CN110311549A - 一种基于分相浮地的共模emi无源抑制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法及装置，该抑制策略主要包含了分相浮地散热器，吸收电容和低EPC(寄生电容)交流滤波电感等三个关键设计环节，实现了共模干扰源和共模传导路径的高效抑制。在共模干扰源方面，本发明通过引入吸收电容的寄生电感(ESL)，浮地散热器的对地电容以及交流滤波电感的寄生电容(EPC)实现了干扰源中振铃频率的可控移动，并利用导体自身的趋肤效应实现振铃波形的抑制。对于共模传导路径，本发明利用浮地散热器的对地电容和交流滤波电感的寄生电容(EPC)实现了共模电磁干扰的路径阻断，从而进一步抑制了系统中的高频传导共模干扰。仿真分析和实验测试验证了本发明对共模EMI的高抑制效能。

Description

一种基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法及装置
技术领域
本发明涉及电力电子装置传导EMI抑制技术领域，更具体地，涉及一种基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法及装置。
背景技术
电力电子装置因其高效、可控的电能变换特性，已广泛应用于舰船、飞机、高速铁路、电网等多种对可靠性要求很高的现代工业中。然而电力电子装置中开关器件的高频、高速通断造成了高达千兆V/S、A/S变化率的电压、电流脉冲，进而产生开关次及以上的宽频次谐波，这些高频谐波会对系统造成严重的电磁干扰问题。近年来，随着电力电子装置高功率密度化发展，电力电子装置正面临着愈加严重的电磁干扰挑战。
传导电磁干扰的高频段主要由共模电磁干扰决定，工程上通常采用共模EMI滤波器实现共模电磁干扰的抑制。然而，对于兆赫兹以上频段的共模电磁干扰，需要对共模滤波器内部的分布耦合参数进行严格的把控，从而减小杂散参数对滤波器高频性能的影响。但这样极大地增大了共模滤波器的设计和制造成本，同时，提升共模滤波器高频性能也存在较高的技术壁垒。因此，可以通过设计电力电子装置辅助滤波策略，从而减小对共模EMI滤波器高频性能的过度依赖。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决三相两电平电力电子装置中共模干扰源振铃效应难以消除，同时高频段共模电磁干扰较难抑制的技术问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供一种基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法，包括：
设置电力电子装置中各相桥臂均对应一个散热器，各相散热器用于对该相桥臂上的IGBT模块进行散热；设置相邻两相散热器之间隔开预设距离，相邻两相散热器的散热齿之间交错排列；
设置电力电子装置的交流输出滤波电感的磁芯采用双重叠结构，以在相同电感值下相对减少绕组匝数，以相对减小匝间和匝对磁芯的分布电容；
在各相桥臂的正负母线之间跨接一个吸收电容，通过预设吸收电容的容值和等效电感参数以控制共模干扰源的振铃频率。
可选地，通过如下步骤控制干扰源的振铃频率：
根据各相桥臂的电路参数确定各相桥臂的阻抗特性，其中，在第一频段和第三频段，各相桥臂等效电路呈现容性；在第二频段和第四频段，各相的电路呈感性，此时通常不会产生振铃；在全频率频段，所述第一频段、第二频段、第三频段以及第四频段依次连续衔接分布；
通过设计吸收电容的容值及其寄生电感值，能够将第三频段所在的频率区间控制在30MHZ以上，使得30MHZ以下频段内无高频振铃，30MHZ以上频段的振铃效应在趋肤阻尼下能够得到抑制。
可选地，各相桥臂均对应一个散热器，则此时各相的交流滤波电感的寄生电容Cf、正负母排上IGBT对地电容之和Cgd以及IGBT输出中点对地电容Cga相比所有相桥臂共用一个散热器的各相的Cf、Cgd以及Cga相对减小，阻断了共模干扰的流通回路。
可选地，所述交流输出滤波电感的等效并联电容应与各相散热器的对地电容为同一量级。
