新型的三相共差模傳導(dǎo)發(fā)射分離網(wǎng)絡(luò)

新型的三相共差模傳導(dǎo)發(fā)射分離網(wǎng)絡(luò)摘要-本文提出了兩種新穎的三相共模（CM）/差模（DM）噪聲分離網(wǎng)絡(luò)，它們是無(wú)源和有源網(wǎng)絡(luò)，用于三相設(shè)備的電磁兼容傳導(dǎo)發(fā)射（CE）的測(cè)量。從理論上分析無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建并測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)模型。通過(guò)頻率響應(yīng)測(cè)量以及三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上執(zhí)行的CE測(cè)試來(lái)呈現(xiàn)其評(píng)估，并驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)可以在CE測(cè)量條件下分離共模和差模信息分量。索引詞-傳導(dǎo)發(fā)射（CE），電磁兼容性（EMC）測(cè)量，EMC測(cè)試設(shè)置，噪聲分離器。I.介紹由于國(guó)際和地區(qū)產(chǎn)品法規(guī)中對(duì)電磁兼容性（EMC）的重新定義，三相傳導(dǎo)發(fā)射（CE）的測(cè)量是開(kāi)發(fā)連接到電網(wǎng)的高功率電子設(shè)備的主要問(wèn)題。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和大功率整流器等三相電力電子系統(tǒng)必須符合本規(guī)定。為達(dá)到EMC標(biāo)準(zhǔn)，電子設(shè)備必須包括濾波和其他電磁發(fā)射控制方法。這些發(fā)射控制技術(shù)的發(fā)展及方式正被越來(lái)越深入的研究，因此，如［1］-［5］中提出的分析和實(shí)驗(yàn)方式正在開(kāi)發(fā)中，用以支持電氣設(shè)計(jì)的工程師們。因此，噪聲模式-共模（CM）及差模（DM）-的定性和定量評(píng)估是非常重要的，因?yàn)樗鼈冿@著影響發(fā)射控制的方法（例如CM或DM過(guò)濾器）。因此，本文介紹了一種可以集成到三相CE標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)中的設(shè)備，可以分別測(cè)量CM和DM的發(fā)射程度。該設(shè)備在下文中稱為三相共/差模噪聲分離網(wǎng)絡(luò)。在［3］-［13］中已經(jīng)提出了能夠區(qū)分單相系統(tǒng)噪聲模式的電路，其工作原理基于兩個(gè)感測(cè)電壓的加和減直接得到CM/DM分量的結(jié)果。還提出了其他通過(guò)快速傅里葉變換應(yīng)用數(shù)學(xué)分析的方法［14］。那樣的話，如果想重要的是采樣率足夠高并且正確計(jì)算相位信息，這通常會(huì)導(dǎo)致成本昂貴或測(cè)量精度不夠。文獻(xiàn)［15］提出了一種能夠分別測(cè)量?jī)煞N噪聲模式的三相測(cè)量系統(tǒng)。它采用電流傳感器的混合連接［15］。但是，該系統(tǒng)不符合CISPR16的規(guī)格，并且它需要測(cè)試設(shè)置的復(fù)雜組件。在［14］中，提出了另一種測(cè)量技術(shù)，它適用于高功率電平，但是它不使用線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN），并且需要對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理。數(shù)值模型在［16］中給出，它們也允許CM和DM分離水平的估計(jì)，但只有當(dāng)系統(tǒng)的詳細(xì)模型允許時(shí)。在［17］中給出了另一種方法，該方法基于所考慮的轉(zhuǎn)換器的噪聲傳播特性使用數(shù)學(xué)方法處理后來(lái)計(jì)算CM/DM發(fā)射值。為了克服上述限制，本文提出了一種插入在三相LISN和EMC測(cè)試接收機(jī)之間的新型測(cè)量硬件。該硬件可以在典型的CISPR16指定設(shè)置規(guī)格中實(shí)時(shí)且直接測(cè)量DM和CM發(fā)射水平［18］-［20］。