CN111353410A - 电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111353410A CN111353410A CN202010115328.3A CN202010115328A CN111353410A CN 111353410 A CN111353410 A CN 111353410A CN 202010115328 A CN202010115328 A CN 202010115328A CN 111353410 A CN111353410 A CN 111353410A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- interference
- electromagnetic
- independent
- analysis
- interference source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 43
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 21
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 14
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 10
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0064—Earth or grounding circuit
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2218/00—Aspects of pattern recognition specially adapted for signal processing
- G06F2218/02—Preprocessing
- G06F2218/04—Denoising
- G06F2218/06—Denoising by applying a scale-space analysis, e.g. using wavelet analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2218/00—Aspects of pattern recognition specially adapted for signal processing
- G06F2218/08—Feature extraction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
本申请涉及一种电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质。其中,电磁干扰分析方法对无线电能传输系统进行电磁干扰分析时,将独立干扰源模块外的其他模块进行屏蔽,以排除系统上其他干扰源的影响;采用小波分析的方式对独立干扰源模块的电磁信号进行处理,得到对应的干扰源特征;基于干扰源特征,可分析得到独立干扰源模块的干扰机理,进而可对独立干扰源采取对应的屏蔽方式。基于此,基于对独立干扰源模块的电磁信号进行小波分析,电磁干扰分析的针对性强,能够更准确地分析产生电磁干扰的原因,进而能够采用对应的屏蔽方式来屏蔽电磁干扰,提高屏蔽效果且降低电磁屏蔽成本。
Description
技术领域
本申请涉及电磁干扰技术领域,特别是涉及一种电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
无线电能传输系统为了提高传输效率,多采用高频率的开关器件,使得电路运行在高频状态下;电源对原边电路供电,电能传输到副边后,进行升降压及滤波调整对负载进行充电。在能量传输过程中,由于高频电路运行伴随着辐射电磁波的释放,不同程度上对系统中抗干扰要求较高的电路造成影响。为使系统能稳定安全运行,可对系统采取一些电磁屏蔽措施,既能提高电路的抗干扰能力也能防止电子设备向外发出电磁辐射;除了能提高系统运行的可靠性,还能对原副边之间的信息传输也起到相当的抗电磁波辐射干扰,以使信息数据传输能更为精确,提高无线电能传输系统的准确性能与安全性能。
在实现过程中,发明人发现传统技术中至少存在如下问题:传统的屏蔽干扰技术针对性差,导致屏蔽干扰的成本高。
发明内容
基于此,有必要针对传统的屏蔽干扰技术针对性差的问题,提供一种电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质。
为了实现上述目的,一方面,本申请实施例提供了一种电磁干扰分析方法,包括:
获取无线电能传输系统中独立干扰源模块的电磁信号;无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态;
对电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征;
根据干扰源特征和独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到独立干扰源模块的干扰机理;干扰机理用于获取独立干扰源模块的屏蔽方式;干扰机理包括电流突变干扰、高频通断干扰、地环路干扰、公共阻抗耦合干扰、共模干扰、布线干扰、热辐射干扰和环境干扰中的至少一种。
