Simulation and Analysis of Conducted Electromagnetic Interference in DC-DC Converters

Abstract

Electromagnetic Interference (EMI) from power converter, particularly DC-DC Converters, has emerged as a critical concern due to their rapid global expansion. The predominant source of EMI in renewable energy systems is the power converter, such as converters, which relies on highfrequency switching devices for energy transformation. These converters generate conducted EMI at both the direct current (DC) interface with power source. To ensure system reliability and prevent disruption to grid operations and connected devices, these emissions must strictly adhere to electromagnetic compatibility (EMC) standards. In this context, developing an electromagnetic interference (EMI) model of the system proves to be a powerful analytical tool, offering detailed insights into the mechanisms of noise generation, propagation, and their effects on various components of the renewable energy system. Moreover, such models are instrumental in formulating effective noise mitigation strategies, including the optimal design of EMI filters. أصبح التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن محولات القدرة، وخاصة محولات التيار المستمر إلى التيار المستمر مصدر قلق متزايد بسبب الانتشار الواسع لأنظمة الطاقة المتجددة. وتُعد محولات القدرة من أهم مصادر التداخل الكهرومغناطيسي نظ ًرا لاعتمادها على مفاتيح إلكترونية تعمل بترددات عالية لتحويل الطاقة. وينتج عن هذه المحولات تداخل كهرومغناطيسي موصل عند واجهات التيار المستمر والتيار المتناوب، مما قد يؤثر على أداء النظام والأجهزة الإلكترونية المجاورة. ولضمان التشغيل الموثوق والامتثال لمعايير التوافق الكهرومغناطيسي من الضروري فهم هذه الانبعاثات والتحكم فيها. وفي هذا السياق، يمثل تطوير نموذج للتداخل الكهرومغناطيسي أداة تحليلية فعالة لدراسة آليات تولد الضوضاء ومسارات انتشارها وتأثيرها على مكونات النظام المختلفة. كما تساهم هذه النماذج في تصميم وتحسين وسائل الحد من التداخل الكهرومغناطيسي، بما في ذلك تصميم مرشحات التداخل الكهرومغناطيسي، مما يعزز الأداء الكهرومغناطيسي لأنظمة الطاقة المتجددة