在第二節(jié)中，對(duì)三相系統(tǒng)中CE測(cè)量的簡(jiǎn)短討論以及測(cè)量電壓和噪聲模式之間的數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行了介紹。這為三相系統(tǒng)中的CM/DM分離提供了分析基礎(chǔ)。第三節(jié)提出了三相CM/DM分離網(wǎng)絡(luò)的基本電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)-基于無(wú)源元件和有源元件的分離網(wǎng)絡(luò)。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，只詳細(xì)分析了無(wú)源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。有源電路的細(xì)節(jié)可以在［21］中找到。第四節(jié)討論了無(wú)源電路的硬件實(shí)現(xiàn)，第五節(jié)給出了說(shuō)明硬件原型性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

三相CE測(cè)量和噪聲分量的回顧為了獲得噪聲測(cè)量結(jié)果，這些測(cè)量結(jié)果與不同線路條件下的測(cè)量結(jié)果遵守CE標(biāo)準(zhǔn)且必須使用LISN。LISN必須能夠?qū)崿F(xiàn)以下三個(gè)功能：1） 定義電源阻抗以使測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化；2） 將來(lái)自測(cè)量設(shè)備的低頻交流電源電壓去耦；3） 在被測(cè)設(shè)備（EUT）和測(cè)量測(cè)試接收機(jī)之間提供高頻（HF）耦合路徑。EMC標(biāo)準(zhǔn)定義了LISN的阻抗曲線，例如，在CISPR16［20］中。圖1所示為三相LISN電路的典型實(shí)現(xiàn)以及簡(jiǎn)化的HF等效電路（參見(jiàn)圖1）。對(duì)于CE測(cè)量過(guò)程，要有50。輸入阻抗的測(cè)試接收器連接到其中一個(gè)LISN通道，而其余兩個(gè)LISN端口則連接一個(gè)50。電阻，提供對(duì)稱測(cè)量條件。Aftwmf搟"wyHighfrequetrey敝俱中閘gpdi也?coftpfi^g即血*°TwJtinesUSNAftwmf搟"wyHighfrequetrey敝俱中閘gpdi也?coftpfi^g即血*°TwJtinesUSNdl&alp亡-S一bw用&茸,￡yQU1Testreceiver rMUSNfemmitiioHs在閔托函*r叫］礎(chǔ)d5011僧翩Wm也芯圖1.典型的三相。￡兼容測(cè)量設(shè)置原理圖和HF等效電路。假設(shè)EUT與電源的理想去耦合以及在高頻（大于150kHz）下與測(cè)試接收機(jī)的理想耦合，圖1所示的電路可以簡(jiǎn)化為圖1左側(cè)所示的HF等效電路。其中，EUT的輸入端口a，b，c直接連接到測(cè)試接收機(jī)的輸入端口，并且來(lái)自EUT的所有HF噪聲直接耦合到測(cè)試接收機(jī)，而電源端口A，B，C與EUT分開(kāi)。測(cè)試接收機(jī)50。感應(yīng)電阻（參見(jiàn)圖1）處的測(cè)量電壓叫（i=a，b，c）由DM和CM分量組成TOC\o"1-5"\h\zUi=UDM，i+UCM ⑴這兩個(gè)組件是由三個(gè)DM電流引起的iDMi和CM電流icm在EUT和測(cè)試接收機(jī)之間循環(huán)。， ，流向測(cè)試接收器輸入端口的電流七由下式給出ii=iDM,i+— （2）此外，根據(jù)定義，DM電流的總和等于零，并且流到測(cè)試接收器的電流之和等于CM電流TOC\o"1-5"\h\zia+ib+ic=icm- ⑶因此，CM電壓uCM可以通過(guò)測(cè)量電壓的總和來(lái)評(píng)估\o"CurrentDocument"u+Uh+u=R（i+i+i）=RL=3u （4）abc abc CMCM其中R是測(cè)試接收機(jī)的輸入電阻（通常為50Q）。為了計(jì)算DM分量，必須消除CM部分。這可以通過(guò)減去兩個(gè)測(cè)試接收器電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)ua-ub=uDM,a-uDM,b因?yàn)閡i=uDM,i+—根據(jù)（4）和（5），現(xiàn)在可以測(cè)量CM和DM分量，如下面的部分所示。