低噪聲開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源變壓器的設計制作方法

低噪聲開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源變壓器的設計制作方法

在現代電子產(ch¨£n)品中£¬開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源是必不可少的£¬當然在開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源中最關(gu¨¡n)鍵的器件開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源變壓器£¬精通開(k¨¡i)關(gu¨¡n)變壓器設計是也是電路設計中一個(g¨¨)重要技能¡£下面為大家介紹一款低噪聲的開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源變壓器設計方法¡£    <<與廣大電子愛(¨¤i)好者更好的互動(d¨°ng)交流£¬容源電子網(w¨£ng)已開(k¨¡i)通電子論壇£¬歡迎來(l¨¢i)到電子論壇與同行們分享¡¢學(xu¨¦)習經(j¨©ng)驗¡£¡·

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在開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源設計中£¬功率變壓器的設計極為關(gu¨¡n)鍵£¬尤其是工作頻率提高后£¬要達到電源的功率密度盡量高£¬要滿(m¨£n)足較好的EMC指標有的難度¡£下面介紹一種開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源變壓器設計方法£¬可大大改善開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源的EMI噪聲¡£    <<與廣大電子愛(¨¤i)好者更好的互動(d¨°ng)交流£¬容源電子網(w¨£ng)已開(k¨¡i)通電子論壇£¬歡迎來(l¨¢i)到電子論壇與同行們分享¡¢學(xu¨¦)習經(j¨©ng)驗¡£¡·

¡¡¡¡一次側和二次側繞組間寄生電容的存在£¬變壓器¡°開(k¨¡i)關(gu¨¡n)¡±時(sh¨ª)£¬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¡£場(ch¨£ng)效應管的漏極電壓是波動(d¨°ng)的£¬將其繞為骨架的第一層£¬這樣外層可屏蔽內層發(f¨¡)射的電磁場(ch¨£ng)¡£圖1和圖2給出了兩種低噪聲的繞線(xi¨¤n)技術(sh¨´)£¬可應用在典型的反激變換器變壓器?#23567;?

溫馨提示£º將鼠標指針?l¨¨ )?#22312;圖片上£¬滾動(d¨°ng)鼠標可以動(d¨°ng)態(t¨¤i)改變圖片大小£¬方便分析電路圖¡£

¡¡¡¡圖1  繞制一次側和二次側組時(sh¨ª)骨架的旋轉方向
¡¡¡¡方法一£º如圖1£¬二次側繞組與二極管連接的末端緊鄰絕緣膠帶£¬絕緣膠帶的兩端將有大小的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(sh¨ª)小得多¡£此變壓器的優(y¨­u)點(di¨£n)是二次側繞組的¡°靜默端¡±位于最外層£¬它本身就能很好的屏蔽變壓器的輻射¡£
如何設計一款低噪聲開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源變壓器£¿

溫馨提示£º將鼠標指針?l¨¨ )?#22312;圖片上£¬滾動(d¨°ng)鼠標可以動(d¨°ng)態(t¨¤i)改變圖片大小£¬方便分析電路圖¡£

¡¡¡¡圖2  繞制一次側和二次側組時(sh¨ª)骨架的旋轉方向相反
¡¡¡¡方法二£º如圖2£¬使兩個(g¨¨)靜默端與絕緣膠帶相鄰£¬此變壓器的優(y¨­u)點(di¨£n)是穿越邊界的共模噪聲減小£¬但變壓器的外部噪聲?#23481;^大£¬在外部繞上銅皮屏蔽£¨即法拉第屏蔽£©¡£

溫馨提示£º將鼠標指針?l¨¨ )?#22312;圖片上£¬滾動(d¨°ng)鼠標可以動(d¨°ng)態(t¨¤i)改變圖片大小£¬方便分析電路圖¡£

¡¡¡¡圖3  使用一次?#23481;o助繞組法拉第屏蔽
¡¡¡¡在變壓器骨架窗口裕量充足的下£¬通常還在變壓器內部一次側和二次側使用銅皮¡°隔離?#20445;?#24478;而屏蔽繞組產(ch¨£n)生的噪聲¡£窗口裕量不是很充分£¬可以考慮將一次側的IC供電繞組法拉第屏蔽¡£如圖3£¬繞組的兩端均交流耦合至一次側地£¬使一次側主繞組發(f¨¡)射的容性噪聲減小£¬傳導至二次側的共模噪聲大大減小¡£使用法拉第屏蔽的缺點(di¨£n)是漏感大大£¬從而降低了效率¡£我?#20874;?#21453;激變換器變壓器內部不使用常規的屏蔽£¬但經(j¨©ng)常使用法拉第屏蔽¡£
¡¡¡¡在為客戶(h¨´)設計定制產(ch¨£n)品時(sh¨ª)£¬客戶(h¨´)要求在不加外圍輔助電路的下£¬要求傳導過(gu¨°)CLASS B£¬根據方法一£¬在結合使用傳統的¡°三明治繞法¡±不僅了傳導的問(w¨¨n)題£¬還了只用方法一帶來(l¨¢i)的變壓器漏感大的問(w¨¨n)題£¬從而提高了電源的穩定?#35029;?#20063;達到了客戶(h¨´)的要求¡£該定制產(ch¨£n)品繞線(xi¨¤n)順序如表1£¬傳導結果如圖4£¬峰值最少有20dB的裕量£¬平均值也有10dB的裕量¡£

溫馨提示£º將鼠標指針?l¨¨ )?#22312;圖片上£¬滾動(d¨°ng)鼠標可以動(d¨°ng)態(t¨¤i)改變圖片大小£¬方便分析電路圖¡£

¡¡¡¡表1

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¡¡¡¡對于帶變壓器拓撲結構的開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源£¬變壓器的電磁兼容?#35029;¨EMC£©設計對整個(g¨¨)開(k¨¡i)關(gu¨¡n)電源的EMC水?#25509;?#38911;較大¡£通常下£¬加裝電源線(xi¨¤n)濾波器是抑制傳導EMI的必要措施¡£但是£¬僅僅依靠電源輸入端的濾波器來(l¨¢i)抑制干擾往往會(hu¨¬ )導致濾波器中元件的電感量和電容量增大¡£而電感量的使體積¡¢電容量的增大受到漏電流安全標準的限制¡£本文提出了新的變壓器設計方法¡£

不僅能減少電源線(xi¨¤n)濾波器的體積£¬對傳導電磁干擾£¨EMI£©的抑制能力更強£¬且能降低變壓器的制作成本和工藝程度¡£