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反激式开关电源的变压器EMC设计【亚博取现到账秒速】

发布日期:2021-05-19 00:28浏览次数:
本文摘要:依据噪声活跃性节点平衡的观念,明确指出了一种新的变压器EMC设计方法。根据试验检测,与传统式的设计方法相比,该方式对传输干扰信号(EMI)的诱发工作能力更为强悍,且能降低变压器的制做成本费和加工工艺复杂性。本方式某种意义仅限于于别的方式的携带变压器流形构造的电源变压器。

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依据噪声活跃性节点平衡的观念,明确指出了一种新的变压器EMC设计方法。根据试验检测,与传统式的设计方法相比,该方式对传输干扰信号(EMI)的诱发工作能力更为强悍,且能降低变压器的制做成本费和加工工艺复杂性。本方式某种意义仅限于于别的方式的携带变压器流形构造的电源变压器。  伴随着输出功率半导体元器件技术性的发展趋势,电源变压器大功率容积比和效率高的特点促使其在当代国防、工业生产和商业服务等各个其他实验仪器中得到 广泛运用,而且伴随着时钟频率的大大的提高,机器设备的电磁兼容测试性(EMC)难题引起大家的广泛瞩目。

EMC设计方案已沦落电源变压器设计开发中不可或缺的关键步骤。  传输干扰信号(EMI)噪声的诱发必不可少在产品研发前期就多方面充分考虑。一般来说状况下,安裝电源插头过滤器是诱发传输EMI的相应措施l1l。

可是,代表着依靠开关电源輸出端过滤器来诱发阻拦通常不容易导致过滤器中元器件的电感器量少和容量减少。而电感器量的降低使容积降低;容量的减少遭受溢电流量安全系数规范的允许。电路中的别的一部分假如设计方案有效还可以顺利完成与过滤器相仿的工作中。

文中明确指出了变压器的噪声活跃性节点震幅湿冷绕法,这类设计方法不但能提升电源插头过滤器的容积,还能控制成本。  1反激式电源变压器的共模传输阻拦  电子产品的传输噪声阻拦所说的是:机器设备在与供电系统电力网相接工作中时以噪声电流量的方式根据电源插头传输到公共性电力网自然环境中来的干扰信号。传输阻拦分为共模阻拦与差模阻拦二种。

共模阻拦电流量在零线与火线零线上的震幅超过;差模阻拦电流量在零线与火线零线上的震幅忽视。差模阻拦对整体传输阻拦的奉献较小,且关键集中化于在噪声频带低頻尾端,较更非常容易诱发;共模阻拦对传输阻拦的奉献较小,且关键处于噪声频带的高频和高频率频率段。对共模传输阻拦的诱发是电子产品传输EMC设计方案中的难点,也是最关键的每日任务。  反激式电源变压器的电路中不会有一些工作电压巨变的节点。

和电路中别的电势差较为稳定的节点各有不同,这种节点的工作电压包含高韧性的高频率成份[2]。这种工作电压转变十分活跃性的节点称之为噪声活跃性节点。

噪声活跃性节点是电源变压器电路中的共模传输干扰信号,它具有于电路中的对地杂散电容器就造成共模噪声电流量M。而电路中对EMI危害较小的对地此谓骑侍郎电容器有:输出功率开关电源管的漏极对地的寄生电容C变压器的主边绕组对副边绕组的寄生电容Cp;变压器的副边电路对地的寄生电容C变压器主、副边绕组对变压器骨架的寄生电容C。

、C及其变压器变压器骨架对地的寄生电容C?这种寄生电容在电路中的产自如图所示1下图。    图l中的共模电流量,在电路中的藕合方式关键有3条:从噪声源输出功率开关电源管的d趋于根据C藕合到地;从噪声源根据c。藕合到变压器次级线圈电路,再作根据C藕合到地;从变压器的前、初级线圈根据C?C藕合到变压器变压器骨架,再作根据C藕合到地。

这3种电流量是包括共模噪声电流量(图1中的灰黑色箭头符号下图)的关键要素。共模电流量根据电源插头輸出端接地线转到,进而被LISN取样精确测量得到。  2阻隔变压器的EMC设计方案  2.1传统式变压器EMC设计方案  共模噪声的藕合除开根据场效管d极对地这一条方式外,开关电源管d极的噪声工作电压根据变压器的寄生电容将噪声电流量藕合到变压器副边绕组所属的电路,再作根据次级线圈电路对地的寄生电容藕合到地也是共模电流量造成的方式。