在其中一个实施例中,根据干扰源特征和独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到独立干扰源模块的干扰机理的步骤之后,还包括:
对独立干扰源模块在设置屏蔽方式后的电磁信号进行小波分析,得到干扰抑制结果;无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态。
在其中一个实施例中,干扰源特征包括高频干扰信号和/或低频干扰信号;
对电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征的步骤包括:
在预设频带中对电磁信号进行分解,得到高频干扰信号和/或低频干扰信号。
在其中一个实施例中,干扰源特征还包括累积能量参数、突变参数和不平和参数;
在预设频带中对电磁信号进行分解,得到高频干扰信号和/或低频干扰信号的步骤之后,还包括:
在多个频带上提取小波系数的累积能量参数、突变参数和不平和参数。
在其中一个实施例中,屏蔽方式包括以下手段中的任意一种或任意组合;
给开关单元设置缓冲电路,增大开关器件中导热片和散热器的距离,设置接地屏蔽体,在传输线上设置滤波电路,增大电源线宽度,数字地与模拟地分开设置,以及增大接地线的宽度。
在其中一个实施例中,无线电能传输系统中的其它模块均采用铁氧体屏蔽层进行隔离。
在其中一个实施例中,环境干扰包括谐波干扰、雷电干扰、太阳噪声干扰、静电放电干扰以及高频发射设备干扰中的至少一种。
另一方面,本申请实施例还提供了一种电磁干扰分析装置,包括:
独立干扰源测量模块,用于获取无线电能传输系统中独立干扰源模块的电磁信号;无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态;
干扰源特征分析模块,用于对电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征;
干扰机理获取模块,用于根据干扰源特征和独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到独立干扰源模块的干扰机理;干扰机理用于获取独立干扰源模块的屏蔽方式;干扰机理包括电流突变干扰、高频通断干扰、地环路干扰、公共阻抗耦合干扰、共模干扰、布线干扰、热辐射干扰和环境干扰中的至少一种。
在其中一个实施例中,提供了一种设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现如上述的电磁干扰分析方法。
在其中一个实施例中,提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如上述的电磁干扰分析方法。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
对无线电能传输系统进行电磁干扰分析时,将独立干扰源模块外的其他模块进行屏蔽,以排除系统上其他干扰源的影响;采用小波分析的方式对独立干扰源模块的电磁信号进行处理,得到对应的干扰源特征;基于干扰源特征,可分析得到独立干扰源模块的干扰机理,进而可对独立干扰源采取对应的屏蔽方式。基于此,基于对独立干扰源模块的电磁信号进行小波分析,电磁干扰分析的针对性强,能够更准确地分析产生电磁干扰的原因,进而能够采用对应的屏蔽方式来屏蔽电磁干扰,提高屏蔽效果且降低电磁屏蔽成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为一个实施例中电磁干扰分析方法的第一示意性流程图;
图2为一个实施例中Cuk电路的结构示意图;
图3为一个实施例中二极管状态转换的参数变化示意图;
图4为一个实施例中电磁干扰分析方法的第二示意性流程图;
图5为一个实施例中电磁干扰分析装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在传统的DC/DC变换系统电磁屏蔽技术的应用和分析中,屏蔽方案复杂,成本高。示例性地,在可能会产生干扰的通路上增加各种屏蔽干扰的电路,如专职的输入级干扰电路,电源级干扰抑制电路等多种电路,虽然能起到一定的屏蔽作用,但其针对性差,影响屏蔽效果且会增加成本。为此,本申请实施例提供了一种电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质,通过对独立的干扰源进行测量、特征提取与分析,进而得到干扰机理和对应的屏蔽方式。
在一个实施例中,提供了一种电磁干扰分析方法,如图1所示,包括:
步骤S110,获取无线电能传输系统中独立干扰源模块的电磁信号;无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态。
步骤S120,对电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征。
步骤S130,根据干扰源特征和独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到独立干扰源模块的干扰机理;干扰机理用于获取独立干扰源模块的屏蔽方式;干扰机理包括电流突变干扰、高频通断干扰、地环路干扰、公共阻抗耦合干扰、共模干扰、布线干扰、热辐射干扰和环境干扰中的至少一种。
