反激變換器因其拓?fù)浜?jiǎn)單、成本低，廣泛應(yīng)用于小功率、多路輸出、隔離型開關(guān)電源中。但隨著開關(guān)電源高頻化和小型化的發(fā)展趨勢(shì)，開關(guān)速度越來越快，印制電路板（Printed Circuit Board, PCB）布局更加緊湊。功率器件快速開關(guān)造成的電磁干擾（Electromagnetic Interference, EMI）問題越發(fā)嚴(yán)重。

為滿足電磁兼容（Electromagnetic Compatibility, EMC），EMI濾波器被廣泛應(yīng)用于功率變換器，通常EMI濾波器的體積占高頻變換器的1/3左右。EMI主要分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾。傳導(dǎo)噪聲又包括差模（Differential Mode, DM）和共模（Common Mode, CM）噪聲。

研究變換器的共模噪聲源和共模噪聲傳播路徑，建立變換器的共模噪聲模型，并提出有效的共模噪聲抑制方法，能夠減小功率變換器的原始噪聲，簡(jiǎn)化濾波器的設(shè)計(jì)，從而減小EMI濾波器的體積、重量，提高變換器的功率密度。

許多文獻(xiàn)對(duì)變換器的共模噪聲抑制方法進(jìn)行了研究，主要分為以下兩類：基于噪聲源的抑制方法、基于共模噪聲傳播路徑或共模位移電流的旁路和抵消方法。

• 有學(xué)者建立了移相全橋變換器的共模噪聲模型，提出一種無源抵消電路，利用補(bǔ)償繞組產(chǎn)生與原始噪聲電流反相的位移電流，通過該方法抑制變換器的共模噪聲，但此方法補(bǔ)償繞組和補(bǔ)償電容參數(shù)調(diào)節(jié)困難，應(yīng)用復(fù)雜。
• 有學(xué)者從能量和共模位移電流的角度對(duì)變壓器的寄生電容模型進(jìn)行推導(dǎo)，建立了變壓器繞組的兩電容模型，并通過添加平衡電容抑制了全橋LLC變換器和反激變換器的共模噪聲，但平衡電容會(huì)增加變換器一、二次側(cè)的漏電流，帶來額外的安全問題。
• 有學(xué)者建立了矩陣變壓器的集總電容模型，對(duì)變換器的共模噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過在平面變壓器一、二次繞組之間添加PCB屏蔽繞組的方法有效抑制了半橋LLC變換器的共模噪聲，但該方法僅適用于二次繞組為一匝的應(yīng)用場(chǎng)合。
• 有學(xué)者對(duì)反激變換器的共模噪聲進(jìn)行分析，提出了平衡雙屏蔽層的概念，通過改變屏蔽層的氣隙位置調(diào)節(jié)變壓器一、二次側(cè)到屏蔽層的寄生電容，實(shí)現(xiàn)變換器共模噪聲的抵消，但未給出氣隙位置的計(jì)算方法，實(shí)際應(yīng)用中很難取得平衡雙屏蔽層的最佳效果。
• 有學(xué)者對(duì)變壓器的屏蔽層結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，提出屏蔽層的效果受屏蔽層寬度、長(zhǎng)度、位置等參數(shù)的影響，并通過定性分析方法確定了屏蔽層的最優(yōu)結(jié)構(gòu)，但該方法不具有普適性，需要通過反復(fù)測(cè)試來確定屏蔽層的最優(yōu)參數(shù)。

從現(xiàn)有文獻(xiàn)看來，共模噪聲抵消和旁路方法在變換器的共模噪聲抑制中得到了廣泛應(yīng)用。本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上對(duì)反激變換器的共模噪聲進(jìn)行分析，研究了兩種共模噪聲抑制方法：不完全屏蔽層和平衡繞組，并對(duì)這兩種方法進(jìn)行了定量的推導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提方法的有效性和推導(dǎo)過程的準(zhǔn)確性。

圖12 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及傳導(dǎo)噪聲測(cè)試儀器

結(jié)論

本文針對(duì)反激變換器研究了兩種共模噪聲的抑制方法：不完全屏蔽層和平衡繞組，并給出了定量計(jì)算方法。通過分析反激變換器的共模噪聲源和共模噪聲耦合路徑，建立了反激變換器的共模噪聲模型。

針對(duì)變壓器的分布電容模型，分析了通過磁心這一路徑傳播的共模噪聲的影響。對(duì)寬度不完全屏蔽層、長(zhǎng)度不完全屏蔽層以及平衡繞組的共模噪聲抑制原理進(jìn)行了理論分析，并給出了不完全屏蔽層的寬度或長(zhǎng)度以及平衡繞組的匝數(shù)的詳細(xì)推導(dǎo)過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所提方法的有效性和準(zhǔn)確性。