研究中心的研究人员对分别采用零电压转换与硬开关电路的两个单相400W PFC升压 变换器实验模型的传导干扰进行对比实验,测试结果出人意料,采用ZVT技术的软开关变换器与硬开关变换器间的EMI差异很小,甚至于如果ZVT 的谐振电路不当,会使EMI更高.同时他们将实验模型的共模与差模干扰分别进行对比,结果是就共模噪声而言,低频段二者相似,当频率超过 1MHz时,硬开关的噪声高于ZVT模型几个dB,但在某些情况下,ZVT模型在个别频率点的噪声峰值超过硬开关模型.就差模噪声而言,硬开关的 噪声比ZVT模型要小一些.由此可见,尽管ZVT变换器高频干扰特性优于硬开关几个dB,但总体上两者的EMI特性相似,就差模噪声而言,ZVT变 换优于硬开关变换器,这是软开关优于硬开关的一面,就共模噪声而言,ZVT变换器与硬开关变换器不同的是前者具有软开关的元件,其中包括 流过更大峰值电流的辅助开关元件,该开关元件可能承受与硬开关变换器中主开关管相同的电压.ZVT变换器中辅助开关元件是硬开关的,这意 味着硬开关变换器中硬开关转移到ZVT变换器的辅助开关.因此,在软开关电路拓扑中,辅助开关元件是重要的干扰源,它们的位置及布线尤其 重要.