變壓器中的分布電容與屏蔽
發布時間:2010-11-09
中心議題:
實際電路都是由非理想元件組成的,在設計中可能會遇到許多預料不到的情況。在調試如圖1所示的普通全橋電源時,輸出不是料想中平穩的波形,而是不時發生間歇振蕩,並發出“吱吱”sheng,youshishenzhihuishaohuikaiguanguan。duidianlujinxingfenxihouweifaxianjiegoushangkenengdaozhibuwendingdeyinsu,yushigaibianshuchucaiyangdedianyabi,jiangshuchutiaodingzaibandianya24V上,使用90V的輸入直流電壓,在保證功率管安全的情況下進行調試。待電路工作正常後,再緩慢升高輸入直流電壓,經過多次試驗,發現當Ui為180~250V時就可能引發振蕩,最後判定是驅動變壓器各個繞組之間的分布電容在搗亂。
兩隻開關管的電容分布如圖2所示,其中C2是繞組NA的下端M與NB的上端P間的分布電容。當驅動變壓器的繞組NA輸出正脈衝時NB輸出負脈衝,TA管由截止轉為飽和導通,於是TA管的源極即M點的電位急速升高,並通過電容C2提升NB繞組上端P的電位,升高的數值與兩個繞組的分布電容C1、C2、C3有關,還和P點到地的高頻阻抗以及M點電位上升的速度有關。如果提升的數值大於NB繞組自身的負脈衝幅度,就會引發TB管的瞬時導通,從而出現前麵所述的間歇振蕩。其他各管導通時也會有類似情況發生。
解決電磁幹擾一般有三種途徑,一是降低幹擾源的強度,二是增強被驅動的MOS管(guan)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li),三(san)是(shi)阻(zu)隔(ge)幹(gan)擾(rao)的(de)通(tong)路(lu)。在(zai)本(ben)例(li)中(zhong),幹(gan)擾(rao)源(yuan)就(jiu)是(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)要(yao)傳(chuan)遞(di)的(de)脈(mai)衝(chong),這(zhe)是(shi)無(wu)法(fa)降(jiang)低(di)的(de)。給(gei)驅(qu)動(dong)加(jia)上(shang)負(fu)壓(ya),可(ke)以(yi)大(da)大(da)增(zeng)強(qiang)MOS管的抗幹擾能力,這種方法為許多電源所采用。本例采用第三種方法,即在驅動變壓器的各繞組間加繞屏蔽層,其結構如圖3所示,共5個繞組和5個屏蔽層。
整個變壓器包括屏蔽層從左向右逐層繞製,N1接到控製回路的地;兩個下管驅動繞組由於電位變化不大,同時與N2連接,實際上是接到了功率地;N3和N4將上管繞組NA包了起來,並與NA的異名端相接;N5將繞組ND與NA隔離。這樣每個繞組都和它的屏蔽層同電位,它們之間不會有容性電流。當上管TA導通、上管繞組NA的電位跳升時,屏蔽層N3和N4的電位也要同樣跳變,由於N2和N3zhijiandefenbudianrong,zhegetiaobianjiangzaizhelianggepingbicengzhongjianchanshengdianliu,danduiguanzidequdongmeiyouyingxiang,zhishihuihaosunyidianzhugonglv。zaishijidianluzhongcaiyonglejiadiancipingbidequdongbianyaqizhihou,wentidedaolequanbujiejue。
需xu要yao特te別bie提ti出chu的de是shi,屏ping蔽bi的de作zuo用yong是shi將jiang各ge個ge繞rao組zu隔ge離li開kai,以yi避bi免mian分fen布bu電dian容rong的de不bu良liang影ying響xiang。因yin此ci屏ping蔽bi層ceng接jie到dao什shen麼me地di方fang,是shi需xu要yao慎shen重zhong考kao慮lv的de,否fou則ze可ke能neng適shi得de其qi反fan。如ru果guo圖tu3中的N3、N4不與NA相接,而是與N2一起接到功率地,則電容分布如圖4所示,C6、C7分別表示繞組NA的上下端與屏蔽層N3間,也就是功率地間的分布電容(實際上C6、C7分別是包含了圖2中C4、C1後的等效電容)。
當NA輸出正脈衝的上升沿時,TA迅速導通,M點電位跳升,於是C6、C7中要有容性電流產生。M是低阻抗點,電流iC7對它的電位影響不大,但N點卻是高阻抗點,iC6電流將瞬間降低它的電位,可能使TA管瞬間關斷。因此不能采用這種連接方式。屏蔽層N3、N4如改與NA的同名端相接,效果也不好。
對(dui)於(yu)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)引(yin)起(qi)的(de)截(jie)止(zhi)管(guan)誤(wu)導(dao)通(tong),可(ke)以(yi)采(cai)取(qu)設(she)置(zhi)負(fu)壓(ya)驅(qu)動(dong)和(he)屏(ping)蔽(bi)隔(ge)離(li)兩(liang)種(zhong)辦(ban)法(fa)來(lai)解(jie)決(jue)。給(gei)變(bian)壓(ya)器(qi)增(zeng)加(jia)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)會(hui)使(shi)驅(qu)動(dong)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)設(she)計(ji)變(bian)得(de)複(fu)雜(za),但(dan)不(bu)用(yong)對(dui)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)修(xiu)改(gai),仍(reng)不(bu)失(shi)為(wei)一(yi)種(zhong)實(shi)用(yong)有(you)效(xiao)的(de)方(fang)法(fa)。
- 變壓器中的分布電容組成
- 變壓器中的幹擾屏蔽
- 降低幹擾源的強度
- 增強被驅動的MOS管的抗幹擾能力
- 阻隔幹擾的通路
實際電路都是由非理想元件組成的,在設計中可能會遇到許多預料不到的情況。在調試如圖1所示的普通全橋電源時,輸出不是料想中平穩的波形,而是不時發生間歇振蕩,並發出“吱吱”sheng,youshishenzhihuishaohuikaiguanguan。duidianlujinxingfenxihouweifaxianjiegoushangkenengdaozhibuwendingdeyinsu,yushigaibianshuchucaiyangdedianyabi,jiangshuchutiaodingzaibandianya24V上,使用90V的輸入直流電壓,在保證功率管安全的情況下進行調試。待電路工作正常後,再緩慢升高輸入直流電壓,經過多次試驗,發現當Ui為180~250V時就可能引發振蕩,最後判定是驅動變壓器各個繞組之間的分布電容在搗亂。


