反激变换器共模传导EMI噪声抑制的研究

对反激式变换器的原、副边共模传导EMI噪声特点进行了分析,总结了共模传导噪声模型并详细介绍了干扰源、传输通道对共模传导噪声的影响。建模分析了变压器绕组分布电容与共模传导等效电容之间的关系,针对原、副边共模噪声的特点,提出通过调整变压器绕组层间距离来控制共模传导路径阻抗特性的新方法,实现原、副边共模电流的抵消,从而更好地抑制共模传导噪声。并以一台40W的反激式电源为实验平台,用实验方法验证了该方案的可行性。     

一种兼具屏蔽效能的变压器平衡绕组技术

针对现有绕线式变压器平衡绕组方案需多次试错调整、且难以兼顾电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)特性和电气性能的问题，文中分析平衡绕组设计存在误差的原因，提出一种兼具屏蔽作用的平衡绕组技术，通过加入结构简单且容易实施的改进型平衡绕组，能够有效地抑制反激变换器在传导干扰频段的共模噪声。文中定量地分析变压器传输路径上完全消除共模位移电流的机理，给出改进型平衡绕组的设计准则。实验结果表明，在变压器绕组交错排布的情况下，只需在变压器中加入一层兼具屏蔽作用的平衡绕组，即可达到显著的共模干扰抑制效果，有效降低了变压器EMI特性优化设计的实施难度。     

考虑磁场频率特性的变压器共模EMI宽频建模方法

变压器是隔离型变换器的关键共模噪声路径,与传导和辐射电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)性能紧密关联。现有变压器EMI等效电路建模方法对多层交错绕组的宽频共模特性缺乏准确预测能力,文中针对该问题分析了变压器共模噪声路径对电感参数的敏感性,以及现有电路结构不适用于交错绕组的原因,提出一种改进型建模方法。通过磁场仿真提取电感频率特性参数,使模型能够反映变压器的宽频磁场特性。同时,通过改进等效电路结构,正确表示共模噪声路径和绕组电势分布。以绕线式变压器为对象,S21参数为变压器共模EMI性能的评估方法,实际测量与电路仿真结果在150k Hz～100MHz具有较好一致性,表明改进型建模方法能够在宽频段准确预测、评估变压器的共模性能和谐振尖峰,扩展了现有模型的适用范围。     

一种兼顾效率和电磁兼容的反激变压器设计

三明治绕法通常用来增大变压器初、次级绕组之间的耦合系数,减小漏感,提高电源整体效率。但该方法往往会恶化共模传导电磁干扰。本文基于次级绕组净感应电荷的理论模型,深入分析了屏蔽体接地点位置及屏蔽高度对变压器共模传导EMI的影响。提出在反激变压器采用三明治绕法的同时,调节屏蔽层与次级绕组之间间距的方法来兼顾整个系统的效率和电磁兼容问题。采用优化设计的反激变压器使得系统的效率提高2.31%,共模传导EMI改善了15d B。实验结果验证了理论分析的正确性和实际有效性。     

开关电源变压器传导共模EMI磁电综合模型

传统的变压器电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)模型仅考虑了电场耦合的容性效应,在低频段能准确评估变压器的电磁干扰特性,但在高频段,模型的理论分析与实测存在较大偏差。通过对变压器内部分布电场、漏磁场的磁电效应机理分析,指出变压器的传导EMI特性受到磁、电效应的综合影响,漏磁场对变压器高频段共模传输路径阻抗有较大影响。在此基础上,建立综合考虑分布电场、漏磁场影响的变压器传导共模EMI磁电综合模型,模型分析表明,漏磁场、分布电场的感性、容性等效参数的谐振是影响变压器高频段电磁干扰特性的关键因素。最后通过插入损耗测试验证新模型改善了EMI高频段的预测精度和EMI特性的评估效果。     

开关电源变压器屏蔽层抑制共模EMI的研究

以反激式开关电源为例,在分析其高频变压器形成共模传导EMI机理的基础上,探讨了在变压器设计中设置屏蔽层以抑制共模传导EMI的原理。给出了具体的设计方法,并应用于具体产品的设计中。试验测试表明,屏蔽层的设置可以有效地抑制高频开关电源的共模传导EMI。由此进一步研究了屏蔽层在其他类型开关电源中应用的可行性。     

开关电源传导EMI的模型分析与应用

从分布电容的角度出发，分析变压器及散热片产生EMI的方式及其特征，建立了开关电源共模传导发射的分析模型，并据此提出了降低反激式开关电源EMI共模发射源水平的解决方案及设计方法，通过实验验证了各设计方法的有效性。     

反激式开关电源共模传导发射模型的分析与应用

以反激式开关电源为研究对象,分析了其共模传导噪声的干扰源、传输通道以及变压器分布电容参数对共模噪声的作用,建立相应的共模传导发射分析模型和变压器分布电容模型;重点分析了二次侧干扰源的影响及其作用机理,提出了一种简单但有效降低共模传导噪声的方法,并进行了实验验证。     

