电力电子系统的电磁兼容
电力电子系统的EMC问题与解决方案

电力电子系统的EMC问题与解决方案电力电子系统的电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)问题是指在电磁环境下,电力电子系统正常工作所需的电磁环境条件,以及电力电子系统对外界电磁环境的产生的电磁干扰的抵抗能力。
在电力电子系统的设计和应用过程中,EMC问题是一个不可避免的挑战。
本文将介绍电力电子系统的EMC问题,并探讨一些解决方案。
一、电力电子系统的EMC问题电力电子系统在运行过程中会产生电磁波,这些电磁波会辐射到周围环境中,对其他设备和系统产生干扰。
同时,电力电子系统也会受到来自外部电磁波的干扰,影响其正常工作。
这些问题都属于电力电子系统的EMC问题。
1. 电磁辐射问题电力电子系统在工作时会产生高频电磁波,如开关电源、变频器和整流器等,这些高频电磁波会通过导线、辐射、波导等途径传播到周围环境中,对其他设备和系统造成干扰。
特别是在无线通信系统和医疗设备等对电磁波敏感的环境中,电磁辐射问题尤为重要。
2. 电磁感受问题电力电子系统对外界电磁波的感受性也是一个重要问题。
当电力电子系统暴露在高强度电磁场的环境中时,会受到来自电磁波的干扰,从而影响其正常工作。
例如,在雷电或强磁场环境下,电力电子系统可能会出现故障或损坏。
二、解决电力电子系统的EMC问题的方案为了解决电力电子系统的EMC问题,需要采取一系列的技术手段和措施。
以下是一些常见的解决方案:1. 地线设计地线是电力电子系统中的重要部分,它能够消除电磁干扰并提高系统的EMC性能。
在地线设计中,需要合理布置和连接地线,建立良好的接地系统,使系统的电磁能量得到合理的分配和消耗,从而减少电磁辐射和提高抗干扰能力。
2. 滤波器设计在电力电子系统中安装滤波器可以有效地减少电磁辐射和抑制电磁干扰。
滤波器能够在电源和负载之间形成一个衰减效应,阻止高频电磁波的传播,从而减少对其他设备的干扰。
3. 接地设计良好的接地设计能够有效地降低电磁辐射和提高系统的抗干扰能力。
电力电子设备电磁兼容性设计

电力电子设备电磁兼容性设计引言随着电力电子技术的发展,电力电子设备在能源转换、传输和分配中起着至关重要的作用。
然而,由于电力电子设备中的高频电磁干扰,导致电磁兼容性问题成为一个日益严重的挑战。
本文将探讨电力电子设备的电磁兼容性问题,并介绍一些设计原则和方法来提高电力电子设备的电磁兼容性。
电磁干扰的原因和影响电力电子设备产生的高频电磁干扰主要由以下几个方面造成:1.开关干扰:电力电子设备中的开关元件(如晶体管、二极管)会产生大量高频开关干扰信号,这些信号会传播到设备的其他部分和周围环境中。
2.电源干扰:电力电子设备中的电源回路会产生高频电磁干扰,主要是由于电源输入和输出之间的电容和电感。
3.高频回路干扰:电力电子设备中的高频电路(如滤波电路、谐振电路)会产生高频电磁干扰信号,这些信号会辐射到设备的其他部分和周围环境中。
这些高频电磁干扰信号会对电力电子设备自身产生以下影响:1.性能降低:高频电磁干扰信号会干扰设备正常的工作信号,导致设备性能下降,甚至出现故障。
2.其他设备的干扰:设备辐射的高频电磁干扰信号可能干扰周围的其他电子设备,引起干扰或故障。
3.对人体健康的影响:高频电磁辐射可能对人体健康产生不良影响,如头痛、失眠等。
为了解决这些问题,电力电子设备的电磁兼容性设计变得至关重要。
电磁兼容性设计原则和方法为了提高电力电子设备的电磁兼容性,可以采取以下原则和方法:1. 布局和屏蔽合理的设备布局和屏蔽设计可以降低电磁干扰的传播和辐射。
具体措施包括:•分层布局:将不同功能的电路板分层放置,减少彼此之间的干扰。
•高频信号屏蔽:使用金属屏蔽罩、屏蔽壳等,对高频信号进行屏蔽,阻止其辐射到其他部分。
•地面屏蔽:加强设备的地面屏蔽,减少地面回路干扰。
2. 滤波器设计合理设计滤波器可以减少电力电子设备辐射的高频电磁干扰信号。
滤波器可以包括输入滤波器和输出滤波器。
具体措施包括:•输入滤波器:通过合理设计输入滤波器,可以降低电源干扰信号的传导。
独立电力系统及其电力电子装置的电磁兼容

独立电力系统及其电力电子装置的电磁兼容内容简介:本书总结了作者十多年来对独立电力系统电磁兼容的研究成果,并吸收了近年来国内外关于电磁兼容性研究的成果,针对从事该领域工作的实际需要,对电力电子装置及由其构成的独立电力系统电磁兼容性的各方面问题作了较全面、系统、深入的描述,重点阐述了传导EMI 的测量、电力电子设备和系统中的传导EMI分析与EMI抑制、系统级电磁兼容性分析与建模及系统级电磁兼容性故障诊断等。
本书通过大量实例来说明实际干扰的情况及消除办法,特别是系统级电磁兼容分析中关于干扰源的描述和干扰途径的确定等,是涉及独立电力系统及其电力电子装置中电磁兼容性各个方面的一部专著。
本书适用于高等院校和科研机构中从事电磁兼容和电力电子教学与研究工作的教师、研究生、本科生及相关领域的工程技术人员。
前言第1章概述1.1 电磁兼容的定义1.2 电磁兼容的标准化进程1.3 电磁兼容的研究领域1.4 电力电子系统中电磁兼容研究的发展1.5 本书的内容安排第2章电磁干扰描述2.1 常见的电磁干扰源及其特性2.1.1 自然干扰源2.1.2 人为干扰源2.2 电磁干扰的作用途径及分析方法2.2.1 传导干扰2.2.2 辐射干扰2.3 电磁干扰的分类2.3.1 按频率成分进行分类2.3.2 按干扰性质分类2.3.3 按传输方式分类第3章传导电磁干扰的测量3.1 信号的频域和时域特征3.2 EMC标准中常用的基本单位3.3 电磁兼容测试中常用的仪器3.3.1 EMI接收机3.3.2 频谱分析仪3.3.3 信号源和功率放大器3.3.4 测量附属设备3.4 干扰电压测量3.4.1 差模干扰电压测量3.4.2 共模干扰电压测量3.4.3 干扰电压测量时的一些问题3.5 