解決電磁幹擾一般有三種途徑,一是降低幹擾源的強度,二是增強被驅動的MOS管(guan)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li),三(san)是(shi)阻(zu)隔(ge)幹(gan)擾(rao)的(de)通(tong)路(lu)。在(zai)本(ben)例(li)中(zhong),幹(gan)擾(rao)源(yuan)就(jiu)是(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)要(yao)傳(chuan)遞(di)的(de)脈(mai)衝(chong),這(zhe)是(shi)無(wu)法(fa)降(jiang)低(di)的(de)。給(gei)驅(qu)動(dong)加(jia)上(shang)負(fu)壓(ya),可(ke)以(yi)大(da)大(da)增(zeng)強(qiang)MOS管的抗幹擾能力,這種方法為許多電源所采用。本例采用第三種方法,即在驅動變壓器的各繞組間加繞屏蔽層,其結構如圖3所示,共5個繞組和5個屏蔽層。
整個變壓器包括屏蔽層從左向右逐層繞製,N1接到控製回路的地;兩個下管驅動繞組由於電位變化不大,同時與N2連接,實際上是接到了功率地;N3和N4將上管繞組NA包了起來,並與NA的異名端相接;N5將繞組ND與NA隔離。這樣每個繞組都和它的屏蔽層同電位,它們之間不會有容性電流。當上管TA導通、上管繞組NA的電位跳升時,屏蔽層N3和N4的電位也要同樣跳變,由於N2和N3zhijiandefenbudianrong,zhegetiaobianjiangzaizhelianggepingbicengzhongjianchanshengdianliu,danduiguanzidequdongmeiyouyingxiang,zhishihuihaosunyidianzhugonglv。zaishijidianluzhongcaiyonglejiadiancipingbidequdongbianyaqizhihou,wentidedaolequanbujiejue。

當NA輸出正脈衝的上升沿時,TA迅速導通,M點電位跳升,於是C6、C7中要有容性電流產生。M是低阻抗點,電流iC7對它的電位影響不大,但N點卻是高阻抗點,iC6電流將瞬間降低它的電位,可能使TA管瞬間關斷。因此不能采用這種連接方式。屏蔽層N3、N4如改與NA的同名端相接,效果也不好。

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