電力変換回路用ノイズフィルタ設計に向けた素子材料特性・空間電磁結合のモデル化

功率转换电路噪声滤波器设计的元件材料特性和空间电磁耦合建模

基本信息

批准号：
22K14240
负责人：
井渕貴章
金额：
$ 3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、電力変換回路における電磁環境両立性（EMC）設計の実現を目的とし、電磁干渉（EMI）ノイズ閉じ込め・抑制に用いる受動素子の材料物性に起因する非線形特性のモデル化、および配線や素子間の空間電磁結合のモデル化に基づいて、ノイズフィルタや付帯回路を含めたシステムレベルでのノイズ閉じ込め・抑制設計法の確立に取り組むものである。電力変換回路におけるEMIノイズ発生量予測および抑制・低減検討について、近年ではCAE（Computer Aided Engineering）に基づく大規模解析に対する要求が増加している。CAE解析は電気・機械・電磁気・熱などの連成解析が行えるため、電力変換機器設計における開発期間短縮・試作コスト削減の観点からも有用かつ必要不可欠と考えられる反面、解析の前提となる物理的性質や制約条件を適切に設定しない限り妥当な結果が得られない。よって本研究では、広帯域ノイズ解析における受動素子の材料物性を含めた特性の定量評価・モデル化に着目することとした。今年度は特に、トロイダル型コモンモードチョークインダクタを例に高周波鉄損の実測評価法・モデル化を中心に検討を実施し、素子が持つ寄生成分とノイズ低減・抑制の基本原理との対応付けを図った。電圧・電流測定に用いるプローブの広帯域ゲイン・位相特性評価やMHz以上の高周波数帯を対象とした鉄損測定法の原理検証や課題抽出により、広帯域・高精度鉄損計測およびモデリング技術の確立に向けた重要な知見が得られた。

本研究的目的是通过对用于电磁干扰 (EMI) 噪声抑制和抑制的无源元件的材料特性引起的非线性特性进行建模，并通过对布线和基于在元件之间的空间电磁耦合建模方面，该项目旨在建立一种包括噪声滤波器和辅助电路的系统级噪声限制/抑制设计方法。近年来，越来越需要基于CAE（计算机辅助工程）的大规模分析来预测电源转换电路中产生的EMI噪声量并研究其抑制和降低。 CAE分析可以进行电气、机械、电磁、热等的耦合分析，因此从缩短电力转换设备设计中的开发时间和原型制作成本的角度来看，它被认为是有用和必要的，除非物理性能得到有效的结果。并适当设置约束。因此，在本研究中，我们重点关注宽带噪声分析中无源元件特性（包括其材料特性）的定量评估和建模。本财年，我们将重点关注以环形共模扼流电感器为例的高频铁损的实际测量和建模，并尝试将元件的寄生分量与降噪和抑制的基本原理联系起来。我试过。通过评估用于电压和电流测量的探头的宽带增益和相位特性，建立宽带、高精度铁损测量和建模技术，验证MHz及以上高频段铁损测量方法的原理和问题。获得了重要的发现。