干扰电流测量3.5.1 电流探头3.5.2 退耦电容3.5.3 功率吸收钳3.6 面电流测量方法3.6.1 感应线圈测量方法3.6.2 表面磁场测量方法3.7 脉冲类干扰的测量3.7.1 脉冲类干扰的参数3.7.2 瞬变脉冲强度的测量第4章常见电力电子设备的电磁干扰4.1 电力电子电路中的EMI4.1.1 电力半导体器件产生的EMI4.1.2 电力电子电路中的电磁干扰4.1.3 脉冲类信号的频谱估算4.2 整流电路产生的EMI预测4.2.1 可控整流电路产生的EMI计算4.2.2 高频整流电路产生的EMI4.3 斩波器产生的EMI4.3.1 斩波器电磁干扰模型4.3.2 IGBT开关暂态建模4.4 逆变器产生的EMI分析4.4.1 逆变器干扰源的开关函数描述4.4.2 PWM逆变器干扰计算方法第5章电力电子系统的传导干扰分析5.1 系统电磁干扰的分析方法5.2 多整流器系统中的传导干扰预测5.2.1 多个相控整流器系统的干扰预测5.2.2 多PWM高频整流器系统的干扰预测5.3 电力推进(整流-逆变-电动机)系统的电磁干扰分析5.3.1 系统结构5.3.2 逆变系统干扰源计算5.3.3 差模干扰等效电路5.3.4 共模干扰等效电路5.4 开关电源系统传导干扰分析5.4.1 干扰耦合通道辨识5.4.2 基本干扰耦合模型第6章抑制电磁干扰的措施6.1 对电磁干扰源采取的抑制措施6.1.1 继电器系统的噪声抑制6.1.2 电力半导体开关的噪声抑制6.1.3 变压器的屏蔽6.1.4 电容滤波6.1.5 其他减小干扰发射的办法6.2 滤波元件和滤波电路6.2.1 滤波元件的选择与设计6.2.2 滤波电路的选择与测量6.3 EMI滤波器的设计6.3.1 按插入损耗设计EMI滤波器6.3.2 最坏情况插入损耗的计算6.3.3 阻抗不匹配时的设计6.3.4 EMI滤波器元件高频特性的影响6.3.5 EMI滤波器的布置第7章电磁敏感度分析7.1 电磁干扰源的等效与EMS测试信号7.1.1 浪涌电压7.1.2 IEC规定的EMS测试信号7.1.3 GJB中规定的EMS测试信号7.2 系统内部的EMI耦合及其抑制技术7.2.1 公共阻抗耦合7.2.2 电磁场耦合7.2.3 电磁耦合抑制方法7.3 瞬变干扰能量计算7.3.1 拉普拉斯变换中根的计算方法7.3.2 脉冲类干扰的能量计算公式7.3.3 能量密度函数的绘制和应用第8章系统电磁兼容性分析与建模8.1 系统电磁兼容性分析概述8.1.1 电磁兼容分析方法8.1.2 电磁兼容模型描述8.2 系统电磁兼容性的仿真分析8.2.1 电磁兼容预测分析的步骤和作用8.2.2 系统电磁兼容性分析原理框图8.3 系统电磁兼容性分析中的建模技术8.3.1 EMI源的建模8.3.2 接地系统建模分析8.3.3 电磁耦合计算模型8.4 系统电磁兼容分析中的简化8.4.1 灵敏度应用于EMI研究8.4.2 干扰灵敏度的概念8.4.3 用灵敏度方法建立EMI模型第9章系统电磁兼容性故障诊断9.1 概述9.2 电磁兼容故障诊断方法9.3 电磁兼容故障诊断实例9.3.1 隐性故障诊断举例9.3.2 显性故障诊断举例参考文献附录附录一主要符号表附录二缩略术语表。
电力电子器件的电磁兼容性分析与改善

电力电子器件的电磁兼容性分析与改善电力电子器件是现代电力系统中必不可少的组成部分,其在电能转换、控制和保护等方面发挥着重要的作用。
然而,由于其高频运行和大电流特性,电力电子器件常常会对电磁环境产生不良影响,导致电磁干扰等问题。
因此,对电力电子器件的电磁兼容性进行分析与改善显得尤为重要。
一、电磁兼容性分析电力电子器件的电磁兼容性分析旨在研究电力电子器件对周围电磁环境的影响程度,并根据实际情况进行评估。
常用的电磁兼容性分析方法包括:1. 确定电磁辐射源通过测量和仿真等手段,确定电力电子器件产生的电磁辐射源,包括导线、电路板及整个系统。
这有助于了解电磁辐射的频率分布和辐射能量的大小。
2. 进行辐射和传导干扰分析通过实验和模拟,分析电力电子器件辐射和传导干扰对周围设备和系统的影响。
例如,可以测量辐射场分布、传导路径和干扰电平等参数,然后通过分析确定可能存在的干扰机制和传导路径。
3. 评估电磁兼容性水平根据国家标准和相关规范,对电力电子器件的电磁兼容性水平进行评估。
这需要对辐射电磁场、传导干扰和系统容限进行量化分析,以判断是否满足规定的电磁兼容性要求。
二、电磁兼容性改善在进行电力电子器件的电磁兼容性分析后,需要根据分析结果进行相应的改善措施,从而提高器件的电磁兼容性水平。
常见的电磁兼容性改善方法包括:1. 优化器件设计通过优化电力电子器件的设计,包括布局、敷设线路和接地等,来降低电磁辐射和传导干扰。
例如,采用屏蔽罩、隔离墙、滤波器等措施,可以有效减少辐射和传导干扰。
2. 使用滤波器和补偿装置在电力电子器件的输入和输出端口加入滤波器和补偿装置,可以抑制电磁噪声和干扰信号。
这些装置通常采用电感、电容和电阻等元器件组成,能够消除高频噪声和干扰信号。
3. 加强接地与屏蔽通过合理的接地设计和屏蔽措施,可以降低电力电子器件的辐射和传导干扰。
例如,选择合适的接地方式、提高接地电阻的质量、使用金属屏蔽罩等手段,可以有效减少电磁干扰。
电力设备的电磁兼容问题研究

电力设备的电磁兼容问题研究在现代社会中,电力设备在各行各业中起到了至关重要的作用。
然而,随着电力设备的频繁使用,我们也面临着电磁兼容问题。
本文旨在探讨电力设备的电磁兼容问题,并提出解决方案。
1. 电磁兼容问题的背景电磁兼容问题是指电子设备之间的相互干扰和抗扰能力的问题。
现代社会中,各种电子设备大量涌现,而它们的频率和功率也不断增加。
这导致电力设备之间的电磁干扰也越来越严重。
电磁兼容问题主要体现在两个方面:一是电力设备之间的互相干扰,二是电力设备对外部环境的干扰。