另一方面，本发明提供一种电力电子装置，包括：多个散热器；
所述电力电子装置中各相桥臂均对应一个散热器，各相散热器用于对该相桥臂上的IGBT模块进行散热；设置相邻两相散热器之间隔开预设距离，相邻两相散热器的散热齿之间交错排列；
所述电力电子装置的交流输出滤波电感的磁芯采用双重叠结构，以在相同电感值下相对减少绕组匝数，以相对减小匝间和匝对磁芯的分布电容；
所述电力电子装置各相桥臂的正负母线之间跨接一个吸收电容，所述吸收电容的容值和等效电感参数可以控制共模干扰源的振铃频率。
可选地，各相桥臂的电路参数决定各相桥臂的阻抗特性，其中，在第一频段和第三频段，各相桥臂等效电路呈现容性；在第二频段和第四频段，各相的电路呈感性，此时通常不会产生振铃；在全频率频段，所述第一频段、第二频段、第三频段以及第四频段依次连续衔接分布；
通过设计吸收电容的容值及其寄生电感值，能够将第三频段所在的频率区间控制在30MHZ以上，使得30MHZ以下频段内无高频振铃，30MHZ以上频段的振铃效应在趋肤阻尼下能够得到抑制。
可选地，各相桥臂均对应一个散热器，则此时各相的交流滤波电感的寄生电容Cf、正负母排上IGBT对地电容之和Cgd以及IGBT输出中点对地电容Cga相比所有相桥臂共用一个散热器的各相的Cf、Cgd以及Cga相对减小，阻断了共模干扰的流通回路。
可选地，所述交流输出滤波电感的等效并联电容应与各相散热器的对地电容为同一量级。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供一种基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法及装置，基于分相浮地设计的共模EMI无源抑制方法从而在无EMI滤波器的情况下实现共模EMI的高效抑制，具有高性能的高频共模EMI抑制性能，作为辅助抑制手段，可以使EMI滤波器专注于低频EMI，极大地降低了EMI滤波器的设计成本。本发明提供一种基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法及装置，设计流程简单，技术壁垒低；设计和器件成本低；能够极大地抑制共模干扰源中的高频振铃；能够有效阻断高频共模传导EMI流通路径。
附图说明
图1是本发明提供的基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法示意图；
图2是本发明提供的三相两电平电力电子装置的拓扑模型示意图；
图3是本发明提供的三相两电平电力电子装置的高频模型示意图；
图4是本发明提供的三相两电平电力电子装置的共模EMI预测结果示意图；
图5是本发明提供的叠层结构的低EPC交流滤波电感设计示意图；
图6是本发明提供的基于分相浮地的三相两电平电力电子装置的高频模型示意图；
图7是本发明提供的基于分相浮地的三相两电平电力电子装置的无源振铃等效电路示意图；
图8是本发明提供的基于分相浮地的三相两电平电力电子装置的各桥臂高频数学模型示意图；
图9是本发明提供的基于分相浮地的三相两电平电力电子装置的共模EMI传导路径示意图；
图10是本发明提供的基于分相浮地的三相两电平电力电子装置共模EMI传导路径阻抗数学模型示意图；
图11是本发明提供的共模电流在全频段内的幅频特性示意图；
图12是本发明提供的共模干扰源的频域对比结果示意图；
图13是本发明提供的共模干扰源振铃效应的时域对比结果示意图；
图14是本发明提供的共模干扰的频域对比结果示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
为了实现上述目的，本发明主要包含了下述几个关键技术方案：
(1)三相两电平电力电子装置中各相桥臂上的IGBT模块通过独立的散热器散热，相与相之间的散热器隔开一定的距离，以尽可能降低各相散热器之间容性耦合。同理，各相散热器与装置机壳也设计一定的距离，从而实现散热器与地回路之间的解耦。此步骤是实现干扰源振铃抑制的基础，同时也起到了阻断共模EMI传导路径的作用。
