[实用新型]单极性开关电源续流降噪电路结构

说明书

一.技术领域

本实用新型涉及的内容属于电磁兼容技术(EMC)和低压供电技术领域，是一种通过单极性正反激励型开关电源输出滤波电感器给变压器续流的措施，降低开关电源的开关噪声，是电磁干扰(EMI)抑制技术在开关电源中的体现，与开关电源设计行业密切相关。为生产低电磁噪声开关电源提供技术手段。

二.背景技术

目前，开关电源已经成为电子设备的主要供电装置，已经普及到各个电子设备制造领域。开头电源突出的弊端是电磁干扰大，可以说电子设备中开关电源仍处于电磁干扰(EMI)较为突出的位置，因而在许多对干扰敏感的场合还是受到了较多限制。对于电磁干扰能量的衡量通常用讯扰电平来描述，它包括差模噪声电压和共模噪声电平。随着器件工作速度的不断提高，电磁干扰的问题更加需要解决。为了降低开关电源输出电压中的噪声电压成分，已研究出了许多有效措施，如滤波法、短路环抑制辐射法、铁质机箱屏蔽法、平滑电感消振法、在器件特性上进行改善、谐振法、采用合适的线路布局等。其中谐振式开关电源实现了从硬开关电源向软开关电源，是新的一个发展方向，其EMI指标有了较大提高。但多数软开关电源只是有效降低激励管的开通噪声电压等，其关闭噪声电压仍然较大，小功率开关电源的噪声电压一般在近百毫伏附近，最终效果与线性电源相比仍然存在较大差距。

根据开关电源的能量耦合方式可以分为二类：反激励式开关电源和正激励式开关电源。在反激励式开关电源中，作能量耦合的电磁转换装置称为耦合电感，在正激励工开关电源中，作能量耦合的电磁转换装置称为变压器。实际上，变压器和耦合电感在结构上完全一致，只是他们的绕组匝数和工作方式上有所不同，所以在本发明中统称他们为开关电源变压器，即以下所称的开关电源变压器也包括耦合电感。开关电源变压器的输入输出端口电路是产生电磁噪声的主要部位，变压器成了传导和激发噪声的重要途径，开关器件的电压电流跃变量是产生电磁噪声的根源。因此，平滑开关电源变压器可能激发的跃变量是关键所在。

对于单极性开关电源，只使用一个激励管，变压器只获得单方向的激励磁场。有的只单一采用反激励方式，其输出功率较小，电路结构简单，开关噪声往往比较大，实际上是难以克服。有的采用正反激励共用方式，其输出功率比单一反激励的电源要大一些，应用面较广，开关噪声问题也于是一步抑制。目前单极性开关电源抑制开关噪声的最好技术手段是采用准谐振工作方式，能这够很好地消除激励管和正激励整流管的开通噪声、反激励整流管的关闭噪声等，但不能解决激励管和正激励整流管的关闭噪声、反激励整流管的开通噪声抑制等问题。本发明是对准谐振开关电源技术的一种补充，重点抑制激励管和正激励整流管的关闭噪声、反激励整流管的开通噪声等。

本发明所涉及的电磁噪声抑制技术是众多抑制技术中的一类，适用于单极性正反激励共用方式的开关电源，结合准谐振工作方式等，可以比较完善地降低开关电源的电磁噪声，使开关电源的EMI指标提高到一个领先的水平，其应用不再受电磁干扰问题的制约。因此，本发明所涉及的方法必定会有一个很好的应用前景。

三.发明内容

本发明单极性开关电源续流降噪电路结构可以有效降低开关电源的电磁噪声。从技术层面上看，具有以下特征：

正、反激励共同输出电压，开关电源变压器中设置正激励和反激励两组成对输出绕组(副边绕组)，两者顺向串联成共地结构，两端各自连接整流器，正激励整流器之后通过滤波电感再与反激励整流器出端连接，接至滤波电容，并且将正激励滤波电感的续流二极管接入反激励输出绕组的中间抽头，如附图1所示，只要滤波电感还在续流，就会被施加有一个电压。变压器原边的反激励电压略高于电源输入的线电压，正激励输出绕组的匝数多于反激励输出绕组，正激励输出电压远高于反激励输出电压，反激励绕组的中间抽头匝比数依据滤波电感平滑续流匝比条件计算确定。附图1中用场效应管作为激励管仅是一个例子，也可以采用其它的功率器件，如IGBT元件等。滤波电感平滑续流匝比条件如下式所示：