对于前者,例如当一个设备在工作时,会产生电磁辐射,这会对周围的其他设备产生干扰,甚至导致其无法正常工作。
对于后者,例如当一个设备受到外界的电磁干扰时,也会影响其正常工作。
2. 电磁兼容问题的影响电磁兼容问题如果不得到解决,将对各行各业的正常运行产生严重影响。
首先,电磁干扰可能导致电力设备的错误操作,造成人身伤害或财产损失。
其次,电磁兼容问题还会带来无线通信的中断和干扰。
在医疗领域,精确的电力设备往往关系到生命安全,如果出现电磁干扰,可能导致医疗设备无法正确工作,进而影响患者的治疗效果。
3. 解决电磁兼容问题的方法目前,有一些方法可以解决电磁兼容问题。
首先,合理设计电路板布局是解决电磁兼容问题的关键。
合理布局可以减少电磁辐射和敏感区域的相互干扰。
合理地布置电源线、信号线和地线,使用合适的屏蔽措施,减少电磁辐射。
其次,使用合适的滤波器和隔离器也是解决电磁兼容问题的有效方法。
滤波器可以滤除输入和输出端的电磁噪声,减少干扰。
隔离器可以隔离不同电源之间的电磁干扰。
此外,使用电磁兼容问题测试仪器也是解决电磁兼容问题的重要手段。
通过测试仪器的使用,可以对电力设备进行全方位的测试和评估,识别出电磁干扰源,从而采取相应的措施进行修复和优化。
4. 电磁兼容问题的未来研究方向尽管已经有许多有效的方法用于解决电磁兼容问题,但随着科技的不断发展,我们还需要不断推进研究以应对新的挑战。
电力设备的电磁兼容性设计与优化

电力设备的电磁兼容性设计与优化1.引言电力设备的电磁兼容性设计与优化在现代社会中是至关重要的。
随着电子技术的飞速发展和电子产品的广泛应用,电磁兼容性问题变得愈发突出。
本文旨在探讨电力设备的电磁兼容性设计与优化的重要性,以及采取的有效措施。
2.电磁兼容性的概念与意义电磁兼容性是指电子设备在同一电磁环境下能够相互协调工作,互不干扰,并且不对环境造成电磁污染的能力。
保证电力设备的电磁兼容性对于确保电力系统的正常运行具有重要意义。
如果电力设备的电磁辐射较大,会导致其他设备的干扰,甚至引发通信故障等严重后果。
因此,我们需要进行电磁兼容性设计与优化。
3.电力设备的电磁兼容性问题分析电力设备的电磁兼容性问题主要体现在两个方面:辐射和传导。
辐射问题指的是设备产生的电磁波辐射对其他设备的干扰,传导问题则是指设备通过电源线或信号线对其他设备进行电磁干扰。
对于这两个问题,我们需要采取相应的措施进行优化。
4.电磁兼容性设计与优化策略(1)良好的电源和信号线设计:合理布局电源线和信号线,避免交叉干扰。
电源线和信号线之间应保持足够的距离,并采取屏蔽措施,减小传导干扰。
(2)有效的屏蔽设计:对于辐射问题,可采用金属屏蔽,减小电磁波的辐射。
使用合适的金属屏蔽材料和结构,确保设备的辐射水平符合要求。
(3)优化的电源滤波器设计:电源滤波器可有效减少电源中的高频噪声,阻止其向其他设备传播,降低传导干扰。
(4)合理的接地设计:良好的接地设计有助于减小电磁波的辐射和传导干扰。
采用适当的接地方式,确保设备的接地电阻符合标准。
5.电磁兼容性测试与验证为了验证电力设备的电磁兼容性设计与优化效果,需要进行相应的测试和验证工作。
测试方法可以包括辐射测量、传导测量等。
通过测试结果的分析,可以评估设计与优化的有效性,并进行必要的调整。
6.结论本文对电力设备的电磁兼容性设计与优化进行了探讨。
电力设备的电磁兼容性优化是确保电力系统正常运行的重要环节。
通过合理的设计与优化策略,可以有效降低电磁辐射和传导干扰,保证设备的正常工作。
电力电子技术中的电磁兼容性设计

电力电子技术中的电磁兼容性设计电磁兼容性设计是电力电子技术中必须关注的一个重要方面。
电力电子设备需要在分布式电源、智能电网、清洁能源和高速列车等应用场景中发挥作用,因此在这些应用场景中需要高度注意电磁兼容性的问题。
在本文中,我们将讨论电力电子技术中的电磁兼容性设计。
1. 什么是电磁兼容性?在我们开始讨论电力电子技术中的电磁兼容性设计之前,让我们首先了解一下什么是电磁兼容性。
电磁兼容性通常是指电子设备在电磁环境中与其他设备、系统或环境进行协调、共存甚至共生存的能力。
简而言之,电磁兼容性是一种能够确保电子设备能正常运行且在电磁环境中不产生外部干扰或承受来自外部的干扰的能力。
2. 电力电子技术中的电磁兼容性电力电子技术中的电磁兼容性设计是确保电力电子设备能够在电磁环境中工作并保持高效性的重要一环。
因为电力电子设备通常在高功率状态下运行,为了确保其不受来自其他设备的干扰以及不会对其他设备或环境造成干扰,必须从设备选型、设计、制造和安装等方面考虑电磁兼容性。
3. 电磁干扰的来源电磁干扰的来源是多方面的,它可以来自电力电子设备自身,也可以来自其他设备或环境。
在电力电子技术中,电磁干扰主要来自以下几个方面:(1) 电源/信号线。
电源和信号线是交流电功率/信号输入和输出的主要途径。
这些线路可以作为天线,发射和接收电磁波信号。
(2) 开关元件。
开关元件的开关动作会产生大量噪声和高频随机变化,从而产生电磁干扰。
(3) 电磁辐射。
所有的电子设备都会产生电磁辐射。
尤其是在高压和高功率设备中,电磁辐射可能会对周围的设备和人产生影响。
4. 电磁兼容性设计的方法电磁兼容性设计是为了确保电力电子设备可以在电磁环境中正常工作而采用的一系列方法和手段。
这些方法和手段包括:(1) 策略性地选择设备。
在电力电子设备设计的起始阶段,选择高品质的设备是非常重要的。
例如,低噪声、低漏磁等特性的元器件可以降低设备的电磁辐射和电磁信噪比。
(2) 开展电磁兼容性分析。
电力电子技术在电磁兼容性中的应用

电力电子技术在电磁兼容性中的应用电力电子技术是指利用电子技术对电力进行转换、控制和处理的一门学科。
它在现代电力系统中有着广泛的应用,为电力的输送和使用提供了便利。
然而,随着电子设备的日益普及和电力系统规模的不断扩大,电磁兼容性问题也越来越突出,给电力系统的安全可靠运行带来挑战。
