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教你设计一款低噪声开关电源变压器
在开关电源设计中,功率变压器的设计极为关键,尤其是工作频率提高后,要达到电源的功率密度尽量高,同时要满足较好的EMC指标有一定的难度。下面介绍一种变压器设计方法,可大大改善开关电源的EMI噪声。
由于一次侧和二次侧绕组间寄生电容的存在,变压器“开关”时,在分界处存在dV/dt,将“静默层”布置在绝缘胶带的两侧,即一次侧和Vin相连的一端,二次侧和地相连的一端,分别布置在绝缘胶带两侧,可以减小分界处寄生电容的dV/dt。由于场效应管的漏极电压是波动的,将其绕为骨架的第一层,这样外层可屏蔽内层发射的电磁场。图1和图2给出了两种低噪声的绕线技术,可应用在典型的反激变换器变压器中。

图 1
方法一:如图1所示,二次侧绕组与二极管连接的末端必须紧邻绝缘胶带,因此绝缘胶带的两端将有一定大小的dV/dt,但该dV/dt比一次侧绕组的漏极相连端与绝缘胶带相邻时小得多。此变压器的优点是二次侧绕组的“静默端”位于最外层,它本身就能很好的屏蔽变压器的辐射。

图 2
方法二:如图2所示,使两个静默端与绝缘胶带相邻,此变压器的优点是穿越边界的共模噪声减小,但变压器的外部噪声比较大,需要在外部绕上铜皮屏蔽(即法拉第屏蔽)。

图 3
在变压器骨架窗口裕量充足的情况下,通常还需要在变压器内部一次侧和二次侧之间使用铜皮“隔离”,从而屏蔽绕组产生的噪声。如果窗口裕量不是很充分,可以考虑将一次侧的IC供电绕组作为法拉第屏蔽。如图3所示,绕组的两端均交流耦合至一次侧地,使一次侧主绕组发射的容性噪声减小,因此传导至二次侧的共模噪声大大减小。使用法拉第屏蔽的缺点是漏感大大增加,从而降低了效率。所以我们在反激变换
器变压器内部一般不使用任何常规的屏蔽,但经常使用法拉第屏蔽。
在为客户设计定制产品时,客户要求在不加外围辅助电路的情况下,要求传导过CLASS B,根据方法一,在结合使用传统的“三明治