最近沒事瀏覽了一下PI公司官網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)了很多有意思的東西，在這里分享一下心得?？戳薖I的產(chǎn)品以及規(guī)格書，不得不說在小功率范圍電源，PI的確是一直被模仿，從未被超越！
先來看一下PI的無Y電容變壓器結(jié)構(gòu)【手機(jī)充電器】
下圖是變壓器具體繞制方式
其中：實(shí)心黑點(diǎn)圈為繞制時(shí)的起點(diǎn)，空心點(diǎn)為骨架換方向后繞制時(shí)的起點(diǎn)。
那這個(gè)變壓器為啥就不需要用到Y(jié)電容呢？我們來分析一下。
首先對于傳導(dǎo)而言，主要是抑制高頻共模噪聲，傳導(dǎo)路徑就是：
變壓器初級－變壓器分布電容－變壓器次級－Y電容－變壓器初級。
如果沒有Y電容，呢么傳導(dǎo)路徑就變成：
變壓器初級－變壓器分布電容－變壓器次級－空間對地電容－大地－LISN－初級。
靠近變壓器增加Y電容：
加了Y電容后共模電流環(huán)路被限制在PCB板上環(huán)路的面積小電磁發(fā)射能力低，不加Y電容的共模電流環(huán)路要經(jīng)由空氣-大地-空氣再回到PCB板上，這個(gè)環(huán)路的面積大電磁發(fā)射能力強(qiáng)也就是電磁輻射比較大。
好像描述不那么清晰- =，那我們先來看看干擾測試的過程：
輻射干擾的測試在專門的屏蔽室中進(jìn)行，待測試的設(shè)備放在轉(zhuǎn)臺上，天線分別放在水平和垂直的位置上下移動掃描，檢測到信號送到接收機(jī)進(jìn)行分析。
輻射干擾的測試包括電場發(fā)射和磁場發(fā)射，電場發(fā)射由du/dt產(chǎn)生，磁場發(fā)射由di/dt產(chǎn)生。注意：空間電容是電場發(fā)射的通道，共模電流可以產(chǎn)生相當(dāng)大的電場發(fā)射。
電場發(fā)射示意圖：
初級繞組電壓變化的幅值大，對于電場發(fā)射起主導(dǎo)作用。磁芯也是一個(gè)電場發(fā)射源。在系統(tǒng)的PCB底層鋪銅皮或額處加一塊銅皮或單面板，可以有效的減小電場發(fā)射和共模電流。有個(gè)時(shí)候銅箔也以用屏蔽繞組，但是效果可能沒有銅箔好。
增加銅箔能夠減小電場發(fā)射
高di/dt 的環(huán)路通過環(huán)路的寄生電感產(chǎn)生磁場發(fā)射，次級側(cè)的電流變化幅值大，對于磁場發(fā)射的起主導(dǎo)作用。磁場發(fā)射形成的方向符合右手定則。
由電流產(chǎn)生的發(fā)射磁場：
高di/dt環(huán)路的寄生電感隨環(huán)路面積增大而增大，因此磁場發(fā)射對于PCB的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。次級側(cè)的電流環(huán)面積要盡量的小，布線要盡量的短粗。
變壓器的雜散磁場也是一個(gè)磁場發(fā)射源，其主要由變壓器的氣隙產(chǎn)生。E型磁芯在兩側(cè)開氣隙時(shí)雜散磁場大，在中心柱開氣隙時(shí)雜散的磁場小。在變壓器的最外面包裹銅皮，銅皮兩端短接，用導(dǎo)線連接到冷點(diǎn)，可以減小雜散的磁場。因?yàn)殡s散磁場在銅皮中產(chǎn)生渦流，渦流反過來產(chǎn)生磁場阻礙變壓器雜散磁通的外泄。輸出棒狀及鼓狀的差模電感如同一個(gè)天線產(chǎn)生大的磁場發(fā)射。
輸出線也是一個(gè)磁場的發(fā)射途徑：
注意：手機(jī)充電器要帶長的輸出線（1.8m）進(jìn)行測試，長的輸出導(dǎo)線也如同一個(gè)天線，并將共模電流放大，從而形成較大的共模電場輻射，這種輻射只有通過上面變壓器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行抑止，在沒有頻率拌動或頻率調(diào)制的系統(tǒng)中，還得加輸出共模電感。才能有效的減小在30~50M間的電場發(fā)射。
這里面還涉及到差模和共模噪聲之間的相互轉(zhuǎn)化，要想研究就很復(fù)雜，國外IEEE期刊上有不少研究可以去檢索，本人涉獵較少，就不在這板門弄斧了。如果各位工程師需要討論這方面，歡迎下方評論區(qū)留言~