本文将介绍电力电子技术在电磁兼容性中的应用,包括屏蔽技术、滤波器设计和电磁干扰抑制方法等方面。
一、屏蔽技术电磁辐射是电力电子设备所产生的电磁波在空间中传播的过程,当电磁波遇到传输介质时,一部分能量会被吸收,一部分能量会沿着传输介质的表面传播,这就是电磁波的辐射。
为了减少电磁辐射对周围电子设备的干扰,我们可以采用屏蔽技术来限制电磁辐射。
屏蔽技术主要包括外屏蔽和内屏蔽两种形式。
外屏蔽是通过在电力电子设备的外部加上金属屏蔽箱或屏蔽罩,将电磁辐射限制在设备内部。
内屏蔽则是在电子设备内部进行局部屏蔽,可以采用金属箔、金属网等材料进行内部结构的屏蔽。
二、滤波器设计电力电子设备在工作过程中会产生高频噪声和谐波信号,这些信号会通过电力线路传播,对其他设备产生干扰。
为了滤除这些干扰信号,需要设计合适的滤波器。
滤波器设计的关键是选择合适的滤波器类型和参数。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和陷波滤波器等。
根据实际需求选择合适的滤波器类型,并根据电磁兼容性测试结果进行参数调整,可以有效地抑制电磁干扰。
三、电磁干扰抑制方法除了屏蔽技术和滤波器设计外,还可以采取其他一些电磁干扰抑制方法来提高电力电子设备的电磁兼容性。
1. 接地设计:电力电子设备的接地设计是影响其电磁兼容性的重要因素。
合理设计接地系统可以降低电磁辐射和接收到的外界干扰,提高设备的免疫能力。
2. 引入消噪器:消噪器是通过引入衰减器、吸波器或电磁隔膜等元件来减小电磁干扰的设备。
通过选择合适的消噪器类型和位置,可以有效地抑制电磁干扰信号。
3. 降噪技术:降噪技术是指在电力电子设备设计过程中,通过合理的电路布局、信号处理和滤波等手段,降低电磁辐射和传导干扰,提高设备的抗干扰性能。
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外文资料译文Power Electronics Electromagnetic CompatibilityThe electromagnetic compatibility issues in power electronic systems are essentially the high levels of conducted electromagnetic interference (EM I) noise because of the fast switching actions of the power semiconductor devices. The advent of high-frequency, high-power switching devices res ulted in the widespread application of power electronic converters for hu man productions and livings. The high-power rating and the high-switchi ng frequency of the actions might result in severe conducted EMI. Particu larly, with the international and national EMC regulations have become m ore strictly, modeling and prediction of EMI issues has been an important research topic.By evaluating different methodologies of conducted EMI modeling and p rediction for power converter systems includes the following two primary limitations: 1) Due to different applications, some of the existing EMI m odeling methods are only valid for specific applications, which results in i nadequate generality. 2) Since most EMI studies are based on the qualitati ve and simplified quantitative models, modeling accuracy of both magnit ude and frequency cannot meet the requirement of the full-span EMI qua ntification studies, which results in worse accuracy. Supported by Nationa l Natural Science Foundation of China under Grant 50421703, this dissertation aims to achieve an accurate prediction and a general methodology. S everal works including the EMI mechanisms and the EMI quantification c omputations are developed for power electronic systems. The main conte nts and originalities in this research can be summarized as