优选地，散热器与机壳之间可以使用塑料等绝缘材料的支撑物实现桥臂的固定。
优选地，各相散热器之间采用散热齿侧边交错相对的方法，可以进一步减小相与相之间散热器的对应面积，从而减小容性耦合。
(2)三相两电平电力电子装置的交流输出滤波电感采用低等效并联电容(Equivalent Parallel Capacitor，EPC)设计，从而在高频段实现交流侧与桥臂间的解耦，屏蔽交流侧寄生参数对干扰源振铃效应的影响，同时也起到了阻断共模电磁干扰(ElectroMagnetic Interference，EMI)流通路径的作用。
优选地，可以通过适当增大线圈匝与匝的距离以有效降低电感EPC。此外，采用双层高磁导率的磁芯，在相同感值下电感所需的绕组砸数更少，同样可以有效降低电感EPC。
(3)在各相桥臂的正负母线之间跨接一个吸收电容，基于IGBT模块功率端子引线电感、结电容、对地电容等预先精确抽取的参数值，计算合理的吸收电容容值和等效电感(Equivalent Series Inductance，ESL)参数，从而控制干扰源的振铃频率，使其位于一个非常高的频率(设备自身趋肤效应可有效抑制)或者非常低的频率(普通滤波器设计即可有效抑制)。
图1是本发明提供的基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法示意图；如图1所示，本发明提供的EMI无源抑制方法包括如下几个步骤：
分散浮地散热器设计：设置电力电子装置中各相桥臂均对应一个散热器，各相散热器用于对该相桥臂上的IGBT模块进行散热；设置相邻两相散热器之间隔开预设距离，相邻两相散热器的散热齿之间交错排列。
低EPC交流滤波电感设计：设置电力电子装置的交流输出滤波电感的磁芯采用双重叠结构，以在相同电感值下相对减少绕组匝数，以相对减小匝间和匝对磁芯的分布电容。
吸收电容参数计算：在各相桥臂的正负母线之间跨接一个吸收电容，通过预设吸收电容的容值和等效电感参数以控制共模干扰源的振铃频率。
通过分散浮地散热器设计和低EPC交流滤波电感设计可以阻断工模干扰传导路径，通过分散浮地散热器设计、低EPC交流滤波电感设计以及吸收电容参数计算可以抑制共模干扰振铃。
本发明提供一种基于一台三相两电平电力电子装置，其拓扑结构如图2所示，说明本发明的技术方案，具体包括如下几部分：
(1)精确建立三相两电平电力电子装置高频模型
在设计分相浮地滤波方案前，需要精确抽取电力电子装置内IGBT模块、母排、交直流线缆、直流支撑电容、负载等等关键部件的寄生参数。其中，有源器件IGBT模块各端子的引线电感和对地电容通过有限元计算得到；IGBT模块中额定电压下的集射极结电容值通过拟合数据手册给出的容值曲线得到；直流母排的杂散参数通过有限元分析抽取；其它无源部件的杂散参数利用阻抗分析仪测量得到。本发明中所用的三相两电平电力电子装置各关键部件的杂散参数抽取结果如表1所示，装置高频模型如图3所示。
基于此，在Ansys Simplorer中建立时域预测仿真模型，分别得到共模干扰源和共模传导干扰的时域预测结果，并通过FFT分析转换到频域与实测干扰进行对比，对比结果如图4所示，从而验证所建立的系统高频模型的准确性。
表1
其中，LACinductor表示交流滤波电感的电感值，CACinductor表示交流滤波电感的寄生电容值，RACinductor表示交流滤波电感的电阻值，Ldc-link表示直流支撑电容的寄生电感值，Cdc-link表示直流支撑电容的容值，Rdc-link表示支流支撑电容的电阻，LACcapacitor表示交流滤波电容的寄生电感值，CACcapacitor表示交流滤波电容的电容值，RACcapacitor表示交流滤波电容的电阻值，Lload表示负载的电感值，Cload表示负载的对地寄生电容值，Rload表示负载电阻值，LAC-cable表示交流线缆等效电感值，LDC-cable表示直流线缆等效电感值，RDC-cable表示直流线缆等效电阻值，RAC-cable表示交流线缆等效电阻值，LA表示A相母排寄生电感，LB表示B相母排寄生电感，LC表示C相母排寄生电感，RA表示A相母排电阻，RB表示B相母排电阻，RC表示C相母排电阻，CC表示IGBT模块上桥臂集电极对地电容，CO表示IGBT模块中点输出点对地电容，CE表示IGBT模块下桥臂射极对地电容，LiC表示IGBT模块上桥臂集电极段子寄生电感，LiO表示IGBT模块中点输出端子寄生电感，LiE表示IGBT模块下桥臂射极端子寄生电感，Cj表示IGBT芯片的集射极寄生电容，Cgc表示IGBT芯片的门-集极寄生电容，Cge表示IGBT芯片的门-射极寄生电容。
