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對開關(guān)電源來說，開關(guān)電路產(chǎn)生的電磁脈沖騷擾是開關(guān)電源的主要騷擾源之一。那么開關(guān)電源中變壓器初、次級線圏之間的屏蔽層脈沖騷擾失效的原因、解決方法和注意事項是什么呢？今天小編為大家一一講解。

開關(guān)電路的定義

開關(guān)電路是開關(guān)電源的核心，主要由開關(guān)管和高頻變壓器組成。它產(chǎn)生的dU/dt是具有較大輻度的脈沖，頻帶較寬且諧波豐富。大部分變壓器釆用屏蔽設(shè)計，屏蔽層位于初級線圈與次級線圈之間，并且屏蔽層通過導(dǎo)線接至初級線圈的0V。使用非屏蔽變壓器，在傳導(dǎo)騷擾與輻射發(fā)射的項目上均需要達到EN55022標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的CLASS B要求。

開關(guān)電源中變壓器初、次級線圏之間的屏蔽層脈沖騷擾失效分析

開關(guān)電源中變壓器初、次級線圏之間的屏蔽層脈沖騷擾產(chǎn)生的因素

1、開關(guān)管負(fù)載為高頻變壓器初級線圈，是感性負(fù)載。在開關(guān)管導(dǎo)通瞬間，初級線圈產(chǎn)生很大的涌流，并在初級線圈的兩端出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓；在開關(guān)管斷開瞬間，由于初級線圈的漏磁通，致使一部分能量沒有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈，儲藏在電感中的這部分能量將和集電極電路中的電容、電阻形成帶有尖峰的衰減振蕩，疊加在關(guān)斷電壓上，形成關(guān)斷電壓尖峰。這種電源電壓中斷會產(chǎn)生與初級線圈接通時一樣的磁化沖擊電流瞬變，這個噪聲會傳導(dǎo)到輸入福岀端，形成傳導(dǎo)騷擾。

2、脈沖變壓器初級線圈，開關(guān)管和濾波電容構(gòu)成的高頻開關(guān)電流環(huán)路可能會產(chǎn)生較大的空間輻射，形成輻射騷擾。如果電容濾波容量不足或高頻特性不好，電容上的高頻阻抗會使高頻電流以差模方式傳導(dǎo)到交流電源中形成傳導(dǎo)騷擾。同時變壓器的初、次級之間存在分布電容，使得初級回路中產(chǎn)生的騷擾向次級回路傳遞，，如下圖所示，一方面加大騷擾傳遞環(huán)路，另一方面將有更多的電流流入LISN,從而進一步惡化其EMI特性。

3、在變壓器中增加屏蔽層，并與初級回路的0V相接后，如下圖所示，相當(dāng)于截斷騷擾向后傳遞的路徑。從等效電路上看是將騷擾源封閉在了較小的環(huán)路內(nèi)，從而抑制傳導(dǎo)發(fā)射騷擾與輻射發(fā)射騷擾。

解決方法

1、開關(guān)電源變壓器初級的共模噪聲向次級噪聲傳遞是開關(guān)電源產(chǎn)品EMI問題的一個主要原因，為截斷這種傳遞的路徑，需要在繞制變壓器時，在初級與次級之間加上屏蔽層， 并接至直流地上或直流的高壓端。

2、為了保證發(fā)揮屏蔽層良好的隔離作用，屏蔽層與直流地或直流的高壓端連接要保證 “零阻抗”，這是屏蔽效果好壞的關(guān)鍵。實踐證明，具有長寬比小于5,且沒有任何縫隙、 通孔的單一金屬導(dǎo)體具有極低的阻抗。

注意事項

1、在變壓器中采用屏蔽技術(shù)，可以有效地抑制開關(guān)電源中共模噪聲向后一級電路傳 輸。這種屏蔽并非一般意義上的電磁屏蔽，而是一種靜電屏蔽，屏蔽層要求接地（或接0V,或接另一極）；電磁屏蔽用的導(dǎo)體原則上可以不接地，但對于靜電屏蔽來說，不接地的屏蔽導(dǎo)體會產(chǎn)生所謂“負(fù)靜電屏蔽”效應(yīng)。 

2、類似這種屏蔽技術(shù)在開關(guān)電源中還有一種應(yīng)用，如功率開關(guān)管和輸出二極管通常 有較大的功率損耗，為了散熱往往需要安裝散熱器或直接安裝在電源底板上。

3、器件安裝時 需要導(dǎo)熱性能好的絕緣片進行絕緣，這就使器件與底板和散熱器之間產(chǎn)生了分布電容，即下圖中的Cp,開關(guān)電源的底板是交流電源的地線，因而通過器件與底板之間的分布電 容將電磁騷擾耦合到交流輸入端產(chǎn)生共模干擾，解決這個問題的辦法是采用兩層絕緣片之 間夾一層屏蔽片，并把屏蔽片接到直流地上，割斷RF騷擾向輸入電網(wǎng)傳播的途徑。

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