follows.I. Investigations on General Circuit Models and EMI Coupling Modes In order to efficiently analyze and design EMI filter, the conducted EMI n oise is traditional decoupled to common-mode (CM) and differential-mod e (DM) components. This decoupling is based on the assumption that EM I propagation paths have perfectly balanced and time-invariant circuit stru ctures. In a practical case, power converters usually present inevitable uns ymmetrical or time-variant characteristics due to the existence of semicon ductor switches. So DM and CM components can not be totally decouple d and they can transform to each other. Therefore, the mode transformatio n led to another new mode of EMI: mixed-mode EMI. In order to underst and fundamental mechanisms by which the mixed-mode EMI noise is exc ited and coupled, this dissertation proposes the general concept of lumped circuit model for representing the EMI noise mechanism for power electr onic converters. The effects of unbalanced noise source impedances on E MI mode transformation are analyzed. The mode transformations betwee n CM and DM components are modeled. The fundamental mechanism of the on-intrinsic EMI is first investigated for a switched mode power suppl y converter. In discontinuousconduction mode, the DM noise is highly dependent on CM noise becaus e of the unbalanced diode-bridge conduction. It is shown that with the sui table and justified model, many practical filters pertinent to mixed-mode EMI are investigated, and the noise attenuation can also be derived theore tically. These investigations can provide a guideline for full understandin g of the EMI mechanism and accuracy modeling in power electronic conv erters. (Publications: A new technique for modeling and analysis of mixed -mode conducted EMI noise, IEEE Transactions on Power Electronics, 20 04; Study of differential-mode EMI of switching power supplies with rec tifier front-end, Transactions of China Electrotechnical Society, 2006) II. Identification of Essential Coupling Path Models for Conducted EMI P redictionConducted EMI prediction problem is essentially the problem of EMI noi se source modeling and EMI noise propagation path modeling. These mo deling methods can be classified into two approaches, mathematics-based method and measurement-based method. The mathematics method is ver y time-consuming because the circuit models are very complicated. The measurement method is only valid for specific circuit that is conveniently to be measured, and