(2)分相浮地散热器设计
分相浮地散热器的结构如图4所示。各相桥臂上的IGBT模块通过独立的散热器散热，相与相之间的散热器隔开一定的距离，并且散热齿之间交错排列，以尽可能降低各相散热器之间容性耦合。同时，各相散热器与装置机壳也通过绝缘支柱隔离，从而实现散热器与地回路之间的解耦。经过此设计，各相散热器之间的耦合很容易达到一个较小的值，各相散热器与地之间的耦合电容可粗略地计算为：
C＝εS/d
其中，ε是介电常数，S是散热器与机壳之间的对应面积，d是散热器与机壳之间的距离。在本发明散热器与地之间的耦合电容应该至少比IGBT模块的对地电容小一个量级，基于此，实际实验台架中各相散热器对地电容设计为15pF。
(3)低EPC交流滤波电感设计
低EPC交流滤波电感的结构如图5所示。其磁芯采用双重叠结构，在相同的电感值下极大地减小了绕组匝数，从而有效减小了匝间和匝对磁芯的分布电容。此发明所设计的交流输出滤波电感的EPC应与各相散热器对地电容为同一量级，才能实现较好的交流侧解耦效果，因此，实际实验台架中各相交流滤波电感的EPC也设计为15pF。
(4)吸收电容设计
基于(2)和(3)的设计，可以通过选取吸收电容的电容值和ESL从而实现振铃频率的控制。此时，在高频段下(交流输出电感由感性转为容性的频点，一般是十万赫兹级别)，系统的高频模型和装置的无源振铃等效电路如图6和图7所示。此时每一相的阻抗(灰底框内的电路)可表示为：
其中，X＝A,B或C，上桥臂导通，CupX＝Cc+Co，CdnX＝CE；下桥臂导通，CupX＝CC，CdnX＝CO+CE。
上式中，ω为频率，Ligbt为IGBT模块引线电感，Cadd为吸收电容容值，Ladd为吸收电容的杂散电感，CC、CO、CE分别为IGBT模块上桥臂集电极、上桥臂射极和下桥臂射极的对地电容，Cj为IGBT结电容。CX、CupX以及CdnX为中间变量。
Z在全频段的阻抗特性曲线如图8所示，其中， 在I和III频段内，灰底框内的电路呈现容性，可能与母排杂散电感谐振产生振铃。而在II和IV频段内，灰底框内的电路呈现感性，不会在此产生振铃。因此，可以通过合理选取吸收电容的电容值和ESL，达到压低f1，并且将f2和f3推到传导电磁干扰不关注的30MHz以上频段范围。在30MHz以上频段范围中，系统阻尼非常大，高频振铃会被快速抑制，很难在干扰源频谱上观察到。本发明中所选用的吸收电容容值为4.7uF，ESL为20nH。
(4)共模干扰传导路径分析
在使用分相浮地散热器的情况下，三相两电平电力电子装置的共模传导路径如图9中(a)所示，经过星-三角变换，图9中(a)可以进一步简化为图9中(b)所示的电路。其中，
其中，Cgd为正负母排上IGBT对地电容之和，Cga为IGBT输出中点对地电容。Csink为散热器对地电容。
值得注意的是，普通的三相两电平装置和基于分相浮地散热器的三相两电平装置，其共模干扰传导路径的高频模型是相同的(图9中(b))，不同点在于基于分相浮地散热器的三相两电平装置中Cf,Cgd,Cga被极大地减小了。Cf为交流滤波电感的寄生电容。
经过(2)、(3)的设计，对于一般的系统，都普遍存在如下的参数关系：
Cf,Cgd,Cga＜＜Cl
Ld,La＜＜Lf
其中，Cl为负载对地杂散电容，La＝LACcable+Lload，Ld＝LDCcable，Lf＝LACinductor。
此时，灰底框范围内的共模传导路径阻抗的表达式为：
其不同频段下的阻抗特性如图10和表2所示，进一步，线路阻抗稳定网络LISN处测得的共模电流ICM与共模干扰源VCM之间的数学关系为：
