淺析高頻變壓器中傳導EMI產生機理
發布時間:2012-03-31
中心議題:
- 反激變換器傳導EMI產生機理
- 變壓器中寄生電容的分布
- 變壓器中共模傳導EMI的產生機理
解決方案:
- 通過寄生電容的耦合產生在一次側與二次側之間流動的共模傳導EMI電流
以反激式變換器為例,其主電路如圖1所示。
kaiguanguankaitonghou,bianyaqiyicicedianliuzhujianzengjia,cixinchunengyesuizhizengjia。dangkaiguanguanguanduanhou,ercicezhengliuerjiguandaotong,bianyaqichunengbeiouhedaoercice,geifuzaigongdian。

圖1反激變換器
在開關電源中,輸入整流後的電流為尖脈衝電流,開關開通和關斷時變換器中電壓、電流變化率很高,這些波形中含有豐富的高頻諧波。另外,在主開關管開關過程和整流二極管反向恢複過程中,電路的寄生電感、電(dian)容(rong)會(hui)發(fa)生(sheng)高(gao)頻(pin)振(zhen)蕩(dang),以(yi)上(shang)這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)來(lai)源(yuan)。開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)存(cun)在(zai)大(da)量(liang)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong),這(zhe)些(xie)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)給(gei)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)傳(chuan)遞(di)提(ti)供(gong)了(le)通(tong)路(lu),如(ru)圖(tu)2所示。圖2中,LISN為線性阻抗穩定網絡,用於線路傳導幹擾的測量。幹擾信號通過導線、寄生電容等傳遞到變換器的輸入、輸出端,形成了傳導幹擾。變壓器的各繞組之間也存在著大量的寄生電容,如圖3所示。圖3中,A、B、C、D4點與圖1中標識的4點相對應。

圖2反激式開關電源寄生電容典型的分布

圖3變壓器中寄生電容的分布
在圖1所示的反激式開關電源中,變換器工作於連續模式時,開關管VT導通後,B點電位低於A點,一次繞組匝間電容便會充電,充電電流由A流向B;VT關斷後,寄生電容反向充電,充電電流由B流向A。這樣,變壓器中便產生了差模傳導EMI。同時,電源元器件與大地之間的電位差也會產生高頻變化。由於元器件與大地、機殼之間存在著分布電容,便產生了在輸入端與大地、機殼所構成回路之間流動的共模傳導EMI電流。
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jutidaobianyaqizhong,yiciraozuyuerciraozuzhijiandedianweichayehuichanshenggaopinbianhua,tongguojishengdianrongdeouhe,congerchanshenglezaiyiciceyuercicezhijianliudongdegongmochuandaoEMI電流。交流等效回路及簡化等效回路如圖4所示。圖4中:ZLISN為線性阻抗穩定網絡的等效阻抗;CP為變壓器一次繞組與二次繞組間的寄生電容;ZG為大地不同點間的等效阻抗;CSG為輸出回路與地間的等效電容;Z為變壓器以外回路的等效阻抗。

圖4變壓器中共模傳導EMI的流通回路
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