基于RC吸收回路的功率器件电磁干扰特征参数确定方法与流程

本发明涉及电子元器件，尤其涉及基于rc吸收回路的功率器件电磁干扰特征参数确定方法。

背景技术：

1、由于功率器件的开关速度较快，因此在开关过程中会产生较为明显的电流及电压振荡，同时振动过程会增大开关波形的电磁干扰；为了减小功率器件在开关过程中面临的电流/电压振荡，同时缓解系统的电磁干扰强度，需要经常对其开关过程中产生的开关振荡进行有效抑制。

2、电阻-电容(resistor and capaci-tor，rc)吸收回路是一种简单有效的抑制方法，通过增大电阻r，使得功率器件的开关过程响应的阻尼系数增加，从而缓解开关振荡；rc吸收回路简单实用，在功率器件开关振荡抑制过程中得到了广泛地应用，但是，较大的电阻r同时也减缓了功率器件的di/dt以及dv/dt，带来了过大的开关损耗，所以在分析电磁干扰问题的同时，面对系统超标现象的电磁频谱，吸收电容与振荡环节中的阻尼系数之间的关系需要进行分析，以及电磁干扰的特征参数也需要进行确定，因此，如何同时兼顾这些问题是目前需要考虑的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于rc吸收回路的功率器件电磁干扰特征参数确定方法，解决了现有只通过rc吸收回路进行电磁干扰抑制的方法存在的不足。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：基于rc吸收回路的功率器件电磁干扰特征参数确定方法，所述方法包括：

3、根据rc吸收回路的开关振荡等效电路与开关过程状态方程得到漏极电流id与母线电压vdc之间的传递函数，，其中，rs为吸收回路电阻，cj为sic的结电容，cs为吸收回路电容，lloop为环路电感，lp为寄生电感，rp为寄生电阻，s表示系统的频率响应，表示漏极电流id在传递函数中的复数表达形式，表示母线电压vdc在传递函数中的复数表达形式；

4、根据四阶系统的极点分布与振荡频率阻尼系数的关系对rs和cs取值进行调节，改变系统传递函数的极点分布，并从频谱角度分析rc吸收回路对电磁干扰的影响，得到经过处理后振荡频谱数据的幅度表达式为，其中，表示极点的取值，表示极点1的取值，表示极点2的取值，和分别表示低频和高频振荡的无阻尼自然振荡频率、和分别表示低频和高频振荡的频率、和分别表示低频和高频震荡的阻尼系数，为频率，mag为一个取复数的幅度值的函数表达符号，e表示以e为底数的指数函数，j表示虚数单位；

5、通过粒子群算法对振荡频率、衰减因子、初始相位和最大振幅四个参数进行求解，得到四个参数的最优值；

6、将最优值代入频谱数据的幅度表达式中并通过傅里叶逆变换得到频谱数据的时域表达，再代入传递函数中确定rs和cs的取值。

7、所述对rs和cs取值进行调节，改变系统传递函数的极点分布，并从频谱角度分析rc吸收回路对电磁干扰的影响，得到经过处理后振荡频谱数据的幅度表达式为具体包括以下内容：

8、在初始阶段逐渐增大cs，高频振荡逐渐增大，低频振荡逐渐减缓，当cs增大到设定值后，继续增大cs时，低频振荡完全消除，此时高频振荡的变化趋于稳定；

9、在初始阶段逐渐增大rs，高频振荡与低频振荡均得到抑制，当rs的值超过设定值后，低频振荡逐渐消失，高频振荡加剧，得到经过处理后振荡频谱数据的幅度表达式。

10、所述通过粒子群算法对振荡频率、衰减因子、初始相位和最大振幅四个参数进行求解，得到四个参数的最优值具体包括以下内容：

11、确定目标函数为拟合函数与频域测试数据预处理结果差值的平方和的值最小为优化目标，其中，为测试数据预处理后第个点的幅度值，为对应频率处拟合函数的幅度值；

12、结合测试数据量，设置迭代次数g、种群数量n、维度d、惯性权重w、自我学习因子c1和群体学习因子c2；

13、根据测试数据，设置四个参数变量的位置限制边界和速度限制边界；

14、针对所有种群，在位置和速度限制边界内随机初始化，得到原始位置x和速度v，并记录为个体历史最佳位置、种群历史最佳位置、个体历史最佳适应度和种群历史最佳适应度；

15、迭代所有种群的速度和位置，同时，更新、、、；

16、在达到最大迭代次数后，输出种群历史最佳位置和种群历史最佳适应度，即得到、、、四个参数。

17、本发明具有以下优点：一种基于rc吸收回路的功率器件电磁干扰特征参数确定方法，分析了rc吸收回路与功率器件电磁干扰之间的关系，并且定量的分析了基于rc吸收回路的作用机理，然后从频谱数据出发，分析开关振荡与电磁干扰之间的关系，并快速的解出最优参数确定电磁干扰的频谱特征参数，避免了多次复杂的公式求解以及多次迭代的数据试错。得到的参数可以用于进一步的针对性分析与设计，节省大量的时间和成本。

技术特征：

1.基于rc吸收回路的功率器件电磁干扰特征参数确定方法，其特征在于：所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于rc吸收回路的功率器件电磁干扰特征参数确定方法，其特征在于：所述对rs和cs取值进行调节，改变系统传递函数的极点分布，并从频谱角度分析rc吸收回路对电磁干扰的影响，得到经过处理后振荡频谱数据的幅度表达式为具体包括以下内容：

3.根据权利要求1所述的基于rc吸收回路的功率器件电磁干扰特征参数确定方法，其特征在于：所述通过粒子群算法对振荡频率、衰减因子、初始相位和最大振幅四个参数进行求解，得到四个参数的最优值具体包括以下内容：

技术总结
本发明涉及基于RC吸收回路的功率器件电磁干扰特征参数确定方法，属于电子元器件技术领域，包括：根据RC吸收回路的开关振荡等效电路与开关过程状态方程得到传递函数；根据四阶系统的极点分布与振荡频率阻尼系数的关系，对R<subgt;s</subgt;和C<subgt;s</subgt;取值进行调节，从频谱角度分析RC吸收回路对电磁干扰的影响，得到经过处理后振荡频谱数据的幅度表示；通过粒子群算法对四个参数进行求解，得到四个参数的最优值，最后确定R<subgt;s</subgt;和C<subgt;s</subgt;的取值。本发明分析了RC吸收回路与功率器件电磁干扰之间的关系，并且定量的分析了基于RC吸收回路的作用机理，然后从频谱数据出发，分析开关振荡与电磁干扰之间的关系，并快速的解出最优参数确定电磁干扰的频谱特征参数。

技术研发人员：武嘉艺
受保护的技术使用者：长鹰恒容电磁科技（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15