当VCM为一个在全频段内幅值为1，相位为0的信号时，共模电流在全频段内的幅频特性如图11所示。在频段II，IV，VI内，共模电流的数学表达式为：
其中，linear()表示一种线性函数。随着Cgd的减小，上式分母变大，分子保持不变，此时系统的共模电流ICM是减小的。
在频段II，IV，VI内，共模电流的数学表达式为：
随着Cgd,Cga和Cf的减小，上式分母变大，分子变小或保持不变，同样地，系统的共模电流ICM是减小的。因此，本发明所提出的抑制方案理论上可以在全频段实现共模干扰传导路径的抑制。
表2
实验验证
本发明的实验严格按照DO-160标准的要求进行了共模电磁干扰测试。在150kHz-30MHz范围内对比了采用分相浮地和不采用分相浮地抑制策略时的共模干扰源和在LISN处测得的共模干扰频谱。
图12展示了共模干扰源的频域对比结果，可以看到采用分相浮地后共模干扰源频谱中没有振铃产生的高频干扰。图13对比了干扰源中振铃信号的时域波形，显然，采用分相浮地抑制策略后共模干扰源中的高频振铃被快速抑制下来。证明了本发明可以有效地实现共模干扰源的抑制。
图14展示了传导共模干扰的频域对比结果，可以看到分相浮地的抑制策略几乎在全频段(特别是高频段)降低了共模干扰的幅值。因此，实验证明了本发明可以有效地实现三相两电平装置共模干扰的抑制。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法，其特征在于，包括：
设置电力电子装置中各相桥臂均对应一个散热器，各相散热器用于对该相桥臂上的IGBT模块进行散热；设置相邻两相散热器之间隔开预设距离，相邻两相散热器的散热齿之间交错排列；
设置电力电子装置的交流输出滤波电感的磁芯采用双重叠结构，以在相同电感值下相对减少绕组匝数，以相对减小匝间和匝对磁芯的分布电容；
在各相桥臂的正负母线之间跨接一个吸收电容，通过预设吸收电容的容值和等效电感参数以控制共模干扰源的振铃频率。
2.根据权利要求1所述的基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法，其特征在于，通过如下步骤控制干扰源的振铃频率：
根据各相桥臂的电路参数确定各相桥臂的阻抗特性，其中，在第一频段和第三频段，各相桥臂等效电路呈现容性；在第二频段和第四频段，各相的电路呈感性，此时通常不会产生振铃；在全频率频段，所述第一频段、第二频段、第三频段以及第四频段依次连续衔接分布；
通过设计吸收电容的容值及其寄生电感值，能够将第三频段所在的频率区间控制在30MHZ以上，使得30MHZ以下频段内无高频振铃，30MHZ以上频段的振铃效应在趋肤阻尼下能够得到抑制。
3.根据权利要求1或2所述的基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法，其特征在于，各相桥臂均对应一个散热器，则此时各相的交流滤波电感的寄生电容Cf、正负母排上IGBT对地电容之和Cgd以及IGBT输出中点对地电容Cga相比所有相桥臂共用一个散热器的各相的Cf、Cgd以及Cga相对减小，阻断了共模干扰的流通回路。
4.根据权利要求1或2所述的基于分相浮地的共模EMI无源抑制方法，其特征在于，所述交流输出滤波电感的等效并联电容应与各相散热器的对地电容为同一量级。
5.一种电力电子装置，其特征在于，包括：多个散热器；
所述电力电子装置中各相桥臂均对应一个散热器，各相散热器用于对该相桥臂上的IGBT模块进行散热；设置相邻两相散热器之间隔开预设距离，相邻两相散热器的散热齿之间交错排列；
所述电力电子装置的交流输出滤波电感的磁芯采用双重叠结构，以在相同电感值下相对减少绕组匝数，以相对减小匝间和匝对磁芯的分布电容；
所述电力电子装置各相桥臂的正负母线之间跨接一个吸收电容，所述吸收电容的容值和等效电感参数可以控制共模干扰源的振铃频率。
6.根据权利要求5所述的电力电子装置，其特征在于，各相桥臂的电路参数决定各相桥臂的阻抗特性，其中，在第一频段和第三频段，各相桥臂等效电路呈现容性；在第二频段和第四频段，各相的电路呈感性，此时通常不会产生振铃；在全频率频段，所述第一频段、第二频段、第三频段以及第四频段依次连续衔接分布；
