随着全球能源转型和新能源汽车产业的快速发展，车载充电器（OBC）作为电动汽车能量供给系统的核心部件，其性能与可靠性备受关注。在OBC系统中，谐振DC-DC变换器是实现高效能量传输的关键，其中CLLC谐振变换器凭借高效率、高功率密度、双向升降压能力和软开关操作等优势，已成为车载充电器直流变换环节的主流拓扑。然而，这种拓扑结构在提升性能的同时，其电磁兼容性（EMC）特性尤其是传导共模电磁干扰（CM EMI）问题日益凸显，成为制约系统可靠性的重要因素。
目前对CLLC变换器的研究多集中于电路参数设计、控制策略和磁集成技术，而对其EMC特性的系统性研究仍较缺乏。在OBC系统中，CLLC电路产生的差模干扰大多被前端功率因数校正（PFC）级的输出直流母线电容旁路，因此其对系统的主要EMI影响表现为共模干扰。若能在设计初期对CLLC电路的共模噪声特性进行深入分析和优化，将为后续EMI滤波器设计提供关键理论依据。
现有针对CLLC电路共模EMI的研究主要集中于寄生参数分析优化或通过外加共模电感、Y电容等措施实现噪声抑制。例如有研究通过改变平面变压器层状结构或设计屏蔽绕组来优化CM噪声，但这类方法往往工艺复杂、成本较高且可能增加变压器损耗。另有研究利用LLC变换器中噪声源的相位差特性，通过平衡电容实现共模噪声对消，但该方法有效频带有限且依赖变压器双电容模型的适用条件。值得注意的是，现有研究多局限于单一工况下的CM特性分析，未能揭示不同工况下CM特性的差异，也未深入探讨谐振元件对称性对优化效果的影响。
为解决上述问题，本研究团队对CLLC电路的共模噪声传输机理与抑制策略展开系统研究。基于替代定理和叠加原理，建立了CLLC电路的共模等效模型，揭示了主要CM噪声传输路径及其影响因素；结合噪声源特性推导出CLLC电路CM噪声的解析模型，系统分析了不同工况下的CM行为特征；基于噪声源特性提出对称性CM噪声优化方法，通过谐振电感和电容的对称设计实现显著噪声抑制。
为开展研究，团队主要采用以下关键技术方法：首先基于替代定理建立包含关键寄生参数的CM EMI等效电路模型，通过叠加原理分离噪声源贡献；其次采用傅里叶分解法量化不同工况下噪声源的幅相特性，结合基波分析法推导初级/次级全桥相位差与归一化频率的映射关系；进而构建对称谐振腔结构，通过阻抗平衡原理实现噪声对消；最后通过PSIM全电路仿真和400W实验原型（参数：fr =100 kHz，nT =1，Lm =174 μH）验证模型准确性，使用CMDM8700分离器进行实测数据采集。
CM噪声传输机理建模
通过建立包含开关管对地寄生电容（Cg1 -Cg4 ）和变压器分布参数（CAC 、CBD ）的等效电路（图3），发现CM噪声主要由电压源型噪声源（VQ2 、VQ4 、VQ6 、VQ8 ）通过变压器通道传输。当开关管对地寄生电容一致时，初级/次级桥臂噪声电流相互抵消，CM噪声主要经变压器传输。
多工况噪声源特性分析
在欠谐振（fs < />r ）、准谐振（fs =fr ）和过谐振（fs >fr ）三种工况下（图4），噪声源均呈现奇次谐波主导特征。准谐振工况因初级/次级桥臂相位差φ≈0，使等效CM噪声源VQ =VQ4 -VQ8 的幅值系数最小（图8），CM噪声最低；而过谐振与欠谐振工况因|φ|增大导致噪声增强，其中欠谐振工况下次级侧谐振还会引发高频振荡峰。
对称结构优化机制
当谐振电感满足Lr1 =Lr2 、谐振电容满足Cr1 =Cr2 时（图9），对称支路导纳Y1 =Y2 ，使CM环路阻抗Zcm 趋于无穷大（公式10），理论上实现完全噪声对消。仿真表明（图14），电感对称性偏差会全频段恶化抑制效果（低频区差异≈20 dB），电容对称性偏差主要影响低频段（差异≈8 dB）。
实验验证
原型测试（图16-18）表明：准谐振工况在150 kHz-1.5 MHz频段CM噪声最低，验证相位协调优势；对称结构在三种工况下均实现20-30 dB噪声抑制（第三谐波处改善达21-32 dB），但高频段因死区时间、MOSFET导通差异等因素限制优化效果。
本研究通过建立CLLC变换器CM EMI的等效电路模型，解析了多工况下噪声源相位差对CM特性的影响规律，提出并验证了基于谐振参数对称性的噪声抑制方法。该设计通过结构优化而非外加元件实现EMI性能提升，对高密度功率变换器的集成化设计具有重要参考价值。未来可进一步研究磁集成工艺对参数对称性的影响，拓展方法在宽范围调频系统中的应用。论文发表于《CPSS Transactions on Power Electronics and Applications》，为新能源汽车电力电子系统的电磁兼容设计提供了新思路。
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