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

為滿足電磁兼容（Electromagnetic Compatibility, EMC），EMI濾波器被廣泛應用于功率變換器，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干擾。傳導噪聲又包括差模（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，簡化濾波器的設計，從而減小EMI濾波器的體積、重量，提高變換器的功率密度。

許多文獻對變換器的共模噪聲抑制方法進行了研究，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，但此方法補償繞組和補償電容參數(shù)調節(jié)困難，應用復雜。
• 有學者從能量和共模位移電流的角度對變壓器的寄生電容模型進行推導，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，但平衡電容會增加變換器一、二次側的漏電流，帶來額外的安全問題。
• 有學者建立了矩陣變壓器的集總電容模型，對變換器的共模噪聲進行預測，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用場合。
• 有學者對反激變換器的共模噪聲進行分析，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節(jié)變壓器一、二次側到屏蔽層的寄生電容，實現(xiàn)變換器共模噪聲的抵消，但未給出氣隙位置的計算方法，實際應用中很難取得平衡雙屏蔽層的最佳效果。
• 有學者對變壓器的屏蔽層結構進行研究，提出屏蔽層的效果受屏蔽層寬度、長度、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)結構，但該方法不具有普適性，需要通過反復測試來確定屏蔽層的最優(yōu)參數(shù)。

從現(xiàn)有文獻看來，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用。本文在現(xiàn)有研究的基礎上對反激變換器的共模噪聲進行分析，研究了兩種共模噪聲抑制方法：不完全屏蔽層和平衡繞組，并對這兩種方法進行了定量的推導，實驗結果驗證了所提方法的有效性和推導過程的準確性。

圖12 實驗環(huán)境及傳導噪聲測試儀器

結論

本文針對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。對寬度不完全屏蔽層、長度不完全屏蔽層以及平衡繞組的共模噪聲抑制原理進行了理論分析，并給出了不完全屏蔽層的寬度或長度以及平衡繞組的匝數(shù)的詳細推導過程。實驗結果驗證了本文所提方法的有效性和準確性。