反激变换器共模噪声的抑制

南京航空航天大学自动化学院的研究人员刘颜、董光冬、张方华，在2019年第22期《电工技术学 》上撰文指出，随着开关电源高频化和小型化的发展，功率器件快速开关造成的电磁干扰（EMI）问题愈发严重。

针对反激变换器，分析共模（CM）噪声源和CM噪声传播路径，建立变换器的CM噪声模型。在变压器分布电容模型的基础上，定量分析通过铁氧体磁心这一路径传播的CM噪声的影响。提出不完全屏蔽层和平衡绕组这两种CM噪声抑制措施的定量分析方法。

基于屏蔽层结构参数，不完全屏蔽层可分为宽度不完全和长度不完全屏蔽层。通过建立变压器的xy轴坐标系，得到绕组的电势分布表达式，通过对共模位移电流的推导，基于抵消原理，给出了不完全屏蔽层的宽度或长度以及平衡绕组匝数的计算方法。实验结果验证了所研究方法的有效性和计算方法的准确性。

反激变换器因其拓扑简单、成本低，广泛应用于小功率、多路输出、隔离型开关电源中。但随着开关电源高频化和小型化的发展趋势，开关速度越来越快，印制电路板（Printed Circuit Board, PCB）布局更加紧凑。功率器件快速开关造成的电磁干扰（Electromagnetic Interference, EMI）问题越发严重。

为满足电磁兼容（Electromagnetic Compatibility, EMC），EMI滤波器被广泛应用于功率变换器，通常EMI滤波器的体积占高频变换器的1/3左右。EMI主要分为辐射干扰和传导干扰。传导噪声又包括差模（Differential Mode, DM）和共模（Common Mode, CM）噪声。

研究变换器的共模噪声源和共模噪声传播路径，建立变换器的共模噪声模型，并提出有效的共模噪声抑制方法，能够减小功率变换器的原始噪声，简化滤波器的设计，从而减小EMI滤波器的体积、重量，提高变换器的功率密度。

许多文献对变换器的共模噪声抑制方法进行了研究，主要分为以下两类：基于噪声源的抑制方法、基于共模噪声传播路径或共模位移电流的旁路和抵消方法。

图12 实验环境及传导噪声测试仪器

结论