三相噪聲分離網(wǎng)絡(luò)為了實(shí)際實(shí)現(xiàn)上一節(jié)給出的數(shù)學(xué)公式，并適當(dāng)分離兩種模式的噪聲，在圖2中提出了兩種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)［21］。由CM電壓源uCM和三個(gè)DM電壓源uDM，A，uDM，B和uDM，C來(lái)描述HF噪聲分量。在圖2（a）中，示出了具有Y/A連接的三個(gè)變壓器的純無(wú)源解決方案，其詳細(xì)分析如下。圖2（b）給出的有源電路通過(guò)將所有三個(gè)輸入電壓相加并將總和除以三（4）來(lái)建立CM電壓。然后，通過(guò)使用運(yùn)算放大器，可以通過(guò)從測(cè)量電壓中減去CM電壓來(lái)計(jì)算DM電壓。為了獲得良好的高頻結(jié)果，需要具有很大帶寬和高電源抑制比的放大器。此外，其液體環(huán)境要求電流絕緣的電源與地/相線電容的低電容耦合，這會(huì)增加成本。然而，有源網(wǎng)絡(luò)的解決方案將提供明確的輸入阻抗和對(duì)插入損耗的良好控制，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的補(bǔ)償。由于有源網(wǎng)絡(luò)解決方案提到的缺點(diǎn)和無(wú)源網(wǎng)絡(luò)解決方案的簡(jiǎn)單性，我們將重點(diǎn)放在了無(wú)源網(wǎng)絡(luò)解決方案上。圖2.三相圖2.三相CM/DM噪聲分離器提案［21］。 （a）無(wú)源網(wǎng)絡(luò)解決方案。 （b）有源網(wǎng)絡(luò)的解決方案。（a）CM和（b）DM對(duì)稱元件設(shè)計(jì)（即uDMA+uDMB+uDMc=0^i+ib+ic=0）的簡(jiǎn)化等效電路無(wú)源解決方案如下。關(guān)于有源網(wǎng)絡(luò)解決方案的更多細(xì)節(jié)可以在［21］中找到。下一步，從理論上分析理想的無(wú)源隔離器，然后研究無(wú)源器件寄生元件的影響A.無(wú)源噪聲分離器的分析圖2（a）所示的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)解決方案主要由三個(gè)變壓器Tra，Trb和Trc組成，星形連接干路，三角形連接支路繞組和一對(duì)一匝數(shù)比。十路側(cè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)電阻R/3連接到地，而支路繞組則通過(guò)電阻R值連接。CM電壓通過(guò)添加來(lái)自EUT（4）的三個(gè)電流來(lái)建立。由于變壓器的Y/A連接，所有三個(gè)變壓器/相的干路側(cè)的CM電流在△連接的三角形中的支路側(cè)上流動(dòng)，而不是經(jīng)由DM電阻器（參見(jiàn)圖3（a）和圖5）。因此，CM電流不會(huì)在支路側(cè)產(chǎn)生壓降（△-連接在零序系統(tǒng)中就像短路一樣），必須只通過(guò)支路側(cè)電阻流動(dòng)的1^電流才會(huì)導(dǎo)致一個(gè)電壓降［比較圖3（b）］。這種行為也可以通過(guò)對(duì)電路的數(shù)學(xué)分析來(lái)確定，這將在下面進(jìn)行解釋并進(jìn)一步證明噪聲分離。首先，網(wǎng)格方程TOC\o"1-5"\h\zUCM+Udm,i-UDM,out,i=UCM,out ⑹成立［比照?qǐng)D2（a）］。DM輸出電壓uDM，ou，被傳輸?shù)礁陕?。由于△連接在支路側(cè)，輸出端DM電壓總和必須為零。0， ，此外，由于其定義，DM電壓源uDMi的總和必須為零這導(dǎo)致UCM=UCM,out ⑼該結(jié)果由（6）（i=a，b，°），插入（7）和（8），并將其除以三得到。(10)利用式（9），式（6）中的CM電壓UMout可以由Ue代替。這導(dǎo)致(10)UDM,i=UCM,oUt,i因此，如果寄生參量被忽略，所提出的網(wǎng)絡(luò)便可以將CM和DM電壓完全分開(kāi)，并