具体而言,无线电能传输系统包括多个模块,各个模块均可能产生电磁干扰,因此,需分析各模块产生电磁干扰的机理。为避免不同模块对分析的影响,在测量某一模块时,需对无线电能传输系统中除了该模块外的其他模块进行屏蔽处理,以隔离其他模块对信号的影响。示例性地,无线电能传输系统包括开关模块、电压转换模块和滤波模块;将开关模块作为独立干扰源模块时,需将电压转换模块和滤波模块进行屏蔽处理;而将电压转换模块作为独立干扰源模块时,则需将开关模块和滤波模块进行屏蔽处理。设置模块为屏蔽状态的方式包括设置屏蔽罩、屏蔽层等,此处不做具体限定。获取无线电能传输系统中独立干扰源模块的电磁信号的方式可通过电磁探头、示波器等现有设备来获取,此处不做具体限定。
在一个示例中,无线电能传输系统中副边输出电压连接DC/DC变换器;DC/DC变换器可以Cuk电路为例,如图2所示,Cuk电路可实现直流电压的升压和降压。副边输入的电压通过DC/DC变换器,经过滤波电容C滤波后再输出到负载R给负载供电。测试独立干扰源时,如对DC/DC变换器输出线的干扰信号进行测量,则用高阻抗铁氧体将其他器件或模块进行隔离、干扰其传播路径;同时,其他对测量结果产生影响的线束,也需要屏蔽其电磁干扰。
电磁信号为非线性信号,如果采用传统的傅里叶分析方法分析干扰源特征,只能选取时域或频域其中一种进行分析,无法将信号高频段和低频段与时间一一对应,即,不能同时分析干扰信号的时频域性质。本申请实施例采用小波分析进行干扰源特征提取与分析;小波分析是一种能同时进行时频域分析的方法。具体地,可通过小波基函数进行平移和伸缩变换来表述信号;通过参数变换,能够很好的观察信号的局部特征;根据尺度函数的调节,实现对信号时频同时分析。即,小波分析是时间(空间)频率的局部化分析,通过伸缩平移运算对信号(函数)逐步进行多尺度细化,最终达到高频处时间细分,低频处频率细分,能自动适应时频信号分析的要求,从而可聚焦到信号的任意细节。小波分析处理信号的时候不会对信号产生影响,基本能完整显示出干扰信号。对电磁信号进行小波分析后,可得到干扰源特征,例如高频干扰信号、低频干扰信号、各频道小波系数的参数等;具体地,可根据实际需求分析得到需要的干扰源特征,此处不做具体限定。即,本申请实施例基于小波分析,针对电磁信号的分解尺度尽可能多,使分析波形图更为清晰明确,可避免对干扰源原因研究方向出现错误。示例性地,函数ψ(t)∈L2R称为基本小波,(L2R表示平方可积的实数空间)满足:
当电磁干扰信号为连续信号,将ψ(t)经过拉伸或平移变换后可得到L2R的标准正交基:
其中,a代表伸缩参数,b代表平移参数。
在实际工程中,通常要对信号进行离散化处理,任何信号s(t)∈L2R都可被分解为:
其中,j为尺度因子,k为时移因子。
示例性地,在研究DC/DC变换系统的电磁干扰信号时,首先对无线电能传输系统中其他电磁干扰信号进行屏蔽或者抑制处理。其次,在获取DC/DC变换系统的信号后,采用小波分析进行独立干扰源的特征提取与分析,得到若干个子带信号,计算得出各子带频域内的累积能量参数、突变参数和不平衡参数等;基于计算得到的参数,可得到电磁干扰时域信号在所对应的频域内的能量大小及频带分布,便于后续分析电磁干扰产生机理、干扰路径及抑制电磁干扰。同时,小波分析处理信号的时候不会对信号产生影响,基本能完整显示出干扰信号。
系统中的电磁干扰至少可包括开关器件周期性通断时产生的冲击信号分量,以及宽频带的环境中不可避免的各类噪声。基于干扰源特征以及独立干扰源模块的属性特征,可分析得到独立干扰源模块的干扰机理。其中,独立干扰源模块的属性特征可包括器件类型、线路结构等。无线电能传输系统的电磁干扰机理主要包括内部原因和外部原因;内部原因主要是独立干扰源模块的属性特征造成,例如二极管反向恢复带来的干扰、开关管高频通断带来的干扰和布线干扰等;外部原因主要由环境因素、外部设备因素造成。结合干扰源特征以及独立干扰源模块的属性特征,可分析得到电磁干扰的内部原因和外部原因,从而能够对独立干扰源模块设置相应的屏蔽方式,减少系统的电磁干扰。
干扰机理至少可包括电流突变干扰、高频通断干扰、地环路干扰、公共阻抗耦合干扰、共模干扰、布线干扰、热辐射干扰和环境干扰。在一个示例中,DC/DC变换器中的二极管反向恢复会引起的噪声干扰,如图3所示,在二极管由导通状态到阻断的转换过程中,并不能立即关断,需要经过一段反向恢复时间trr才能进入截止状态,在关断之前有较大的反向电流IRP出现,并伴随有明显的反向电压过冲;快速的电压、电流突变是产生电磁干扰的极大原因之一。在另一个示例中,MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,金氧半场效晶体管)和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)在高频下通断速度非常快,通常伴有很大的电流电压变化率,如MOSFET的开关时间在10ns(纳秒)至100ns之间,其工作频率可达100kHz(千赫兹)以上,会产生强烈的电磁干扰,并通过传导、辐射和串扰等耦合途径影响自身电路及其他电子设备的正常工作,同时,其本身也会受到其他电子设备的电磁干扰的影响;电磁干扰将造成信号畸变,影响电子设备的正常工作。此外,系统或模块中还存在地环路干扰、公共阻抗耦合干扰等,当系统运行在高频时,电路对地的寄生电容会使DC/DC变换器出现共模干扰,同时,不合理的布线和热辐射也会产生干扰。
针对干扰机理的屏蔽方式可主要包括:减小干扰源产生的干扰信号,切断干扰信号的传播途径和提高受扰设备的抗干扰能力。对于不同的干扰机理,可选择相应的屏蔽方式。例如,对于开关电路造成的电流突变干扰,可将谐振元件电感、电容引入到开关电路中;在开关过程中增加谐振过程,通过零电压开通或零电流关断实现消除开关过程中的电压与电流重叠,减小电压与电流变化率,抑制或一定程度上消除因高速通断产生的脉冲尖峰。