基于噪声平衡原理的反激变换器CM传导噪声抵消方法研究

在反激变换器中,变压器绕组交错排布有助于减小漏感和绕组损耗,但相邻原、副边绕组间的耦合电容是传输共模(commonmode,CM)噪声电流的主要耦合路径,会引起严重的EMI问题。该文提出一种CM噪声抵消的方法,引入一组平衡绕组,设计平衡绕组与相邻副边绕组间的位移电相互抵消。建立反激变换器CM传导噪声电路模型,给出平衡绕组设计方法,以一台反激变换器为实验对象,测试并对比无屏蔽层、采用传统铜箔屏蔽及加入平衡绕组3种变压器结构下的CM传导噪声。实验结果表明,平衡绕组对CM噪声抑制效果优于无屏蔽层和传统铜箔屏蔽层结构,验证了平衡绕组抵消反激变换器CM噪声的可行性。     

反激式变换器共模EMI抑制研究

分析了反激式变换器的噪声模型,根据原、副边的噪声回路特点,提出利用反激式变换器的辅助绕组改变变压器内的电位分布以调整其内部分布电容,从改变噪声通路阻抗的角度调整原、副边噪声平衡,实现共模噪声抑制.以一台50W反激式变换器为平台对分析结果进行了实验,实验结果验证了分析的正确性.     

开关电源共模传导干扰模型的研究

该文分析了一台单相小功率回扫式开关电源的传导干扰源和共模干扰传播通道，在细致分析回扫变压器绕组和屏蔽层作用的基础上，建立了开关电源的共模传导干扰电路模型。具体说明了各干扰源的作用。根据模型，提出了串联共模变压器和并联补偿绕组的方法，以改善电源输出端共模干扰的抑制效果，并进行了验证。文中对输出采用同步整流管对共模传导干扰模型的影响也进行了分析。     

高频开关电源有源EMI滤波器应用研究

以反激式开关电源为研究平台,详细分析了开关电源中电磁干扰的问题,尤其是共模传导电磁干扰。重点研究基于运算放大器的有源共模传导EMI的抑制方法,并比较采用有源共模EMI滤波器和不采用有源共模EMI滤波器的实验原理及EMI水平。实验证明了该有源EMI滤波器工作稳定,滤波效果良好。     

开关电源中变压器共模传导噪声抑制能力的评估方法

传统的利用LCR表测量开关电源中变压器原、副边绕组间结构电容参数的方法不能有效反映线圈绕组电位分布以及屏蔽层对共模噪声传输的影响。根据电磁场理论详细分析了变压器原、副边绕组间电场耦合的深层机制,进而采用了一种利用频谱分析仪、网络分析仪或EMI接收机等二端口测量仪器的评估方法。。该方法有效考虑了变压器线圈绕组的电位分布、绕组结构方式和屏蔽层铜箔的影响。最后通过实验验证了该方法的有效性和可行性,从而为变压器的电磁兼容特性研究以及批量生产中变压器的共模电磁兼容特性质量控制提供了一种简单有效的评估和测试方法。     

基于有限元仿真的反激变压器优化设计

在小功率电源的设计中,反激变压器的设计是极为关键的,尤其是当工作频率提高后,需要对该变压器进行优化设计,而使功率损耗最小,提高整个电源的效率。利用Ansoft公司的有限元仿真软件对反激变压器进行优化设计,得出该变压器的模型示意图。最后,利用有限元仿真软件,研究了气隙在磁芯中心柱位置时对绕组损耗的影响,并给出了瞬态磁场仿真的结果图。     

基于积木式交错并联的平面全集成EMI滤波器

为了减少电磁干扰(EMI)滤波器的体积,提高开关电源的功率密度,提出一种基于积木式交错并联的平面全集成EMI滤波器。根据差、共模噪声的频段分布规律,采用温度稳定性较高的薄膜介质材料进行交错并联来实现共模电容的集成,采用电气性能较稳定的Ⅱ类陶瓷材料X7R来实现差模电容的集成,采用PCB绕组来实现共模电感和差模电感的集成,给出了平面全集成EMI滤波器高频差、共模等效电路及其插入损耗的计算公式。仿真和实验验证了所提出的平面全集成EMI滤波器的有效性及其高频差、共模等效电路和插入损耗公式的正确性。     

多通道交错并联反激变换器磁集成技术研究

采用谐波分解方法揭示了电压调整模块电感耦合带来通道电流谐波消除的内在机理。在反激变换器中,交流线圈损耗可由变压器分量损耗和电感器分量损耗2部分组成。在中小功率场合,变压器的电流纹波较大,电感器分量带来严重的气隙扩散磁通效应往往成为线圈涡流损耗的主要因素,因此,结合多通道耦合电感技术和反激变压器的线圈损耗特点,提出多通道交错并联反激变换器磁集成技术,以减小电流纹波,改善线圈的电感器分量损耗和磁芯损耗,并通过理论分析和实验加以证明。     

基于一种有源EMI共模技术的研究

为了探讨共模电流辐射,找到抑制电子系统（产品）设计中共模电流电磁辐射原因;本研究从阐明共模电流的含义出发,采用一种开关电源的有源EMI共模滤波器方案,用以一个AC/DC半桥变换器半桥电路来实现这种方案,对整机做了EMI传导性能、电磁辐射测试。分析与仿真实验结果也验证了有源滤波器的使用对开关电源的共模传导干扰抑制的有效性。该研究对电子产品的开发、抑制电子系统（产品）设计中共模电流电磁辐射有一定的借鉴作用。