在其輸出端口中提供各個(gè)電壓的值。圖4.用于計(jì)算對(duì)地輸入阻抗（PE）的電路。B.在其輸出端口中提供各個(gè)電壓的值。圖4.用于計(jì)算對(duì)地輸入阻抗（PE）的電路。B.輸入阻抗計(jì)算圖5.用于三相CM/DM噪聲分離器的寄生元素分析的電路測(cè)量設(shè)置的另一個(gè)相關(guān)問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗的值，因?yàn)椴捎肔ISN的CE測(cè)量通常指定50。的阻值。由于網(wǎng)絡(luò)是對(duì)稱的，輸入阻抗的分析僅針對(duì)輸入。進(jìn)行，如圖4所示。圖4給出的電路的網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn)方程可導(dǎo)出其中電阻器R（i=a，b，c）必須與a相等。(12平衡電路：(12Ra=Rb=Rc=R（11）中公式導(dǎo)入（12）得出3C為了不修改測(cè)試設(shè)置，噪聲分離器的輸入電阻叫曰應(yīng)該與測(cè)試接收器的輸入電阻值相同（通常等于50），即Rnj=R=5°。。有了這個(gè)關(guān)系，（13）可以得出Rcm=- （14）因此，為了不受標(biāo)準(zhǔn)的CE測(cè)量設(shè)置影響，CM測(cè)量電阻Rcm必須是測(cè)試接收器輸入電阻的三分之一。C.寄生元素對(duì)噪聲分離器性能的影響在前面的章節(jié)中，已經(jīng)說(shuō)明理想的噪聲分離器可以完美地分離CM和DM噪聲，而不會(huì)影響測(cè)量設(shè)置。在下一步，影響（lct）和磁化（lm）的等效電路代替了變壓器。電感，以及寄生電容（&...C6）［23］。為了簡(jiǎn)化，所述寄生參量的影響可以通過(guò)以下特征來(lái)描述：1） DM傳輸比（DMTR）;2） CM傳輸比（CMTR）;3） DM抑制比（DMRR）;4） CM抑制比（CMRR）;

5）輸入阻抗（Zin）從一側(cè)輸入端的接地保護(hù)（PE）。這些在（15）-（19）中定義。DDDDDDDDDD5有了這些定義，我們就可以討論寄生參量對(duì)于噪聲分離器的傳輸/抑制比的影響。首先，只考慮CM激勵(lì)，如圖6所示。此外，還顯示了對(duì)稱系統(tǒng)的電流分布，即所有三個(gè)變壓器是相同的，并且可以看出，支路側(cè)上的△-連接對(duì)于CM激勵(lì)會(huì)有短路的作用。dM/?為零，因此三個(gè)輸入端口建立短路，三個(gè)支路并聯(lián)連接，alent電路可以簡(jiǎn)化為圖6下部所示的電路。CM電流通過(guò)三個(gè)電路流動(dòng)變壓器和下一級(jí)支路到CM輸出uCM。訛與日/3短路。由漏感和寄生變壓器電容組成的并聯(lián)諧CMlOUt振電路構(gòu)成了一個(gè)分壓器輸出電阻會(huì)在諧振頻率附近引起CMTR的明顯失真。一個(gè)不對(duì)于CMTR，DM電壓噪聲源uOr沖a匚血眠￥所血￡心心receiwr.圖7.用于確定寄生元素La,LM和對(duì)于CMTR，DM電壓噪聲源uOr沖a匚血眠￥所血￡心心receiwr.圖7.用于確定寄生元素La,LM和C1C6對(duì)DM傳輸和抑制函數(shù)（圖2）的影響的純DM激勵(lì)（CM=0）上述DMTR/DMRR）。影響的純CM激發(fā)電流（iDM=0）功能（CMTR/CMRR）。對(duì)稱電路，即三個(gè)變壓器具有不同的寄生元件，基本不影響CMTR，因?yàn)槿齻€(gè)變壓器并聯(lián)連接于CMTR?！鬟B接中只有一個(gè)漏感增加了。因?yàn)樗挥陔妷涸磚CM和輸出uCMi之間的電流路徑中，并且它與變壓器的寄生電容共振。 ’在純對(duì)稱電路中，CMRR為零，即CM激勵(lì)不會(huì)因△連接而在輸出端產(chǎn)生任何DM電壓。如果△-連接導(dǎo)致的短路不理想，則會(huì)導(dǎo)致三個(gè)DM輸出上有明顯的電壓值。如果假定△連接中有小電感L,則由于“短路”阻抗增加，DM電壓隨頻率上升，直到電感L和電容c和c出現(xiàn)?！?△除了電感L之外，由于三個(gè)變壓器中的公共電流不相等，這也是一個(gè)非對(duì)稱電路引起的DM電壓，△這是△-連接對(duì)于DM的短路是有效的。其中，特別是不對(duì)稱漏感或不對(duì)稱電容C...C（互繞電容）在純CM輸入電壓時(shí)在較高頻率下導(dǎo)致較大的DM輸出電壓。因此，3對(duì)于CMTR來(lái)說(shuō)非常重要［參見(jiàn)圖9（a）］和CMRR［參見(jiàn)圖9（a）］。圖9（b）三個(gè)變壓器具有相同的寄生值，即電路是對(duì)稱的，并且支路側(cè)的△連接具有非常小的電感。在CM解決之后，考慮只有DM激勵(lì)，如圖7所示。其中，重要的是要注意，由于測(cè)量接收機(jī)，其中一個(gè)DM輸出接地。