本申请实施例基于对独立干扰源模块的电磁信号进行小波分析,电磁干扰分析的针对性强,能够更准确地分析产生电磁干扰的原因,进而能够采用对应的屏蔽方式来屏蔽电磁干扰,提高屏蔽效果且降低电磁屏蔽成本。
在一个实施例中,如图4所示,根据干扰源特征和独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到独立干扰源模块的干扰机理的步骤之后,还包括:
步骤S140,对独立干扰源模块在设置屏蔽方式后的电磁信号进行小波分析,得到干扰抑制结果;无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态。
具体而言,在对独立干扰源模块设置对应的屏蔽方式后,再次获取电磁信号进行小波分析,得到干扰抑制结果;其中,除了独立干扰源模块,无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态;干扰抑制结果可用于确认屏蔽方式的效果及干扰机理的准确性。即,对初始电路进行小波分析可作为实验对照组,加屏蔽方式后再次小波分析,与实验对照组结果进行比较,确定屏蔽方式的有效性及作用范围。基于此,本申请实施例可针对性地分析电磁干扰的产生机理,得到对应的屏蔽方式,并能够对屏蔽方式的效果进行验证,进一步提高电磁干扰分析的准确性以及干扰抑制处理的可靠性。
在一个实施例中,干扰源特征包括高频干扰信号和/或低频干扰信号。
在一个实施例中,对电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征的步骤包括:
在预设频带中对电磁信号进行分解,得到高频干扰信号和/或低频干扰信号。
具体而言,将干扰源的电磁信号提取出来进行小波变换,在预设频带中对信号进行多次分解,随着分解尺度的增加,高频干扰信号和低频干扰信号会凸显出来。其中,预设频带可根据实际需求进行设置,例如0至100kHZ等,此处不做具体限定。本申请实施例可根据实际需求设置小波分析中的频带,提高分析效率。
在一个实施例中,干扰源特征还包括累积能量参数、突变参数和不平和参数。
具体而言,累积能量为不同子带的小波系数在相对应频带上的能量;突变参数代表不同小波系数采样区间累积能量的变化;不平衡参数为总累计能量与不同采样区间累积能量的比值。根据上述参数,能更准确地表示DC/DC变换系统上的电磁干扰信号的特征,便于后续的分析。
在一个实施例中,在预设频带中对电磁信号进行分解,得到高频干扰信号和/或低频干扰信号的步骤之后,还包括:
在多个频带上提取小波系数的累积能量参数、突变参数和不平和参数。
具体而言,对信号进行多次分解后,可在不同频带上提取小波系数的累积能量参数、突变参数和不平和参数进行分析。
在一个实施例中,屏蔽方式包括给开关单元设置缓冲电路。
具体而言,可基于软开关技术对开关单元设置缓冲电路,例如谐振电路等,从而减小电压与电流变化率,抑制或消除因高速通断产生的脉冲尖峰。基于本申请实施例的分析,可采用简单的电路或器件来抑制干扰,降低屏蔽成本。
在一个实施例中,屏蔽方式包括增大开关器件中导热片和散热器的距离。
具体而言,在为抑制高频时的共模影响,可将开关器件如MOSFET的导热片和散热器作相应处理,例如增大导热片与散热器之间的距离且减小两者之间的介电常数,从而减小流向公共地的电磁干扰电流。此外,还可采用屏蔽技术,在导热片与散热器之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上。基于本申请实施例的分析,可采用简单的结构设计来抑制干扰,降低屏蔽成本。
在一个实施例中,屏蔽方式包括设置接地屏蔽体。
具体而言,为抑制开关电源产生的辐射、电磁干扰对其他电子设备的影响,可用导电性能优良的金属材料做屏蔽体,将易受干扰的电路或器件进行隔离处理,然后将屏蔽体与地连接,利用屏蔽体在高频电磁场作用下产生的涡流与反向电磁场的抵消作用来削弱外部电磁干扰。基于本申请实施例的分析,可采用简单的结构设计来抑制干扰,降低屏蔽成本。应该注意的是,屏蔽材料可有多种选择,此处不做具体限定。
在一个实施例中,屏蔽方式包括在传输线上设置滤波电路。
具体而言,对于直接连接敏感设备的传输线,可用不同的滤波电路去切断干扰脉冲,对其电磁干扰进行吸收和衰弱处理。基于本申请实施例的分析,可采用简单的电路设计来抑制干扰,降低屏蔽成本。
在一个实施例中,屏蔽方式包括增大电源线宽度。
具体而言,印制电路板时可尽量采取抗干扰设计,如加粗电源线宽度,以减少环路电阻;即,基于本申请实施例的分析,可通过前期的改进设计来抑制干扰,降低屏蔽成本。
在一个实施例中,屏蔽方式包括数字地与模拟地分开设置,以及增大接地线的宽度。
具体而言,可将数字地与模拟地分开,接地线尽量加粗;接地线构成闭环路能提高抗噪声能力。即,基于本申请实施例的分析,可通过前期的改进设计来抑制干扰,降低屏蔽成本。
在一个实施例中,无线电能传输系统中的其它模块均采用铁氧体屏蔽层进行隔离。
具体而言,铁氧体材料是一种广泛应用的有耗器件,能将电磁干扰的能量吸收后,转化为热能损耗,从而起到滤波作用。将铁氧体作为实际的屏蔽层,来将导体、元器件或电路与环境中的散射电磁场隔离开,即构成吸收式低通滤波器。
在一个实施例中,环境干扰包括谐波干扰、雷电干扰、太阳噪声干扰、静电放电干扰以及高频发射设备干扰中的至少一种。
