一、引言
电力电子装置电磁兼容性简称为EMC，是指在电磁环境中，设备或者系统能够适应电磁环境，不受到其他设备干扰也不对其他设备产生电磁干扰。因此电磁兼容性需要满足两个条件，第一个条件是设备在运行中的电磁干较小，没有超过标准范围，第二个条件是指器具对电磁环境有一定的耐受度[1]。电力电子装置的电磁干扰行为与其他电子设备的电磁干扰行为一样，电磁干扰的产生需要具备三个条件，第一是干扰源；第二是干扰耦合途径；第三是干扰敏感设备。但是在应用中，电力电子装置的电磁兼容问题具有如下内在特征。就EMI而言，电力电子装置的开关频率非常低，比通信系统的信号频率低很多，但电力电子装置的工作电压、电流、功率较高。电力电子装置的主功率表开关器件在运行中，电流与电压会发生较大的变化，会通过电路几声电感产生噪声，这种电磁噪声会成为电力电子装置中主要的电磁干扰源。一些高功率的电源比如等离子体电源的辐射电磁干扰一样非常强烈，所有的电力电子装置会导致噪声注入道电网中，不禁污染电网，还会干扰其他设备正常运行。
由于EMS的控制器门限电压相比通信系统更高，人们通常以为电力电子装置的EMS问题更容易解决，但依然有一些问题不能忽视：
（1）面临更大的噪声强度。
（2）电力电子装饰的主要电磁干扰源在低频范围内仍能传播，采用传统的屏蔽方法比较困难。
（3）电力电子装置的功率电路与控制电路板安放在一起，因此引发的电磁干扰源与电磁噪声敏感电路之间的噪声传播以传导为主，具有一定的多样性，使电磁兼容设计变得复杂。
此外，电力电子装置需要处理的功率较高，因此其体积较大，且很重，导致测量起来有一定困难。虽然电力电力装置的电磁兼容研究并不深入，但最近几年的研究工作主要集中在：功率变流器的电磁干扰建模及抑制技术、电机传动的电磁干扰建模及抑制技术、EMI 滤波器的寄生效应、PCB 优化布局以及 EMI 的数值分析技术等。
二、功率变流器的电磁干扰建模及抑制技术
（一）功率变流器的电磁干扰建模
EMI建模是分析电磁干扰的基础，构建合理的模型能够帮助工程师设计出EMI性能良好产品的关键之一。目前，功率变流器的EMI建模主要集中在传导EMI建模，关于辐射EMI建模的研究工作还未深入开展。
（二）传导电磁干扰建模
建模的流程从PCB布线和元器件布层开始，在此基础上分别展开为无源器件高频几声参数的抽取（网络分析仪）、功率半导体器件EMI高频建模、PCB布线高频寄生参数的抽取，这三项可以建立为功率变流器EMI精准仿真模型，再进行功率变速器EMI预测后，对功率变流器EMI进行性能评估，若不合格，则回到第一步，若合格方为结束。
1、开关器件的建模
（1） EMI的开关器件切换时，功率变流器EMI便开始运作，因此开关器件建模必须模拟其瞬态特性，如功率二极管的反向恢复电路、关断使得电压、电流变化。建模方法主要是需要子电路模型和物理建立的模型。
（2）无源元件建模。无源元件包括导线、母排线、电压器等，一般电容器高频模型较为简单，但是更加精准的模型需要电容器物理结构建立才能得出。有一些独立供电系统中将钢板导体作为系统的地平面，EMI噪声已然会传递到不同设备之间。
（3）PCB寄生参数的提取。电路工作在高频率是，电容、电感可能会影响电路的正常工作。因此在EMC设计中，有一个关键的步骤是提取分布参数建立相邻板高频模型，这个步骤有两个方法，一个是用解析法，用计算式预估出线路之间的分布参数值，但是还需要求解Maxwell方程组，这些数值法都是用离散化的方法将连续方才转化为代数方程，最后运算结果。
2、辐射电磁干扰建模
因为电力电子装置中的辐射干扰较为复杂，且相关研究并不多，有学者提出通过建立开关电源传输线模型获得干扰单溜与电压，在用PCB导向根据干扰电压计算开关电源的近场干扰，还有学者提出可利用软件计算电感器周围场的分布特点。