因而想方设法扩大从变压器主边绕组传输到副边绕组间的共模电流量是一种合理地的EMC设计方法。传统式的变压器EMC设计方法是在两绕组间加进阻隔层[3],如图2下图。    金属材料阻隔层必需连电线接头的设计方案不容易减少共模噪声电流量,使EMC特性下降。阻隔层理应是电路中电位差稳定的节点,例如将图2中的阻隔层相接到电路前面的负级便是一个非常好的电磁铁。

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那样的相接可以把本来流入地面的共模电流量合理地分离,进而大幅度降低电源插头的传输噪声起飞水准。  2.2节点震幅平衡法  在电路中,噪声工作电压活跃性节点并并不是单一的。以文中剖析的电路为例证:除输出功率开关电源管的d极外,变压器前面绕组的另一端U也是一个噪声工作电压活跃性节点,并且节点工作电压的转变方位与场管的d趋于工作电压状况忽视。因此 变压器次级线圈绕组的两边是震幅忽视的噪声工作电压活跃性节点。

图3下图的是应用节点震幅平衡法后,变压器框架上的电磁线圈产自状况。    变压器框架最里层是前面绕组电磁线圈的一半,与输出功率开关电源管的d趋于联接;内层的电磁线圈是次级线圈绕组;最表层是前面绕组的另一半,与节点U.联接。

因为噪声电流量关键根据前后左右级电磁线圈层中间的寄生电容藕合,把前、后续电磁线圈方位忽视的噪声活跃性节点更替地绕道以内表层较为方向就能使绝大多数的噪声电流量相互之间冲抵,大幅度降低了最终藕合到次级线圈的噪声电流量的抗压强度。  文中争辩的电路中还不会有前面电路和次级线圈电路的輔助开关电源,他们也是由绕道在变压器上的独立国家电磁线圈获得动能的。

这二级輔助电磁线圈的不会有给噪声电流量的散播获得了附加的方式。輔助电磁线圈是为了更好地操纵电路的供电系统设计方案的。虽然操纵电路自身的功率较小,但他们的不会有却减少了电路对地的寄生电容,进而担负了一部分把共模噪声从活跃性节点藕合到地的工作中。

殊不知把这种绕组垫在前面电磁线圈和初级线圈的绕组正中间就能减少前后左右级绕组的间距,进而他们的固层寄生电容就扩大了,噪声电流量就能适度扩大。因而,变压器线圈电感的最终方式应如图4下图。从内到外的电磁线圈绕组依序是:前面绕组的一半、輔助绕组的一半、后续绕组、輔助绕组的另一半和前面绕组的另一半。

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    3试验一部分  变压器改进绕法对电源变压器的传输EMC特性提高的实效性能够根据试验得到 检测。  3.1实验方法  试验依照参考文献[43中的工作电压法进行。

频率段范畴为0.15~30MHz;频谱仪的检波方法各有不同峰值检波;精确测量视频码率为9kHz;频带横坐标(頻率)所取对数方式;噪声数据信号的企业为dB/~Vl5j  3.2试验結果  图5为变压器设计方案改进前后左右试验试品的传输噪声频带比照。    图5中的左右两根平行面曲线各自为国际性无线通信阻拦特别是在联合会(全名CISPR)实施的CISPR22规范中b级回绝的定峰值检波限制值和均值检波限制值;而曲线图为电源变压器的传输噪声频带。从试验結果能够显出:与传统式方式相比,新方式具备更为出色的对共模噪声电流量的诱发工作能力,特别是在在高频1~5CHz的频率段。在较低頻段,电源插头上的传输阻拦主要是差模电流量引起的;而在中国高频率段,共模电流量起关键具有。

而文中明确指出的方式对共模电流量的诱发较强,试验和基础理论是相一致的。在10MHz之上的频率段,关键由电路中的别的寄主主要参数规定EMC特性,与变压器没有太大的关系。

  4结语  电源变压器电路中的噪声活跃性节点是电路中的共模噪声源。要降低电源变压器的传输阻拦水准,本质上是扩大共模电流强度、减少噪声源的对地电阻器。

在传统式的阻隔式EMC设计方案中,阻隔层相接到电路中电位差稳定的节点上(如:变压器前面的负级)要比必需连到接地线对EMI阻拦的诱发更为合理地。  电源变压器电路中的噪声活跃性节点一般来说全是出不会有的,这种成对节点中间的震幅忽视,运用这一特性活跃性节点震幅平衡绕法对EMI诱发的实效性小于传统式的阻隔式设计方案。

因为不务必加到阻隔金属材料层,变压器的容积与成本费都能被合理地扩大或降低。


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