具体而言,对于电子设备而言,外界原因产生的电磁干扰包括电网中的谐波干扰、雷电、太阳噪声、静电放电以及周围的高频发射设备等。本申请实施例在分析独立干扰源模块的干扰机理的同时,还可结合系统所处环境分析外界原因,提高电磁干扰分析的准确性。
在一个实施例中,提供了一种电磁干扰分析装置,如图5所示,包括:
独立干扰源测量模块,用于获取无线电能传输系统中独立干扰源模块的电磁信号;无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态。
干扰源特征分析模块,用于对电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征。
干扰机理获取模块,用于根据干扰源特征和独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到独立干扰源模块的干扰机理;干扰机理用于获取独立干扰源模块的屏蔽方式;干扰机理包括电流突变干扰、高频通断干扰、地环路干扰、公共阻抗耦合干扰、共模干扰、布线干扰、热辐射干扰和环境干扰中的至少一种。
在一个实施例中,电磁干扰分析装置还包括:
干扰抑制确认模块,用于对独立干扰源模块在设置屏蔽方式后的电磁信号进行小波分析,得到干扰抑制结果;无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态。
在一个实施例中,干扰源特征包括高频干扰信号和/或低频干扰信号;
干扰源特征分析模块包括:
分解单元,用于在预设频带中对所述电磁信号进行分解,得到所述高频干扰信号和/或所述低频干扰信号。
在一个实施例中,干扰源特征还包括累积能量参数、突变参数和不平和参数;
干扰源特征分析模块包括:
参数提取单元,用于在多个频带上提取小波系数的所述累积能量参数、所述突变参数和所述不平和参数。
关于电磁干扰分析装置的具体限定可以参见上文中对于电磁干扰分析方法的限定,在此不再赘述。需要说明的是,本申请实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。上述电磁干扰分析装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
获取无线电能传输系统中独立干扰源模块的电磁信号;无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态;
对电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征;
根据干扰源特征和独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到独立干扰源模块的干扰机理;干扰机理用于获取独立干扰源模块的屏蔽方式;干扰机理包括电流突变干扰、高频通断干扰、地环路干扰、公共阻抗耦合干扰、共模干扰、布线干扰、热辐射干扰和环境干扰中的至少一种。
关于处理器执行计算机程序时实现的步骤的具体限定可以参见上文中对于电磁干扰分析方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
获取无线电能传输系统中独立干扰源模块的电磁信号;无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态;
对电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征;
根据干扰源特征和独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到独立干扰源模块的干扰机理;干扰机理用于获取独立干扰源模块的屏蔽方式;干扰机理包括电流突变干扰、高频通断干扰、地环路干扰、公共阻抗耦合干扰、共模干扰、布线干扰、热辐射干扰和环境干扰中的至少一种。
关于计算机程序被处理器执行时实现的步骤的具体限定可以参见上文中对于电磁干扰分析方法的限定,在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电磁干扰分析方法,其特征在于,包括:
获取无线电能传输系统中独立干扰源模块的电磁信号;所述无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态;
对所述电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征;
根据所述干扰源特征和所述独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到所述独立干扰源模块的干扰机理;所述干扰机理用于获取所述独立干扰源模块的屏蔽方式;所述干扰机理包括电流突变干扰、高频通断干扰、地环路干扰、公共阻抗耦合干扰、共模干扰、布线干扰、热辐射干扰和环境干扰中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的电磁干扰分析方法,其特征在于,所述根据所述干扰源特征和独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到所述独立干扰源模块的干扰机理的步骤之后,还包括:
对所述独立干扰源模块在设置所述屏蔽方式后的电磁信号进行小波分析,得到干扰抑制结果;所述无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态。
3.根据权利要求1所述的电磁干扰分析方法,其特征在于,所述干扰源特征包括高频干扰信号和/或低频干扰信号;
