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申请/专利权人：福州大学

摘要：本发明基于插入无源二端口网络的噪声源阻抗提取方法，涉及一种电力电子功率变换器噪声源阻抗提取方法，通过在被测设备与LISN之间插入3个任意不同的无源二端口网络，建立了关于噪声源阻抗实部和虚部与可被测量的二元二次方程组关系式，并通过编程实现自动化求解，筛选出传导EMI测试频段（9kHz~30MHz）范围内的有效频点，可以准确地计算噪声源阻抗幅值和相位。本发明为预测插入EMI滤波器后LISN端的噪声电流以及设计高性能的EMI滤波器提供精确理论依据；本发明的优点在于：成本低、操作简单、实用性强，且具有普遍适用性。

主权项：1.基于插入无源二端口网络的噪声源阻抗提取方法，用于提取功率变换器噪声源阻抗，其特征在于：包括以下步骤；步骤S1、将被测设备EUT的EMI噪声源用戴维宁等效电路表示，即表示为噪声源阻抗Zs和噪声电压源Vs的串联形式；步骤S2、将线性阻抗稳定网络LISN用理想电阻RLISN表示，测量共模噪声源阻抗、测量差模噪声源阻抗时分别使用阻值不同的理想电阻代表LISN端等效负载阻抗RLISN；步骤S3、在EUT与LISN之间插入三个任意不同的无源二端口网络Ni，取i＝1，2，3；Ni中的无源器件的精确阻抗特性曲线用阻抗分析仪测得；Zi表示插入无源二端口网络Ni时从EUT侧看入的输入阻抗；Ii表示插入无源二端口网络Ni时从EUT侧的端口噪声电流；步骤S4、设噪声源阻抗Zs的实部和虚部分别为Zs_Re和Zs_Im，输入阻抗Zi的实部和虚部分别为Zi_Re和Zi_Im；当插入无源二端口网络Ni时，噪声电流Ii取模表示为 步骤S5、通过插入3个不同的无源二端口网络Ni后，经公式一建立关于噪声源阻抗实部Zs_Re和虚部Zs_Im与可被测量之间的二元二次方程组为 其中噪声电流Ii、输入阻抗的实部Zi_Re和虚部Zi_Im均为通过测量获得的值，噪声源阻抗实部Zs_Re和虚部Zs_Im为未知量；步骤S6、通过软件编程循环求解传导EMI测试频段范围内每个测试频点对应的二元二次方程组，得到噪声源阻抗Zs的实部Zs_Re和虚部Zs_Im；步骤S7、筛选出传导EMI测试频段范围内的有效频点，计算噪声源阻抗幅值和相位；步骤S6在求解噪声源阻抗时，按下述方法判断公式二表述的二元二次方程组是否有解以筛选有效频率点集fm，将噪声源阻抗Zs的实部Zs_Re和虚部Zs_Im分别当作自变量和因变量，二元二次方程组表示为关于噪声源阻抗实部Zs_Re的函数Zs_Im1Zs_Re和Zs_Im2Zs_Re，表述为 式中，过渡变量分别为a＝I12Z1_Im-I22Z2_ImI12-I22b＝[I12Zs_Re+Z1_Re2-I22Zs_Re+Z2_Re2]I12-I22c＝I22Z2_Im-I32Z3_ImI22-I32d＝[I22Zs_Re+Z2_Re2-I32Zs_Re+Z3_Re2]I22-I32其中，函数Zs_Im1Zs_Re和Zs_Im2Zs_Re的图像为两个圆轨迹，当两个圆轨迹存在交点时，该频率点对应的噪声源阻抗有解；记Zs_Im1Zs_Re和Zs_Im2Zs_Re对应圆的半径分别为R1和R2，两圆的圆心距为D，表达式如下： 式中，过渡变量分别为f＝Z1_ReI12-Z2_ReI22I22-I12g＝Z1_ImI12-Z2_ImI22I22-I12h＝Z2_Re2I22-Z1_Re2I12I22-I12k＝Z2_Im2I22-Z1_Im2I12I22-I12l＝Z2_ReI12-Z3_ReI32I32-I22m＝Z2_ImI12-Z3_ImI32I32-I22n＝Z3_Re2I32-Z2_Re2I22I32-I22p＝Z3_Im2I32-Z2_Im2I22I32-I22基于几何理论可知，两个圆轨迹有交点时，公式二表述的二元二次方程组有解，其充分条件以公式表述为R1+R2≥D∧|R1-R2|≤D公式七；经公式二、公式四、公式五、公式六、公式七，通过编程得到传导EMI测试频段范围内的有效频点及其对应的噪声源阻抗实部Zs_Re和虚部Zs_Im，进而得到噪声源阻抗的幅值|Zs|和相位θZs；公式为

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