电动汽车用Z源逆变驱动电机系统的传导共模电磁干扰消除装置的制作方法

本实用新型涉及一种电磁干扰消除装置，特别是一种电动汽车用Z源逆变驱动电机系统的传导共模电磁干扰消除装置。

背景技术：

随着电力电子变换和控制技术的发展，在现代工业中，采用脉冲宽度调制(PWM)方式逆变器的综合性能不断提高，其应用范围也日益广泛，如变频器、不间断电源(UPS)等。新能源汽车近年来高速发展，特别是混合动气汽车。混合动力汽车中需要使用逆变系统，逆变系统采用IGBT等高速半导体开关器件，可以大大加快逆变器的动态响应过程，提高系统的性能。然而，这些开关器件产生的高频脉冲信号具有很大的dv/dt、di/dt，形成很强的电磁干扰(EMI)。逆变系统中由于电力电子器件的高频动作，电压和电流产生了巨大变化，从而产生了EMI电流，会对电力电子器件造成很强的电磁干扰，其中共模EMI是传导EMI和辐射EMI的主要组成成分。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能够有效抑制EMI 电流的电动汽车用Z源逆变驱动电机系统的传导共模电磁干扰消除装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该电动汽车用Z源逆变驱动电机系统的传导共模电磁干扰消除装置包括电源电路、LISN模块、EMI检测电路、推挽放大电路以及Z源逆变模块，所述电源电路和所述LISN模块、EMI检测电路以及Z源逆变模块依次串接，所述EMI检测电路的输出端口和所述推挽放大电路电连接。通过EMI检测电路检测到共模电流，然后通过推挽放大电路进行放大，之后反馈输出回去，这样就可以消除共模电流，而且由电源电路供电，就无需另外带电源了。

作为优选，本实用新型所述电源电路为直流电源。

作为优选，本实用新型所述推挽放大电路包括电阻R1、三极管V7和三级管V8，所述电阻R1和所述三极管V7的基极、三级管V8的基极电连接，所述三极管V7的发射极和三级管V8的发射极电连接。

作为优选，本实用新型所述Z源逆变模块包括电感L1、电感L2、电容C1、电容C2、晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4、晶闸管V5、晶闸管V6、二极管D1、二极管 D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6，所述晶闸管V1和所述二极管D1组成开关模块1，所述晶闸管V2和所述二极管D2组成开关模块2，所述晶闸管V3和所述二极管D3组成开关模块3，所述晶闸管V4和所述二极管D4组成开关模块4，所述晶闸管V5和所述二极管D5组成开关模块5，所述晶闸管V6和所述二极管D6组成开关模块6，所述电感L1和所述电容C2串联，所述电容C2和所述电感L2串联，所述开关模块1和开关模块2 串联，所述开关模块3和开关模块4串联，所述开关模块5和开关模块6串联，所述开关模块1和开关模块2之间为第一输出端，所述开关模块3和开关模块4之间为第二输出端，所述开关模块5和开关模块6之间为第三输出端。

作为优选，本实用新型所述LISN模块的数量为两个，分别和所述电源电路(100)的两根输出线连接，两个所述LISN模块共同接地。

作为优选，本实用新型还包括共模扼流圈(600)，所述共模扼流圈(600)位于第一输出端(501)、第二输出端(502)、第三输出端(503)和负载之间。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型中使用了推挽放大电路(300)来进行共模干扰的消除，非常有效消除了共模干扰。

附图说明

图1是本实用新型实施例的Z源逆变模块的电路示意图。

图2是本实用新型实施例的整体示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

参见图1、图2，电动汽车用Z源逆变驱动电机系统的传导共模电磁干扰消除装置包括电源电路100、LISN模块、EMI检测电路200、推挽放大电路300以及Z源逆变模块，电源电路和LISN模块、EMI检测电路200以及Z源逆变模块400依次串接，EMI检测电路 200的输出端口和推挽放大电路300连接。通过EMI检测电路200检测到共模电流，然后通过推挽放大电路300进行放大，之后反馈输出回去，这样就可以消除共模电流，而且由电源电路供电，无需另外电源单独供电。