所述对所述电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征的步骤包括:
在预设频带中对所述电磁信号进行分解,得到所述高频干扰信号和/或所述低频干扰信号。
4.根据权利要求3所述的电磁干扰分析方法,其特征在于,所述干扰源特征还包括累积能量参数、突变参数和不平和参数;
所述在预设频带中对所述电磁信号进行分解,得到所述高频干扰信号和/或所述低频干扰信号的步骤之后,还包括:
在多个频带上提取小波系数的所述累积能量参数、所述突变参数和所述不平和参数。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电磁干扰分析方法,其特征在于,
所述屏蔽方式包括以下手段中的任意一种或任意组合;
给开关单元设置缓冲电路,增大开关器件中导热片和散热器的距离,设置接地屏蔽体,在传输线上设置滤波电路,增大电源线宽度,数字地与模拟地分开设置,以及增大接地线的宽度。
6.根据权利要求1至4任一项所述的电磁干扰分析方法,其特征在于,所述无线电能传输系统中的其它模块均采用铁氧体屏蔽层进行隔离。
7.根据权利要求1至4任一项所述的电磁干扰分析方法,其特征在于,所述环境干扰包括谐波干扰、雷电干扰、太阳噪声干扰、静电放电干扰以及高频发射设备干扰中的至少一种。
8.一种电磁干扰分析装置,其特征在于,包括:
独立干扰源测量模块,用于获取无线电能传输系统中独立干扰源模块的电磁信号;所述无线电能传输系统中的其它模块均为屏蔽状态;
干扰源特征分析模块,用于对所述电磁信号进行小波分析,得到干扰源特征;
干扰机理获取模块,用于根据所述干扰源特征和所述独立干扰源模块的属性特征进行分析,得到所述独立干扰源模块的干扰机理;所述干扰机理用于获取所述独立干扰源模块的屏蔽方式;所述干扰机理包括电流突变干扰、高频通断干扰、地环路干扰、公共阻抗耦合干扰、共模干扰、布线干扰、热辐射干扰和环境干扰中的至少一种。
9.一种设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的电磁干扰分析方法。
10.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的电磁干扰分析方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010115328.3A CN111353410B (zh) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010115328.3A CN111353410B (zh) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111353410A true CN111353410A (zh) | 2020-06-30 |
CN111353410B CN111353410B (zh) | 2023-04-28 |
Family
ID=71194124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010115328.3A Active CN111353410B (zh) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111353410B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113671471A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-19 | 中国科学院声学研究所北海研究站 | 一种水声目标检测盲源分离方法 |
CN114206005A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-18 | 南京高喜电子科技有限公司 | 一种降低印制电路板电路吸收或发射功率的方法及系统 |
CN114423270A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-04-29 | 长春捷翼汽车零部件有限公司 | 一种降低电磁干扰的电路、配电盒、新能源汽车及方法 |
CN114859160A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-05 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 水电机组电磁干扰检测方法及系统、电子设备和存储介质 |
CN117435871A (zh) * | 2023-11-07 | 2024-01-23 | 深圳市赛盛技术有限公司 | 基于磁场分析的设备电磁干扰降低方法、系统及介质 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050079848A1 (en) * | 2003-10-13 | 2005-04-14 | Nokia Corporation | Method for suppressing interference and arrangement for same, and radio communications receiver |
CN102230950A (zh) * | 2011-03-18 | 2011-11-02 | 电子科技大学 | 一种仪器内部电磁干扰失效诊断方法 |
