【導讀】xiangyaoganraodianbiaofeichangjiandan，zhixuzaidianyuanbianyaqifujinfangzhiyikuaiqiangcitie。waijiacichanghuipohuaigonglvbianhuanqibingzuaidianbiaozhunquejianceyongdianliangdenengli。citiehenrongyishidianbiaoshixiao，yinweitongchangshishidefangganraofanganwufajiancedaota。muqianhaimeiyouzhunquedeshuzilaigujijiujingyouduoshaodianliangbeiyizhezhongfangshiqiequ，danxingyezhuanjiarenweizhegewentiburongxiaoqu
，zhidefangfan。

benwenjianyaohuigulefanjishidianyuanzhongciganraobeihoudewulixueyuanli，bingjieshaoleyizhongkangciganraodeshuanglushuchugelifanjishidianyuansheji。benwenzuihoutaolunlekangciganraodianyuanyuchuantongshejidedianyuanzhijiandeceshihexingnengbijiao。

亞鐵磁體與磁鐵

變壓器鐵氧體磁芯的亞鐵磁性（鐵氧體具有晶體隨機排列的磁極對

，可以自發重新排列）是shi潛qian在zai幹gan擾rao的de來lai源yuan
，通tong常chang需xu要yao重zhong新xin設she計ji變bian壓ya器qi。鐵tie氧yang體ti磁ci芯xin材cai料liao用yong於yu開kai關guan模mo式shi變bian壓ya器qi。當dang暴bao露lu在zai強qiang磁ci場chang中zhong時shi
，亞ya鐵tie磁ci材cai料liao的de晶jing極ji排pai列lie會hui發fa生sheng變bian化hua。在zai電dian源yuan變bian壓ya器qi中zhong，這zhe可ke能neng會hui對dui變bian壓ya器qi（及電源）性能產生連鎖影響：

1. 外部磁場的存在導致鐵氧體磁芯的內部場強減弱

2. 通量密度β降低

3. 總磁通量降低
，從而降低初級電感

4. 如ru果guo外wai部bu磁ci場chang足zu夠gou強qiang，電dian感gan量liang將jiang充chong分fen減jian小xiao
，那na麼me在zai有you用yong的de能neng量liang傳chuan輸shu發fa生sheng之zhi前qian，隨sui著zhe開kai關guan電dian流liu上shang升sheng到dao其qi限xian流liu點dian
，電dian源yuan將jiang進jin入ru自zi動dong重zhong啟qi動dong狀zhuang態tai。在zai沒mei有you設she置zhi初chu級ji限xian流liu點dian的de電dian路lu中zhong

，發fa生sheng開kai關guan故gu障zhang的de可ke能neng性xing是shi非fei常chang高gao的de。

Power Integrations開發了一種防磁幹擾、雙路輸出隔離反激式電源，可在85至350VAC的輸入電壓範圍內提供16.5VDC@300mA和16.5VDC@100mA的輸出電流（圖1）。其設計要點包括優化變壓器以補償外部磁場的影響
， 以及元件的選擇和布局。

圖1：使用設計得當的變壓器，這款反激式電源可以在存在外部磁場的情況下繼續正常工作

該設計采用LinkSwitch-XT2 900V產品係列的LNK3696P設計而成。LNK3696P IC內部集成了900V功率MOSFET
、振蕩器、簡單的ON/OFF控製方式、高壓開關電流源、頻率調製、逐周期限流以及熱關斷，可實現元件數非常少的電源方案。

由於ON/OFF控kong製zhi方fang式shi，在zai每mei個ge開kai關guan周zhou期qi之zhi前qian都dou會hui檢jian查zha輸shu出chu。如ru果guo輸shu出chu已yi降jiang至zhi閾yu值zhi限xian值zhi以yi下xia，則ze啟qi動dong開kai關guan周zhou期qi。如ru果guo輸shu出chu在zai限xian值zhi範fan圍wei內nei
，則ze跳tiao過guo開kai關guan周zhou期qi。在zai每mei個ge開kai關guan周zhou期qi中zhong，開kai關guan電dian流liu在zai升sheng高gao過guo程cheng中zhong受shou到dao監jian測ce，當dang電dian流liu超chao過guo預yu設she限xian值zhi時shi終zhong止zhi開kai關guan脈mai衝chong。因yin此ci
，每mei個ge開kai關guan周zhou期qi的de長chang度du均jun相xiang同tong，向xiang負fu載zai傳chuan輸shu的de總zong能neng量liang也ye是shi固gu定ding的de