這導(dǎo)致電路不對(duì)稱并影響DMTR和DMRR。連接所有三個(gè)DM輸出接地是不可能的，因?yàn)檫@會(huì)由于△-連接而使支路側(cè)完全短路。如圖8所示，只有用六個(gè)而不是三個(gè)變壓器實(shí)現(xiàn)CM/DM噪聲分離，才能避免這個(gè)問(wèn)題，但會(huì)導(dǎo)致更多的寄生元件。在那里，可以通過(guò)在DM輸出的噪聲源和三個(gè)變壓器之間插入三相CM扼流圈來(lái)改善CMRR。由于接地連接的不對(duì)稱電路和由于寄生互繞電容C3...”DMRR基本上不能為零。由于CM扼流圈串聯(lián)到輸出電阻并直接影響DMTR，所以CM扼流圈|的漏感非常小。為了減少接地連接的影響，可以在DM輸出端插入一個(gè)CM扼流圈。這是非常重要的在三個(gè)變壓器的參數(shù)不對(duì)稱的情況下，DMRR進(jìn)一步惡化。原因是，在這種情況下，由于變壓器的阻抗不等，對(duì)稱輸入電壓uDM，i不僅激勵(lì)DM電流，而且激勵(lì)CM電流，因?yàn)殡娏鞑辉贋榱?。在那里，不?duì)稱漏感對(duì)DMRR影響最大［參見(jiàn)圖9（d）］在較低的頻率范圍內(nèi)，寄生輸入/輸出電容主要影響較高的頻率范圍。日頃.討圖8.雙級(jí)噪聲分離器，基本上比圖6所示的設(shè)計(jì)更對(duì)稱，但顯著增加了寄生元件。不對(duì)稱泄漏電感對(duì)DMTR也有很強(qiáng)的影響［參見(jiàn)圖9（c）］，因?yàn)槁└泻洼敵鲭娮鑂DM構(gòu)成分壓器。寄生電容的影響相對(duì)較小。這些主要決定影響較高頻率范圍（通常高于30MHz）的并聯(lián)諧振電路L^（C，C，C，C）的諧振頻率。% 3 4 5除了無(wú)源元件的寄生元件之外，由Ri模擬的電壓源的內(nèi)阻也會(huì)影響噪聲分離。對(duì)稱電路元件（例如，R，i=a，b，c）之間的潛在不平衡具有與變壓器的漏電感不平衡相似的效應(yīng)，因?yàn)閷?duì)稱DM電壓將導(dǎo)致不對(duì)稱電流，CM電流也被激發(fā)。最后，分離器的輸入阻抗也受到電路對(duì)稱性的顯著影響。在一個(gè)DM輸出接地的DM噪聲測(cè)量的情況下，分離器的三個(gè)輸入阻抗各自偏離其他在較高頻率范圍內(nèi)，如圖9（e）所示。此外，變壓器寄生參數(shù)的不對(duì)稱值也會(huì)增加輸入阻抗與其理想值的偏差。

Frr^urrarv[MHz]LsomwFrr^urrarv[MHz]Lsomw圖9.寄生元素對(duì)分離網(wǎng)絡(luò)性能的影響。 Ci=C2=11.6pF, C3=C4= 13.4pF, C5= C「13.1pF,L=10mH, L.= 190nH, Lcm= 0,R=Ri=50。。顯示：（a）CMTR作為△連接中漏電感和電感的函數(shù)；（b）A連接中不同電感值的DM輸出的CMRR; （c）不同DM輸出的DMTR;（d）三種不同的漏感值的DMRR，La=10,190,400nH;（e）輸入的輸入阻抗。rtKKk'圖10.三相CM/DM噪聲隔離器原型的電路原理圖。圖11.圖11.三相CM/DM分離器原型照片。外形尺寸:7.0X7.0X8.2厘米（2.8X2.8X3.2英寸）。圖12.設(shè)計(jì)變壓器Tra,Tr^nTrc中計(jì)算的磁通密度，用于饋送三項(xiàng)5kW整流器時(shí)的模擬LISN輸出電壓。三項(xiàng)噪聲分離器的實(shí)現(xiàn)為了驗(yàn)證所提出的理論結(jié)果，建立了一個(gè)三相CM/DM噪聲分離器，其原理圖如圖10所示，圖11中已建立相應(yīng)圖示。該分離器被指定用于使用典型（50pH+5Q）//50QV型網(wǎng)絡(luò)LISN并應(yīng)用400V/50Hz輸入線對(duì)線電壓的標(biāo)準(zhǔn)CISPR16CE測(cè)試設(shè)置。原型由三個(gè)變壓器Tra，Trb，Trc和三個(gè)CM電感La，Lb和Lc.此外，采用R=50Q，可確保噪聲分離器輸入對(duì)地50Q的等效電阻，并允許直接從各個(gè)輸出端口測(cè)量CM和DM噪聲電壓。為了測(cè)量DM噪聲電壓，在去除由英國(guó)海軍連接器端子組成的50Q輸出電阻R之后，相應(yīng)的輸出連接到測(cè)試接收器的輸入端（輸入阻抗為50Q）。CM噪聲可以在CM輸出端測(cè)量。在那里，兩個(gè)50Q電阻必須并聯(lián)連接到測(cè)試接收器輸入端，以獲得所需的CM終端電阻R/3。