CN106407576A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-02-15 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种设备电磁辐射特性参数的提取方法和系统 |
US20180024183A1 (en) * | 2015-03-11 | 2018-01-25 | Abb Schweiz Ag | Method and apparatus for detection of power system disturbance within a digital substation |
-
2020
- 2020-02-25 CN CN202010115328.3A patent/CN111353410B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050079848A1 (en) * | 2003-10-13 | 2005-04-14 | Nokia Corporation | Method for suppressing interference and arrangement for same, and radio communications receiver |
CN102230950A (zh) * | 2011-03-18 | 2011-11-02 | 电子科技大学 | 一种仪器内部电磁干扰失效诊断方法 |
US20180024183A1 (en) * | 2015-03-11 | 2018-01-25 | Abb Schweiz Ag | Method and apparatus for detection of power system disturbance within a digital substation |
CN106407576A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-02-15 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种设备电磁辐射特性参数的提取方法和系统 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113671471A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-19 | 中国科学院声学研究所北海研究站 | 一种水声目标检测盲源分离方法 |
CN113671471B (zh) * | 2021-08-18 | 2024-04-30 | 中国科学院声学研究所北海研究站 | 一种水声目标检测盲源分离方法 |
CN114206005A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-18 | 南京高喜电子科技有限公司 | 一种降低印制电路板电路吸收或发射功率的方法及系统 |
CN114423270A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-04-29 | 长春捷翼汽车零部件有限公司 | 一种降低电磁干扰的电路、配电盒、新能源汽车及方法 |
CN114423270B (zh) * | 2022-03-04 | 2023-09-15 | 长春捷翼汽车科技股份有限公司 | 一种降低电磁干扰的电路、配电盒、新能源汽车及方法 |
CN114859160A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-05 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 水电机组电磁干扰检测方法及系统、电子设备和存储介质 |
CN117435871A (zh) * | 2023-11-07 | 2024-01-23 | 深圳市赛盛技术有限公司 | 基于磁场分析的设备电磁干扰降低方法、系统及介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111353410B (zh) | 2023-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111353410B (zh) | 电磁干扰分析方法、装置、设备和存储介质 | |
Han et al. | Comparative analysis on conducted CM EMI emission of motor drives: WBG versus Si devices | |
Kharanaq et al. | Modeling of conducted emissions for EMI analysis of power converters: State-of-the-art review | |
Liu et al. | Modular-terminal-behavioral (MTB) model for characterizing switching module conducted EMI generation in converter systems | |
