開關電源干式變壓器屏蔽層抑制共模電磁干擾的

0簡介

電磁兼容性(ElectromagneticCompatibility)是指電子設備或系統在電磁環境中正常工作，而不會對環境中的任何東西造成無法忍受的電磁干擾的能力。包括電磁干擾(EMI)和電磁敏感度(EMS)。由于開關電源的高di/dt和du/dt，所有拓撲開關電源都存在電磁干擾問題。目前克服電磁干擾的主要技術手段有：在電源輸入輸出端設置無源或有源濾波器，設置屏蔽外殼和接地，采用軟開關技術和變頻控制技術等。

在開關電源中，電磁干擾的根本原因是電流和電壓發生高頻急劇變化，通過導線的導通和電感電容的耦合導致導電的電磁干擾。同時，電流和電壓的變化必然伴隨著磁場和電場的變化，從而導致EMI輻射。摘要：重點分析了干式變壓器共模傳導電磁干擾的機理，并在此基礎上闡述了不同屏蔽層對干式變壓器共模傳導電磁干擾的抑制效果。

1高頻干式變壓器傳導電磁干擾機理

以反激變換器為例，其主電路如圖1所示。

開關管打開后，干式變壓器一次側電流逐漸增大，磁芯儲能也隨之增大。當開關管關斷時，次級側的整流二極管導通，干式變壓器的儲能耦合到次級側，向負載供電。

圖1反激式轉換器

在開關電源中，輸入的整流電流是尖脈沖電流。當開關通斷時，變換器中電壓和電流的變化率很高，這些波形含有豐富的高頻諧波。此外，在主開關管的開關過程和整流二極管的反向恢復過程中，電路的寄生電感和電容會高頻振蕩，是電磁干擾的來源。開關電源中有大量的分布式電容，為電磁干擾的傳播提供通道，如圖2所示。在圖2中，LISN是一個線性阻抗穩定網絡，用于測量線路的傳導干擾。干擾信號通過導線和寄生電容傳輸到轉換器的輸入和輸出端，形成傳導干擾。干式變壓器的繞組之間還有大量寄生電容，如圖3所示。在圖3中，點a、b、c和D4對應于圖1中識別的四個點。

圖2反激式開關電源寄生電容的典型分布

圖3干式變壓器寄生電容的分布

在圖1所示的反激式開關電源中，當變換器工作在連續模式時，開關管VT導通后，b點電位低于a點，初級繞組匝間電容將被充電，充電電流從a流向b；當VT關斷時，寄生電容反向充電，充電電流從B流向A.這樣，干式變壓器就產生了差模傳導電磁干擾。同時，電源部件與地面的電位差也會產生高頻變化。由于元件、地和外殼之間的分布電容，共模傳導電磁干擾電流在輸入端和由地和外殼形成的回路之間流動。

具體到干式變壓器，初級繞組和次級繞組之間的電勢差也會產生高頻變化，導致共模傳導的電磁干擾電流通過寄生電容耦合在初級側和次級側之間流動。交流等效電路和簡化等效電路如圖4所示。在圖4中，ZLISN是線性阻抗穩定網絡的等效阻抗；CP是干式變壓器一次繞組和二次繞組之間的寄生電容；ZG是地球不同點之間的等效阻抗；CSG是輸出環路和地之間的等效電容；z是電路的等效阻抗 #p#分頁標題#e#