高頻變壓器中傳導EMI產生機理

2021-01-11 電子產品世界

以反激式變換器為例，其主電路如圖1所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/177117.htm

開關管開通後，變壓器一次側電流逐漸增加，磁芯儲能也隨之增加。當開關管關斷後，二次側整流二極體導通，變壓器儲能被耦合到二次側，給負載供電。

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體反向恢復過程中，電路的寄生電感、電容會發生高頻振蕩，以上這些都是電磁幹擾的來源。開關電源中存在大量的分布電容，這些分布電容給電磁幹擾的傳遞提供了通路，如圖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、機殼所構成迴路之間流動的共模傳導EMI電流。

具體到變壓器中，一次繞組與二次繞組之間的電位差也會產生高頻變化，通過寄生電容的耦合，從而產生了在一次側與二次側之間流動的共模傳導EMI電流。交流等效迴路及簡化等效迴路如圖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為輸出迴路與地間的等效電容;Z為變壓器以外迴路的等效阻抗。

圖4變壓器中共模傳導EMI的流通迴路

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