综上所述，在EMI建模方面，功率变流器还有很多需要改进的地方，传导干扰的近场耦合建模的研究还不够充分。这些模型与电路中元器件的辐射没有多大关联，大多数时候，元器件的辐射能力比PCB布线强很多。
三、电机传动器的电磁干扰建模及抑制技术
电机传动系统的EMI发射的建模和特征研究也涉及了EMI噪声源和EMI噪声传播途径。电机传动系统中，造成电机传动系统发射EMI噪声的原因与GTO、IGBT等开关器件有关，这些器件引起的电流和电压变化较快，会产生噪声，噪声源建模中，噪声建模是用物理元件和电容器模拟电机传动系统的EMI发射源，比较容易理解，而频域建模需要通过傅里叶变换的形式，将时域转化为频域，这个建模容易计出系统的EMI噪声频谱分布，但电路意义不直观[2]。目前，为了抑止电机传动系统产生的共模干扰，主要采取无源滤波技术和有源滤波技术。
四、EMI滤波器的寄生效应
许多工程师都知道绕组寄生电容和电容器对滤波器性能会产生影响，这些效应易于理解和控制，可以用阻抗分析仪进行测量。寄生效应的另一种类别是布局和封装性格的寄生效应，这个效应虽然难以理解，但可以借助场的理论解决问题。
为了分析几声参数的效应和预测EMI滤波器的高频特征，有学者建立了滤波器的模型，并给予模型分析参数，还有学者通过对共模电感的测量建立共模电感搞的模型，确定了共模电感值、差模电感值等两个绕组间寄生电容，这些实验对改善滤波器的高频性能有一定帮助。
五、PCB电磁干扰优化设计CAD技术
PCB上元器件的布局对于EMI有着重要作用，性能优良的PCB是减小EMI最便利的手段，因此将计算机辅助设计用于PCB电磁干扰预测是一个重要的发展方向。有学者提出在专家系统的EMC方案商输入PCB板文件，EMC经过计算后会检测出PCB上的干扰区并给出解决办法。还有学者提出根据干扰电场的分布图设计导线如何排列，依据实时的耦合技术调整导线如何排布[3]。
六、EMI的电磁计算技术
现代功率半导体技术发展较快，一定程度上促使电力电子装置的方向发生变化，使电力电力装置的尺寸越来越低，功率密度越来越大。特别是当功率等级达到一定级别时，变流器的尺寸会对此产生重要的影响，于是制造商尽可能地减小了装置的尺寸，但这会使装置内部的元件产生近场耦合电磁干扰问题。为了减少这样的情况，需要对元器件等器件早电磁场内提前测试。
七、结语
电力电子装置电磁兼容性是一个综合性的问题，其中有许多研究方向还未深入开展，虽然目前的研究中，已经有许多学者在电力电子装置的 EMI 噪声特征、EMI 抑制技术、EMC 仿真和建模以及 EMI 测量等方面展开了大量的研究并取得了许多有价值的成果，但仍需要进一步的完善。一方面，需要对现有的EMC技术和理论进行改进和完善，另一方面，需要开发出新的 EMC 设计理论和方法以便满足国际上越来越苛刻的EMC标准和要求。
参考文献：
[1]钱照明, 陈恒林. 电力电子装置电磁兼容研究最新进展[J]. 电工技术学报, 2007, 22(007):1-11.
[2]徐翔. 电力电子装置电磁兼容研究进展分析[J]. 科技风, 2011, 000(012):31.
[3]朱学军. 电动汽车动力电力电子装置的电磁兼容性研究[D]. 2008.
作者简介1：罗小平，1983-02-19，男，四川安岳，汉，大学本科，无线电调试技师，中国电子科技集团公司第二十九研究所，研究方向：电磁兼容。
作者简介2：何伟，1983-12-29，男，四川彭州，汉，大学本科，无线电调试技师，中国电子科技集团公司第二十九研究所，研究方向：中频电路。
作者简介3：薛磊，1984-09-01，男，四川绵阳，汉，大学本科，无线电调试技师，中国电子科技集团公司第二十九研究所，研究方向:中视放电路。