噪聲分離器的設(shè)計(jì)為了構(gòu)建噪聲分離器，需要三個(gè)單相變壓器和三代M電感器，這些電感器具有良好的高頻特性。為了避免飽和，變壓器的核心區(qū)域必須適應(yīng)變壓器輸入電壓的伏秒數(shù)。這個(gè)伏特秒主要由DMLISN輸出電壓的低頻（50/60Hz）分量決定，這是由于低頻和相對(duì)較高的幅度。CMLISN輸出電壓不會(huì)顯著影響磁芯的磁通量，因?yàn)橹穫?cè)的△-連接在零序系統(tǒng)中像短路一樣起作用，因此零序系統(tǒng)中繞組兩端的電壓降理想為零。在圖12中，在沒(méi)有輸入濾波器的情況下工作在20kHz的5kW整流器系統(tǒng)的LISN例子DM輸出電壓如圖所示此外，還給出了變壓器鐵芯中相應(yīng)的磁通密度。已經(jīng)假定來(lái)自VAC的由VITROPERM（Bsat^1.2T）制成的VaccumschmelzeGmbH（VAC）25X16X1O-T6000-6-L2025-W380核心和具有10:10匝的繞組的規(guī)格。在所考慮的情況下，磁通密度的峰值仍遠(yuǎn)低于飽和值，但這可能依賴于不同情況的應(yīng)用程序。如果輸入電壓會(huì)導(dǎo)致芯體飽和，則可以在LISN和噪聲分離器之間插入一個(gè)衰減器。這也可以用于測(cè)試內(nèi)核是否接近飽和：如果帶和不帶衰減器的頻譜大致相同，則內(nèi)核接近飽和。除了基本的變壓器功能外，寄生元件尤其重要。為了不損壞傳輸函數(shù)DMTR和CMTR，漏電感必須盡可能小。此外，干路和支路之間的寄生電容應(yīng)該很小，以防止干路和支路之間的CM路徑影響CMRR。此外，參數(shù)應(yīng)該是穩(wěn)定的且可重復(fù)的，從而可以實(shí)現(xiàn)關(guān)于三相具有對(duì)稱分量的分離器。分離器原型中的CM扼流圈采用VAC12.5X1OX5-T600-6-L2012-W498內(nèi)核制造，該內(nèi)核也由VITROPERM-500-F組成，但比變壓器鐵芯小得多。繞組有兩次十圈。該設(shè)置導(dǎo)致1mH的CM電感和30MHz的諧振頻率。備注：為了應(yīng)用該分離器，三線或四線LISN必須允許同時(shí)訪問(wèn)所有三相輸出端口。如果這不能實(shí)現(xiàn)的話，可以使用三個(gè)單獨(dú)的LISN。在由LISN和噪聲分離器組成的測(cè)試電路中出現(xiàn)的所有不對(duì)稱都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，應(yīng)該盡量避免在較高頻率范圍內(nèi)。圖13.CM/DM噪聲分離器的測(cè)量頻率特性。(a)DMRR (b)DMTR(c)CMRR (d)CMTR實(shí)驗(yàn)評(píng)估原型的一些頻率響應(yīng)特性用阻抗和網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量。這些測(cè)量采用50。輸入和輸出阻抗。測(cè)量結(jié)果最顯著的結(jié)果如圖1和圖2所示。13和15，而測(cè)量中使用的測(cè)試設(shè)置顯示在圖14中。由于噪聲分離器旨在區(qū)^M和DM，因此檢查其他噪聲成分的衰減有多好是很重要的，例如，當(dāng)測(cè)^M信號(hào)時(shí)，需要知道DM信道的影響。這可以通過(guò)測(cè)量所有通道的DMRR和DM通道的CMRR來(lái)評(píng)估。CM端口的DMRR如圖13（a）所示，對(duì)于所有情況，在150kHz時(shí)高于70dB，高于30MHz時(shí)高于25dB。三個(gè)DM通道的DMTR曲線非常相似，圖13（b）中只顯示一個(gè)，其中3dB截止頻率高于20MHz，觀察到通道之間良好的對(duì)稱性。DM輸出端口的CMRR如圖13（c）所示，在較低頻率范圍內(nèi)約為50dB，在10MHz時(shí)約為20dB。在圖13（d）中，繪制了測(cè)量的CM輸出電壓和CM輸入信號(hào)（CMTR）之間的插入損耗，并觀察到高達(dá)20MHz以上的平坦頻帶。電路的非理想性也會(huì)導(dǎo)致不完美的輸入阻抗（參見(jiàn)圖15），其隨著頻率的增加而增加，導(dǎo)致在10MHz頻率范圍內(nèi)的更高的測(cè)量結(jié)果。測(cè)得的頻率特性表明分離網(wǎng)絡(luò)在高達(dá)1MHz的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)更好。（b）Vi（V）||50。