功率电感：如何设计一款低噪声开关电源变压器

　　图1 绕制一次侧和二次侧组时骨架的旋转方向相同

　　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***外层，它本身就能很好的屏蔽变压器的辐射。

　　图2 绕制一次侧和二次侧组时骨架的旋转方向相反

　　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 使用一次侧辅助绕组作为法拉第屏蔽

　　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“三明治绕法”不仅解决了传导的问题，还解决了只用方法一带来的变压器漏感大的问题，从而提高了电源的稳定性，也达到了客户的要求。该定制产品绕线顺序如表1所示，传导结果如图4所示，峰值***少有20dB的裕量，平均值也有10dB的裕量。

　　表1

　　图4

　　对于带变压器拓扑结构的开关电源来说，变压器的电磁兼容性（EMC）设计对整个开关电源的EMC水平影响较大。通常情况下，加装电源线滤波器是***传导EMI的必要措施。但是，仅仅依靠电源输入端的滤波器来***干扰往往会导致滤波器中元件的功率电感量增加和电容量增大。而电感量的增加使体积增加、电容量的增大受到漏电流安全标准的限制。本文提出了新的变压器设计方法。不仅能减少电源线滤波器的体积，对传导电磁干扰（EMI）的***能力更强，且能降低变压器的制作成本和工艺复杂程度。