反激式開(kāi)關(guān)電源的變壓器電磁兼容性設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2010-08-11 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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隨著功率半導(dǎo)體器件技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源高功率體積比和高效率的特性使得其在現(xiàn)代軍事、工業(yè)和商業(yè)等各級(jí)別的儀器設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，并且隨著時(shí)鐘頻率的不斷提高，設(shè)備的電磁兼容性(EMC)問(wèn)題引起人們的廣泛關(guān)注。EMC設(shè)計(jì)已成為開(kāi)關(guān)電源開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中必不可少的重要環(huán)節(jié)。

傳導(dǎo)電磁干擾(EMI)噪聲的抑制必須在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期就加以考慮。通常情況下，加裝電源線濾波器是抑制傳導(dǎo)EMI的必要措施l1l。但是，僅僅依靠電源輸入端的濾波器來(lái)抑制干擾往往會(huì)導(dǎo)致濾波器中元件的電感量增加和電容量增大。而電感量的增加使體積增加；電容量的增大受到漏電流安全標(biāo)準(zhǔn)的限制。電路中的其他部分如果設(shè)計(jì)恰當(dāng)也可以完成與濾波器相似的工作。本文提出了變壓器的噪聲活躍節(jié)點(diǎn)相位干燥繞法，這種設(shè)計(jì)方法不僅能減少電源線濾波器的體積，還能降低成本。

1 反激式開(kāi)關(guān)電源的共模傳導(dǎo)干擾

電子設(shè)備的傳導(dǎo)噪聲干擾指的是：設(shè)備在與供電電網(wǎng)連接工作時(shí)以噪聲電流的形式通過(guò)電源線傳導(dǎo)到公共電網(wǎng)環(huán)境中去的電磁干擾。傳導(dǎo)干擾分為共模干擾與差模干擾兩種。共模干擾電流在零線與相線上的相位相等；差模干擾電流在零線與相線上的相位相反。差模干擾對(duì)總體傳導(dǎo)干擾的貢獻(xiàn)較小，且主要集中在噪聲頻譜低頻端，較容易抑制；共模干擾對(duì)傳導(dǎo)干擾的貢獻(xiàn)較大，且主要處在噪聲頻譜的中頻和高頻頻段。對(duì)共模傳導(dǎo)干擾的抑制是電子設(shè)備傳導(dǎo)EMC設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，也是最主要的任務(wù)。

反激式開(kāi)關(guān)電源的電路中存在一些電壓劇變的節(jié)點(diǎn)。和電路中其他電勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)不同，這些節(jié)點(diǎn)的電壓包含高強(qiáng)度的高頻成分[2]。這些電壓變化十分活躍的節(jié)點(diǎn)稱為噪聲活躍節(jié)點(diǎn)。噪聲活躍節(jié)點(diǎn)是開(kāi)關(guān)電源電路中的共模傳導(dǎo)干擾源，它作用于電路中的對(duì)地雜散電容就產(chǎn)生共模噪聲電流M 。而電路中對(duì)EMI影響較大的對(duì)地雜散電容有：功率開(kāi)關(guān)管的漏極對(duì)地的寄生電容C 變壓器的主邊繞組對(duì)副邊繞組的寄生電容Cp ；變壓器的副邊回路對(duì)地的寄生電容C 變壓器主、副邊繞組對(duì)磁芯的寄生電容C。、C 以及變壓器磁芯對(duì)地的寄生電容C? 這些寄生電容在電路中的分布如圖1所示。