-苕stn上SU廠】翌m￡.t專SG圖14.用于測(cè)量的設(shè)置值,xNetworkanalyzer（b）Vi（V）||50。-苕stn上SU廠】翌m￡.t專SG圖14.用于測(cè)量的設(shè)置值,xNetworkanalyzer，、一__,、（a）DMRR（b）DMTR（c）CMRR（d）CMTR蜜抒id—測(cè)量的阻抗，以及（b）在一個(gè)輸入端口和連接在一起的另兩個(gè)端口之間測(cè)量的阻抗。理想值由虛線表示。圖15.測(cè)得的輸入阻抗：（a）從輸入端口（連接在一起）到PE然而，在30MHz處觀察到30dB量級(jí)的抑制比，保證了噪聲模式的清晰分離。如CISPR16中規(guī)定的CE測(cè)量是通過(guò)利用如圖16所示的裝置進(jìn)行的，以給出使用三相CM/DM分離器的例子。EUT是一臺(tái)再生式驅(qū)動(dòng)器，用于輸送10千伏安的電動(dòng)機(jī)。測(cè)試條件如下：輸入電壓Uin=400V/50Hz;輸出功率Pout=5kW。符合CISPR16的LISN的工作頻率為2kHzM30MHz，詳見(jiàn)［22］。對(duì)所有輸出端口的訪問(wèn)是可用的，從而保證可以使用三相CM/DM噪聲分離器。圖17顯示了在相同的工作條件下完成的三個(gè)測(cè)量的采集數(shù)據(jù)，其中一個(gè)沒(méi)有噪聲分離器，圖17（a），第二個(gè)顯示了在具有所提供的網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)DM信道中感測(cè)的測(cè)量的發(fā)射電平。在圖17（b）中，最后一個(gè)描述了在CM輸出端口中執(zhí)行的測(cè)量。從測(cè)量結(jié)果可以看出，在較低的頻率范圍內(nèi)，DM發(fā)射的水平與CM發(fā)射的水平存在很大的差異，其中DM的發(fā)射遠(yuǎn)高于CM發(fā)射。這表明在此頻率范圍內(nèi)需要更高的DM衰減。它顯示了所需的衰減并允許設(shè)計(jì)合適的濾波器。這個(gè)例子表明，分離器的主要目的是排除用于濾波器設(shè)計(jì)和電源轉(zhuǎn)換器故障的信息。VI.結(jié)論本文提出了兩個(gè)新的三相DM/CM分離網(wǎng)絡(luò)，旨在用于評(píng)估噪聲源。分離器的目標(biāo)是幫助電子設(shè)備的電磁CE控制的設(shè)計(jì)和故障排除。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是無(wú)源組件的布置，而另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)則使用有源電路。討論了無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的工作原理和特性并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。CE測(cè)量在三相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的成功執(zhí)行，使得分離器能得到其噪聲級(jí)和主模。這些信息可用于設(shè)計(jì)EMC濾波器的CM段和DM段。REFERENCESH.I.Hsieh,J.S.Li,andD.Chen,“EffectsofXcapacitorsonEMIfiltereffectiveness,”IEEETrans.Ind.Electron.,vol.55,no.2,pp.949-955,Feb.2008.M.JinandM.Weiming,“PowerconverterEMIanalysisincludingIGBTnonlinearswitchingtransientmodel,”IEEETrans.Ind.Electron.,vol.53,no.5,pp.1577-1583,Oct.2006.J.