is lack of generality and impracticability. This disser tation proposes a novel modeling concept, called essential coupling path models, derived from a circuit theoretical viewpoint, means that the simplest models contain the dominant noise sources and the dominant noise co upling paths, which can provide a full feature of the EMI generations. Ap plying the new idea, this work investigates the conducted EMI coupling i n an AC/DC half-bridge converter. Three modes of conducted EMI noise are identified by time domain measurements. The lumped circuit models are derived to describe the essential coupling paths based on the identifica tion of the EMI coupling modes. Meanwhile, this study illustrates the extr action of the parameters in the afore-described models by measurements, and demonstrates the significance of each coupling path in producing con ducted EMI. It is shown that the proposed method is very effective and ac curate in identifying and capturing EMI features. The equivalent models of EMI noise are sorted out by just a few simple measurements. Under th ese approaches, EMI performance can be predicted together with the filte ring strategies. (Publications: Identification of essential coupling path mo dels for conducted EMI prediction in switching power converters, IEEE T ransactions on Power Electronics, 2006; Noise source lumped circuit mo deling and identification for power converters, IEEE Transactions on Indu strial Electronics, 2006)III. High Frequency Conducted EMI Source ModelingThe conventional method of EMI prediction is to model the current or vol tage source as a periodic trapezoidal pulse train. However, the single slop e approximation for rise and fall transitions can not characterize the real switching transitions involved in high frequency resonances. In most com mon noise source models simple trapezoidal waveforms are used where t he high frequency information of the EMI spectrum is lost. Those models made several important assumptions which greatly impair accuracy in th e high frequency range of conducted noise. To achieve reasonable accurac y for EMI modeling at higher frequencies, the relationship between the s witching transitions modeling and the EMI spectrum is studied. An impor tant criterion is deduced to give the reasonable modeling frequency range for the traditional simple approximation method. For the first time, an im proved and simplified EMI source modeling method based on multiple sl ope approximation of