Han et al. | A case study on common mode electromagnetic interference characteristics of GaN HEMT and Si MOSFET power converters for EV/HEVs | |
Sun et al. | Common-mode EMI unterminated behavioral model of wide-bandgap-based power converters operating at high switching frequency | |
Li et al. | EMI specifics of synchronous DC-DC buck converters | |
Karimi et al. | Estimation of parasitic capacitance of common mode noise in vehicular applications: An unscented Kalman filter-based approach | |
Ma et al. | Radiated EMI prediction in power converters with power cables based on cable antenna voltage gain extraction | |
Muttaqi et al. | Electromagnetic interference generated from fast switching power electronic devices | |
Alam et al. | Wavelet transform-based EMI noise mitigation in power converter topologies | |
Zhang et al. | Chaos analysis and chaotic EMI suppression of DC-DC converters | |
Xuesong et al. | Conducted EMI reduction in IGBT-based converters | |
Majid et al. | Analysis of radiated EMI for power converters switching in MHz frequency range | |
Zhang et al. | Radiated electromagnetic interference modeling for three phase motor drive systems with SiC power modules | |
CN116306438A (zh) | 基于碳化硅功率变换器系统cm-emi建模方法及其系统、设备 | |
Yalçın et al. | Experimental analysis of phase shift modulation methods effects on EMI in dual active bridge DC-DC converter | |
Zhang et al. | Noise-source parameter identification considering switching fluctuation of DC-DC converter | |
Naderi et al. | Application of wavelet analysis to the determination of partial discharge location in multiple-α transformer windings | |
Onal et al. | Multi-resolution wavelet analysis for chopped impulse voltage measurements and feature extraction | |
Chen et al. | Conducted Coupling Model and Anti-Interference Filter Design for Digital Control Circuit Under Electrical Fast Transient Noise | |
Zhao et al. | Behavioral modeling of ground current in filter inductors of medium-voltage SiC-MOSFET-based converters | |
Maheswari et al. | Simulation and Measurement of Conducted Emission in DC-DC convertor | |
Rostamzadeh et al. | Investigation of electromagnetic field coupling from DC-DC buck converters to automobile AM/FM antennas | |
Zhao et al. | EMI characterization of a GaN switched-capacitor based partial power RF SEPIC |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |