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反激式开关电源变压器共模传导干扰问题

导读: 反激式的开关电源变压器目前多被用于供电变电领域中,作为电源变压器的家族成员之一,反激式开关电源变压器在平时的工作应用过程中,也同样面临着传导噪声干扰的问题。在今天的文章中,我们将会就这种电源变压器的传导噪声干扰产生原因,展开简要的分析和总结,希望能够对各位工程师有所帮助。

  反激式的开关电源变压器目前多被用于供电变电领域中,作为电源变压器的家族成员之一,反激式开关电源变压器在平时的工作应用过程中,也同样面临着传导噪声干扰的问题。在今天的文章中,我们将会就这种电源变压器的传导噪声干扰产生原因,展开简要的分析和总结,希望能够对各位工程师有所帮助。

  反激式的开关电源变压器在平时应用的过程中,所遭受的传导干扰主要有共模干扰和差模干扰两种情况。共模干扰电流在零线与相线上的相位相等,而差模干扰电流在零线与相线上的相位相反。差模干扰对总体传导干扰的影响较小,且主要集中在噪声频谱低频端,较容易抑制。相比较而言,共模干扰对传导干扰的影响就非常大了,且主要处在噪声频谱的中频和高频频段。对共模传导干扰的抑制是电子设备传导EMC设计中的难点,也是最主要的任务。

寄生电容在反激式电源变压器中的分布

  与其他的变压器产品一样,在反激式开关电源的电路中,也同样会存在一些电压剧变的节点。这些剧变的节点和电路中其他电势相对稳定的节点不同,它们的电压包含高强度的高频成分,因此我们通常将这些电压变化十分活跃的节点称为噪声活跃节点。这些噪声活跃节点,其实就是开关电源电路中的共模传导干扰源,它作用于电路中的对地杂散电容就产生共模噪声电流ICM。而反激式电椅变压器的主电路系统中,对EMI影响较大的对地杂散电容主要有以下几种,分别是功率开关管的漏极对地的寄生电容Cde、变压器的主边绕组对副边绕组的寄生电容Cpa以及变压器的副边回路对地的寄生电容Cae。除此之外,电源变压器的主、副边绕组对磁芯的寄生电容Cpc、Cac以及变压器磁芯对地的寄生电容Cce,也同样会对EMI产生较大的影响。这些寄生电容在电路中的分布如上图所示。

  在上图所展示的反激式电源变压器寄生电容分布图中,我们可以很明显的看到,共模电流ICM在这一电路中的耦合途径主要有3条,分别是从功率开关管的d极通过Cde耦合到地、从噪声源通过Cpa耦合到变压器次级电路再通过Cae耦合到地,以及从变压器的前、次级线圈通过Cpc、Cac耦合到变压器磁芯,再通过Cce耦合到地。这3种电流是构成共模噪声电流(也就是图1中的黑色箭头所示)的主要因素。共模电流通过电源线输入端的地线回流,从而被LISN取样测量得到。

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