-S.Lai,X.Huang,E.Pepa,S.Chen,andT.W.Nehl,“InverterEMImodelingandsimulationmethodologies,”IEEETrans.Ind.Electron.,vol.53,no.3,pp.736-744,Jun.2006.J.Meng,W.Ma,Q.Pan,Z.Zhao,andL.Zhang,“Noisesourcelipedcircuitmodelingandidentificationforpowerconverters,”IEEETrans.Ind.Electron.,vol.53,no.6,pp.1853-1861,Dec.2006.M.M.Hernando,A.Fernandez,M.Arias,M.Rodriguez,Y.Alvarez,andF.Las-Heras,“EMIradiatednoisemeasurementsystemusingthesourcereconstructiontechnique,”IEEETrans.Ind.Electron.,vol.55,no.9,pp.3258-3265,Sep.2008.C.R.PaulandK.B.Hardin,“Diagnosisandreductionofconductednoiseemissions,”IEEETrans.Electromagn.Compat.,vol.30,no.4,pp.553-560,Nov.1988.M.J.Nave,“Anoveldifferentialmoderejectionnetworkforconductedemissionsdiagnostics,”inProc.IEEENat.Symp.Electromagn.Compat.,1989,pp.223-227.M.J.Nave,PowerLineFilterDesignforSwitched-ModePowerSupplies.NewYork:VanNostrandReinhold,1991.T.Guo,D.Y.Chen,andF.C.Lee,“Separationofthecommo-mode-anddifferential-mode-conductedEMInoise,”IEEETrans.PowerElectron.,vol.11,no.3,pp.480-488,May1996.K.Y.See,“NetworkforconductedEMIdiagnosis,”Electron.Lett.,vol.35,no.17,pp.1446-1447,Aug.1999.S.Wang,F.C.Lee,andW.G.Odendaal,“Characterization,evaluation,anddesignofnoiseseparatorforconductedEMInoisediagnosis,”IEEETrans.PowerElectron.,vol.20,no.4,pp.974-982,Jul.2005.K.Jia,J.Wang,C.Wu,andC.Bi,“AnewmethodforconductedEMInoisediagnosis,”inProc.8thInt.Conf.Electron.Meas.Instruments,2007,pp.4-59-4-63.M.MardiguianandJ.Raimbourg,“Analternate,complementarymethodforcharacterizingEMIfilters,”inProc.IEEEInt.Symp.Electromagn.Compat.,1999,pp.882-886.L.Ran,J.C.Clare,K.J.Bradley,andC.Christopoulos,MeasurementofconductedelectromagneticemissionsinPWMmotordrivesystemswithouttheneedforanLISN,”IEEETrans.Electromagn.Compat.,vol.41,no.1,pp.50-55,Feb.1999.A.DeBonitatibus,C.DeCapua,andC.Landi,“AnewmethodforconductedEMImeasurementsonthreephasesystems,”inProc.17thIEEEInstrum.Meas.Technol.Conf.,2000,vol.1,pp.461-464.L.Ran,S.Gokani,J.Clare,K.J.Bradley,andC.Christopoulos,“Conductedelectromagneticemissionsininductionmotordrivesystems.PartI.Timedomainanalysisandidentificationofdominantmodes,”IEEETrans.PowerElectron.,vol.13,no.4,pp.757-767,Jul.1998.W.Shen,F.Wang,D.Boroyevich,andY.Liu,“DefinitionandacquisitionofCMandDMEMInoiseforgeneral-purposeadjustablespeedmotordrives,”inProc.IEEEP