開關電源變壓器設計,EMI噪聲低到讓你不信!
發布時間:2015-09-02 責任編輯:sherry
【導讀】在開關電源設計中,功率變壓器的設計極為關鍵,尤其是工作頻率提高後,要達到電源的功率密度盡量高,同時要滿足較好的EMC指標有一定的難度。下麵介紹一種變壓器設計方法,可大大改善開關電源的EMI噪聲。
由於一次側和二次側繞組間寄生電容的存在,變壓器“開關”時,在分界處存在dV/dt,將“靜默層”布置在絕緣膠帶的兩側,即一次側和Vin相連的一端,二次側和地相連的一端,分別布置在絕緣膠帶兩側,可以減小分界處寄生電容的dV/dt。由於場效應管的漏極電壓是波動的,將其繞為骨架的第一層,這樣外層可屏蔽內層發射的電磁場。圖1和圖2給出了兩種低噪聲的繞線技術,可應用在典型的反激變換器變壓器中。

方法一:如圖1所示,二次側繞組與二極管連接的末端必須緊鄰絕緣膠帶,因此絕緣膠帶的兩端將有一定大小的dV/dt,但該dV/dt比一次側繞組的漏極相連端與絕緣膠帶相鄰時小得多。此變壓器的優點是二次側繞組的“靜默端”位於最外層,它本身就能很好的屏蔽變壓器的輻射。

方法二:如圖2suoshi,shilianggejingmoduanyujueyuanjiaodaixianglin,cibianyaqideyoudianshichuanyuebianjiedegongmozaoshengjianxiao,danbianyaqidewaibuzaoshengbijiaoda,xuyaozaiwaiburaoshangtongpipingbi(即法拉第屏蔽)。

在變壓器骨架窗口裕量充足的情況下,通常還需要在變壓器內部一次側和二次側之間使用銅皮“隔離”,從而屏蔽繞組產生的噪聲。如果窗口裕量不是很充分,可以考慮將一次側的IC供電繞組作為法拉第屏蔽。如圖3所suo示shi,繞rao組zu的de兩liang端duan均jun交jiao流liu耦ou合he至zhi一yi次ci側ce地di,使shi一yi次ci側ce主zhu繞rao組zu發fa射she的de容rong性xing噪zao聲sheng減jian小xiao,因yin此ci傳chuan導dao至zhi二er次ci側ce的de共gong模mo噪zao聲sheng大da大da減jian小xiao。使shi用yong法fa拉la第di屏ping蔽bi的de缺que點dian是shi漏lou感gan大da大da增zeng加jia,從cong而er降jiang低di了le效xiao率lv。所suo以yi我wo們men在zai反fan激ji變bian換huan器qi變bian壓ya器qi內nei部bu一yi般ban不bu使shi用yong任ren何he常chang規gui的de屏ping蔽bi,但dan經jing常chang使shi用yong法fa拉la第di屏ping蔽bi。
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在為客戶設計定製產品時,客戶要求在不加外圍輔助電路的情況下,要求傳導過CLASS B,根據方法一,在結合使用傳統的“三明治繞法”不bu僅jin解jie決jue了le傳chuan導dao的de問wen題ti,還hai解jie決jue了le隻zhi用yong方fang法fa一yi帶dai來lai的de變bian壓ya器qi漏lou感gan大da的de問wen題ti,從cong而er提ti高gao了le電dian源yuan的de穩wen定ding性xing,也ye達da到dao了le客ke戶hu的de要yao求qiu。該gai定ding製zhi產chan品pin繞rao線xian順shun序xu如ru表biao1所示,傳導結果如圖4所示,峰值最少有20dB的裕量,平均值也有10dB的裕量。

對於帶變壓器拓撲結構的開關電源來說,變壓器的電磁兼容性(EMC)設計對整個開關電源的EMC水平影響較大。通常情況下,加裝電源線濾波器是抑製傳導EMI的de必bi要yao措cuo施shi。但dan是shi,僅jin僅jin依yi靠kao電dian源yuan輸shu入ru端duan的de濾lv波bo器qi來lai抑yi製zhi幹gan擾rao往wang往wang會hui導dao致zhi濾lv波bo器qi中zhong元yuan件jian的de電dian感gan量liang增zeng加jia和he電dian容rong量liang增zeng大da。而er電dian感gan量liang的de增zeng加jia使shi體ti積ji增zeng加jia、電容量的增大受到漏電流安全標準的限製。本文提出了新的變壓器設計方法。 不僅能減少電源線濾波器的體積,對傳導電磁幹擾(EMI)的抑製能力更強,且能降低變壓器的製作成本和工藝複雜程度。
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