开关电源干式变压器屏蔽层抑制共模电磁干扰的

0简介

电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility)是指电子设备或系统在电磁环境中正常工作，而不会对环境中的任何东西造成无法忍受的电磁干扰的能力。包括电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS)。由于开关电源的高di/dt和du/dt，所有拓扑开关电源都存在电磁干扰问题。目前克服电磁干扰的主要技术手段有：在电源输入输出端设置无源或有源滤波器，设置屏蔽外壳和接地，采用软开关技术和变频控制技术等。

在开关电源中，电磁干扰的根本原因是电流和电压发生高频急剧变化，通过导线的导通和电感电容的耦合导致导电的电磁干扰。同时，电流和电压的变化必然伴随着磁场和电场的变化，从而导致EMI辐射。摘要：重点分析了干式变压器共模传导电磁干扰的机理，并在此基础上阐述了不同屏蔽层对干式变压器共模传导电磁干扰的抑制效果。

1高频干式变压器传导电磁干扰机理

以反激变换器为例，其主电路如图1所示。

开关管打开后，干式变压器一次侧电流逐渐增大，磁芯储能也随之增大。当开关管关断时，次级侧的整流二极管导通，干式变压器的储能耦合到次级侧，向负载供电。

图1反激式转换器

在开关电源中，输入的整流电流是尖脉冲电流。当开关通断时，变换器中电压和电流的变化率很高，这些波形含有丰富的高频谐波。此外，在主开关管的开关过程和整流二极管的反向恢复过程中，电路的寄生电感和电容会高频振荡，是电磁干扰的来源。开关电源中有大量的分布式电容，为电磁干扰的传播提供通道，如图2所示。在图2中，LISN是一个线性阻抗稳定网络，用于测量线路的传导干扰。干扰信号通过导线和寄生电容传输到转换器的输入和输出端，形成传导干扰。干式变压器的绕组之间还有大量寄生电容，如图3所示。在图3中，点a、b、c和D4对应于图1中识别的四个点。

图2反激式开关电源寄生电容的典型分布

图3干式变压器寄生电容的分布

在图1所示的反激式开关电源中，当变换器工作在连续模式时，开关管VT导通后，b点电位低于a点，初级绕组匝间电容将被充电，充电电流从a流向b；当VT关断时，寄生电容反向充电，充电电流从B流向A.这样，干式变压器就产生了差模传导电磁干扰。同时，电源部件与地面的电位差也会产生高频变化。由于元件、地和外壳之间的分布电容，共模传导电磁干扰电流在输入端和由地和外壳形成的回路之间流动。

具体到干式变压器，初级绕组和次级绕组之间的电势差也会产生高频变化，导致共模传导的电磁干扰电流通过寄生电容耦合在初级侧和次级侧之间流动。交流等效电路和简化等效电路如图4所示。在图4中，ZLISN是线性阻抗稳定网络的等效阻抗；CP是干式变压器一次绕组和二次绕组之间的寄生电容；ZG是地球不同点之间的等效阻抗；CSG是输出环路和地之间的等效电容；z是电路的等效阻抗 #p#分页标题#e#