通过设计吸收电容的容值及其寄生电感值，能够将第三频段所在的频率区间控制在30MHZ以上，使得30MHZ以下频段内无高频振铃，30MHZ以上频段的振铃效应在趋肤阻尼下能够得到抑制。
7.根据权利要求5或6所述的电力电子装置，其特征在于，各相桥臂均对应一个散热器，则此时各相的交流滤波电感的寄生电容Cf、正负母排上IGBT对地电容之和Cgd以及IGBT输出中点对地电容Cga相比所有相桥臂共用一个散热器的各相的Cf、Cgd以及Cga相对减小，阻断了共模干扰的流通回路。
8.根据权利要求5或6所述的电力电子装置，其特征在于，所述交流输出滤波电感的等效并联电容应与各相散热器的对地电容为同一量级。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109347135A (zh) * 2018-11-14 2019-02-15 华中科技大学 Mmc三相并网逆变系统的共模传导emi建模方法及装置
CN111884500A (zh) * 2020-08-03 2020-11-03 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种车载充电机共模传导干扰的抑制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5552976A (en) * 1994-06-10 1996-09-03 Northrop Grumman Corporation EMI filter topology for power inverters
CN1437789A (zh) * 2000-08-16 2003-08-20 西门子公司 用于实现矩阵变换器基本抗干扰的装置
CN107623435A (zh) * 2017-09-05 2018-01-23 华北电力大学 光伏组件串列的双向共模差模emi滤波器及其设计方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5552976A (en) * 1994-06-10 1996-09-03 Northrop Grumman Corporation EMI filter topology for power inverters
CN1437789A (zh) * 2000-08-16 2003-08-20 西门子公司 用于实现矩阵变换器基本抗干扰的装置
CN107623435A (zh) * 2017-09-05 2018-01-23 华北电力大学 光伏组件串列的双向共模差模emi滤波器及其设计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
裴雪军: "PWM逆变器传导电磁干扰的研究", 《中国博士学位论文全文数据库（电子期刊）》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109347135A (zh) * 2018-11-14 2019-02-15 华中科技大学 Mmc三相并网逆变系统的共模传导emi建模方法及装置
CN109347135B (zh) * 2018-11-14 2020-06-02 华中科技大学 Mmc三相并网逆变系统的共模传导emi建模方法及装置
CN111884500A (zh) * 2020-08-03 2020-11-03 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种车载充电机共模传导干扰的抑制方法
CN111884500B (zh) * 2020-08-03 2022-02-22 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种车载充电机共模传导干扰的抑制方法

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