燃料电池车用大功率DC/DC变换器电磁兼容

作者：时间：2010-01-06来源：网络收藏

　　● 减小干扰源的电磁干扰强度

　　大功率DC/DC变换器产生电磁干扰的主要原因是电压和电流的急剧变化，因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率(du/dt和di/dt)。最常用的方法就是增加吸收电路[3]，吸收电路能够抑制电磁干扰，其基本原理就是开关管关断时为其提供旁路，吸收积蓄在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰的发生。软开关柔性换流技术是近年来研究的热点[4]，在FCEV用大功率DC/DC变换器中，采用无源谐振软开关柔性换流技术，可以大大降低开关过程中的du/dt和di/dt，不仅减小了开关损耗，而且还大大降低了电磁干扰。另外通过优化功率开关管IGBT驱动参数，合理选择功率开关管IGBT的驱动电压和栅极驱动电阻，也可以降低大功率DC/DC变换器电磁干扰。

　　● 切断电磁干扰传输途径

　　FCEV用大功率DC/DC变换器产生的电磁干扰以传导干扰为主。目前最常用的方法就是在DC/DC变换器输入和输出端加装滤波电容器。如图3，为了减小FCEV用大功率DC/DC变换器对CAN通讯的干扰，在变换器输入输出端加适量的接地电容，CAN通讯波形得到有效改善。

　　在FCEV用大功率DC/DC变换器中，输出电压或电流纹波是电源的重要指标。图4在大功率DC/DC变换器的输出端连接CLC滤波器后，变换器输出电压波形平稳，开关噪音减小，滤波效果十分明显。

　　此外，在FCEV用大功率DC /DC变换器中开关管IGBT以十几千赫的频率开通和关断,电路中可能产生高次谐波电流，影响燃料电池的输出电压。因此DC/DC变换器输入和输出端通常并联电容(电解电容与无感电容并联)。无感电容可以滤除线路中由于谐振而产生的高频辐射干扰，而电解电容用来稳定燃料电池输出电压及降低辐射强度，同时减小DC/DC变换器输出电压纹波[5,6]。

● 敏感元器件合理布局

　　FCEV用大功率DC/DC变换器中包含很多敏感元器件(比如电流霍尔传感器)，这些敏感元器件对电磁干扰非常敏感。在FCEV用大功率DC/DC变换器主电路实际布局中，通常将敏感元器件布局在离功率开关管IGBT、续流二极管和高频变压器尽量远的地方、同时将信号线绞合并缩短布线距离，这样可以大大降低电流信号的噪音，提高系统的控制性能。同时，在FCEV用大功率DC/DC变换器布线方面，也要尽量将敏感信号线路远离功率开关管IGBT、续流二极管和高频变压器等强干扰源。同时，不能与高压交流信号和高频脉冲信号放置在一起，应保证适当的距离。

　　● 屏蔽和信号接地设计

　　在燃料电池电动汽车中，大功率DC /DC变换器和其他控制电路、电机控制器等设备安置在一起，相互之间要辐射电磁能量，通常采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的屏蔽方式来抑制辐射干扰[7]。此外，信号接地[8]也可以消除外界或其他设备对FCEV用大功率DC/DC变换器的干扰，其关键是选择恰当的电路公共参考点以及接地线路的合理布局。