device switching transitions is presented. To confir m the proposed method, a buck circuit prototype using an IGBT module i s implemented. Compared with the superimposed envelops of the measur ed spectra, it can be seen that the effective modeling frequency is extende d to more than 10 MHz, which verifies that the proposed multiple slopes s witching waveform approximation method can be applied for full-span E MI noise quantification studies. (Publications: Multiple slope switching w aveform approximation to improve conducted EMI spectral analysis of po wer converters, IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 20 06; Power converter EMI analysis including IGBT nonlinear switching tr ansient model, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2006)IV. Loop Coupling EMI Modeling in Power Electronic Systems Practical examples of power electronic systems that have various electric al, electromechanical and electronics apparatus emit electromagnetic ener gy in the course of their normal operations. In order to predict the EMI no ise in a system level, it is significant to model the EMI propagation chara cteristics through electromagnetic coupling between two apparatus circuit within a power electronic system. The PEEC modeling technique which was first introduced in 1970s has recently becomes a popular choice in rel ation to the electromagnetic analysis and EMI coupling. In previous studi es, the integral equation based method was mostly applied in the electrica l modeling and analysis of the interconnect structure in very large scale in tegration systems, only at the electronic chip and package level. By introd ucing the partial inductance theory of PEEC modeling technique, this wor k investigates the EMI loop coupling issues in power electronic circuits. The work models the magnetic flux coupling due to EMI current on one c onductor and another by mutual inductance. To model the EMI coupling between the grounding circuits, this study divides the ground impedance i nto two parts: one is the internal impedance and the other is the external i nductance. The external inductance due to the fields external to the rectan gular grounding loop and flat conductor is modeled. To verify the mathe matical models, the steel plane grounding test configurations are constructed and the DM and CM EMI coupling generation and modeling techniqu e are experimentally studied. The comparison between the measured and calculated EMI noise voltage validates the