反激式开关电源的电磁干扰建模及抑制方法研究

发布时间：2017-12-22 19:25

  本文关键词：反激式开关电源的电磁干扰建模及抑制方法研究　出处：《浙江大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 反激变换器 变压器 屏蔽层 PCB trace 电磁干扰(EMI)

【摘要】：反激变换器广泛应用于小功率、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,开关速度提高,PCB布局更加紧凑,半导体器件开关动作时产生的电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)却愈发严重。当开关电源无法实现电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)时,一方面会使对电磁噪声敏感的电子负载工作异常,另一方面通过在电网侧耦合超标的EMI干扰其他用电设备。为实现开关电源的EMC,本文揭示了反激变换器共模噪声的抵消原理和电场干扰机理,分析了变压器结构对共模噪声的影响规律和屏蔽层结构对近场干扰的影响规律,并基于此提出了反激变换器共模噪声的抵消方法和近场干扰的抑制方法。本文首先分析了反激变换器的共模干扰路径,建立了其等效电路模型,并介绍了 EMI和共模噪声的测量方法。接着分析了共模电流的时域波形,并从原边MOSFET和副边二极管的电压时域波形上对共模噪声的抵消原理进行了解释。通过实验说明了本例中所使用的开关电源原副边共模电流是可以被抵消的。基于反激变压器的共模耦合机理和电场分布,本文推导了反激变压器共模电流的计算公式,并提出了共模电流评估系数Ck来评价反激变压器的共模电流抑制能力。接着阐明了变压器单体测量的方法、原理,以及单体测量值与共模噪声之间的关系。然后分析了绕组结构和屏蔽层结构对单体测量值的影响规律。最后提出了一种屏蔽层结构设计方法,有效抑制了共模噪声。以一个近场干扰问题为例,通过实验现象找出了干扰对象PCB trace和干扰源MOSFET,并分析了 MOSFET对PCB trace的干扰机理。接着分析了屏蔽层厚度、面积和位置对近场干扰的影响。最后提出了一种改进型屏蔽方法,有效抑制了近场干扰,使开关电源的EMI符合相关EMC标准。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN86

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本文编号：1320712