本实施例中，使用有源EMI滤波，通过反馈输出一个大小相等、方向相反的补偿电流，以此来抵消噪声电流，从而达到消除EMI噪声电流的目的。它能根据检测到的模拟噪声信号来直接驱动有源元件，使有源元件工作在线性放大的状况下，这里的有源元件是一对互补的快速三极管，让它工作在功率放大的状态，它能产生一个与噪声电流反相的放大电流，对共模电流进行补偿。这种共模滤波器的特点是它的有源元件工作在线性放大的状态，它能根据实时检测到的共模电流来驱动一对推挽放大管，形成一个闭环补偿，因而无论逆变器的工作状况和共模电流如何改变，它都能起到比较好的补偿效果。

本实施例中，电源电路100提供直流电源，LISN模块是现有的模块，是LISN，Line Impedance Stabilization Network的缩写，即线路阻抗稳定网络。本实施例中可以使用现有的LISN模块。

本实施例中，EMI检测电路200检测电路是现有的公开技术，EMI检测电路200就是通过电感耦合检测主电路中的共模电流，可以采用共模变压器。1也可以通过简单的互感来得到共模电流信号，例如用电感L5和电感L4互感，或者用电感L5和电感L3互感，因为共模电流在电感L4和电感L3中是相同的，所以可以选择电感L3和电感L4其中之一与电感L5互感就可以了。

本实施例中，检测电路使用共模变压器。该共模变压器是通用技术。

本实施例中，推挽放大电路300包括电阻R1、三极管V7和三级管V8，电阻R1和三极管V7的基极、三级管V8的基极电连接，三极管V7的发射极和三级管V8的发射极电连接。

本实施例中，Z源逆变模块400包括电感L1、电感L2、电容C1、电容C2、晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4、晶闸管V5、晶闸管V6、二极管D1、二极管D2、二极管 D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6，晶闸管V1和二极管D1组成开关模块1，晶闸管V2和二极管D2组成开关模块2，晶闸管V3和二极管D3组成开关模块3，晶闸管V4和二极管D4组成开关模块4，晶闸管V5和二极管D5组成开关模块5，晶闸管V6和二极管D6组成开关模块6，电感L1和电容C2串联，电容C2和电感L2串联，开关模块1和开关模块2 串联，开关模块3和开关模块4串联，开关模块5和开关模块6串联，开关模块1和开关模块2之间为第一输出端501，开关模块3和开关模块4之间为第二输出端502，开关模块 5和开关模块6之间为第三输出端503。这个是典型的Z源逆变模块，

在图1中，Z源逆变模块400输出到负载500，其中Z源逆变模块400和负载500通过第一输出端501、第二输出端502和第三输出端503连接。

LISN模块的数量为两个，分别和所述电源电路100的两根输出线连接，两个LISN模块都共同接地。

在图2中，在推挽放大电路300的输出端设置有可变电阻R2，可以用来调整输出的电流的幅度大小，从而更好地和共模电流抵消。

本实施例还包括共模扼流圈600，所述共模扼流圈600位于第一输出端501、第二输出端502、第三输出端503和负载之间。电路对高频特性要求不是很高时完全可以用有源补偿电路消除共模电磁干扰，当Z源逆变器工作在高频状态时，有源滤波作用不是很大，此时要用到无源滤波器。共模扼流圈主要作用于高频共模干扰，不会影响系统的正常工作电流，可以十分有效地抑制Z源逆变器输出产生的高次谐波电流，可以显著减小传导性EMI。由于电动汽车采用的交流电机工作效率最高，故在高频时要对交流电机进行保护，防止高频时共模电磁干扰对电机造成损坏，最大限度地保留电机原有的电气寿命。

本实施例中，电路工作的时候，共模电流I流过电路，共模电流I定义为在任意或全部载流导线和参考地之间的无用电位差所形成的电流。干扰电流在电路走线中的所有导线上的幅度、相位相同，它在电路走线与大地之间形成的回路中流动，共模电流I的频率较高。

电路通过EMI检测电路200检测出共模电流I，然后输出到推挽放大电路300进行推挽放大，然后和共模电流I进行抵消，从而减弱或者消除共模电流I。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。