proposed analysis and models. These investigations and results can provide a powerful engineering appl ication of analyzing and solving the coupling EMI issues in power electro nic circuits and systems. (This part of work is one of the main contributio ns of the awarded project of Military Science and Technology Award in 2 006, where the author is No. 4 position. Publication: Loop coupled EMI a nalysis based on partial inductance models, Proceedings of the Chinese S ociety of Electrical Engineering, 2007)V. Conducted EMI Prediction for PWM Conversion UnitsPWM-based power conversion units are the main EMI noise sources in p ower systems. Due to the various PWM strategies and the large number o f switches, a common analytical approach for the PWM-based switched c onverter systems has not been dated. Determination of the frequency spec trum of a PWM converter is quite complex and is often done by using an FFT analysis of a simulated time-varying switched waveform. This appro ach requires considerable computing capacity and always leaves the unce rtainty as to whether a subtle simulation round-off or error may have sligh tly tarnished the results obtained. By introducing the principle of the doub le Fourier integral, this work presents a general method for modeling the conduced EMI sources of PWM conversion units by identifying double integral Fourier form to suit each PWM modulation. Appling the proposed method, three PWM strategies have been discussed. The effects of differe nt modulation schemes on EMI spectrum are evaluated. The EMI modeli ng and prediction efforts from an industrial application system are studied comprehensively. Comparison between the measured and the predicted s pectrum confirms the validity of the EMI modeling and prediction metho d. This method breaks through the limitations of time-consuming and con siderable accumulated error by traditional time-domain simulations. A sta ndard without relying on simulation but a common analytical approach ha s been obtained. Clearly, it can be regarded as a common analytical appro ach that would be useful to be able to model and predict the exact EMI pe rformance of the PWM-based power electronic systems. (Publications: D M and CM EMI Sources Modeling for Inverters Considering the PWM St rategies, Transactions of China Electrotechnical Society, 2007. High Freq uency Model of Conducted EMI for PWM Variable-speed Drive Systems, Proceedings of the Chinese Society of Electrical Engineering, 2008)。