（圖2）。

圖2：每當輸出電壓降至設定限值以下時，就會提供輸出功率
，並由反饋引腳(VEN)進行測量。在短路情況下
，電壓將保持低電平，並且每個時鍾周期都需要能量。

如果連續的開關請求過多，則會觸發保護性重啟動

，從而降低輸出能量。

由於僅在需要時進行開關
，因此其輕載效率高於傳統PWM驅動器。

ON/OFF控製方式也不需要環路補償
，因為該設計是一個非線性係統。

啟動及工作時的功率直接來自於漏極引腳

，無需使用偏置繞組及相關電路。在100%負載下，當向傳統設計的變壓器施加有害磁場時
，LinkSwitch-XT2通過以下過程強製進入自動重啟動狀態：

1. 外加磁場導致初級電感的下降幅度高達其額定值的50%(1338μH)

2. 隨著電感的降低
，磁芯在每個開關周期中存儲的能量越來越少

3. 為了繼續支持100%功率
，控製器增加了額外的開關周期以更頻繁地提供較少的能量

4. 全頻的一長串連續循環被視為輸出短路，然後啟動保護性自動重啟動。電源無法正常開關-反複嚐試重啟動。

為防止在有外部磁場的情況下自動重啟動，初始初級電感需要從1338μH翻倍至2676μH。由於上述亞鐵磁效 應的存在，施加外部磁場可以將電感降低多達50%，降至1338μH。憑借1338μH的電感，電源可以啟動並支持100%負載，而不會進入自動重啟動狀態。

元件的選擇和布局

元件的選擇和放置也有助於提高抗磁幹擾的能力。為了防止任何磁鐵過於靠近變壓器，高大的元件（例如大電容、Y電容和輸出電容）位於變壓器周圍以形成屏障（圖3）。使用扁平骨架也能增強“元件屏障”的  效果。

圖3：所示為DER-711的電路板實例 - 在變壓器周圍放置“高大”元件， 可最大程度防止任何外部磁鐵接近變壓器

測試方法

測試時使用的磁鐵可以從側麵或頂部移向變壓器。在此處描述的測試中，將一塊強度為3451高斯的6.35mm方 形N35級釹鐵硼(NdFeB)磁鐵放置在變壓器鐵芯旁邊，以製造初級電感至少減少50%的“最差情況”（圖4）。在此測試條件下，電源能夠在100%負載和75VAC輸入電壓下啟動（也是最差情況）。

圖4. 使用3451高斯磁鐵對DER-711 PCB進行測試， 磁鐵直接放置在磁芯旁邊（紅色方框中的銀色元件）

測試結果和性能比較

設計抗磁幹擾電源時，需要考慮更高的電磁幹擾(EMI)、更長的啟動時間、更低的功率變換效率以及可能產生音頻噪聲。將磁鐵放置到磁芯上會降低符合標準所需的EMI裕量


，而抗磁幹擾電源設計需要更大的EMI裕量。DER-711設計具有>6dB的傳導EMI裕量。

如ru上shang所suo述shu，當dang在zai磁ci芯xin附fu近jin放fang置zhi外wai部bu磁ci場chang時shi，電dian感gan會hui降jiang低di，從cong而er導dao致zhi開kai關guan頻pin率lv增zeng加jia。漏lou極ji電dian壓ya的de弛chi張zhang振zhen蕩dang的de頻pin率lv也ye會hui隨sui之zhi相xiang應ying增zeng加jia。需xu要yao使shi用yong屏ping蔽bi繞rao組zu和he適shi當dang的de輸shu入ru濾lv波bo器qi設she計ji，以yi控kong製zhi弛chi張zhang振zhen鈴ling帶dai來lai的deEMI增大。除EMI 因素外
，當磁鐵在鐵芯上時
，啟動時間會更長，從9.68ms增加到15.84ms（圖5）。

圖5：在存在外部磁場的情況下
，啟動時間從9.68ms增加到15.84ms，增加了大約6ms

經測試，在磁鐵直接緊鄰變壓器的極端情況下，係統效率的下降僅為4-6%（圖6）。在這些情況下，IC溫度在滿載時僅增加16°C。如果外加磁場強度較弱，則效率下降和相應的溫升都較小。

圖6：在最差情況下

，將磁鐵放置在變壓器旁邊

，效率僅下降4-6%

本設計中的最大磁通密度為2650高斯，明顯高於LinkSwitch-XT2設計中建議的最大1500高斯。因此

，滿載時的 開關頻率會降低，並且可能低到足以進入音頻噪聲範圍。對於電表應用中的電源而言，這通常並不是缺點。

總結

可ke以yi以yi最zui小xiao的de設she計ji折zhe衷zhong為wei電dian表biao設she計ji一yi種zhong抗kang磁ci幹gan擾rao的de隔ge離li反fan激ji式shi電dian源yuan。設she計ji要yao點dian在zai於yu增zeng加jia初chu級ji電dian感gan
，以yi確que保bao電dian源yuan有you足zu夠gou的de裕yu量liang在zai存cun在zai外wai部bu磁ci幹gan擾rao的de情qing況kuang下xia保bao持chi滿man載zai不bu間jian斷duan工gong作zuo。同tong時shi
，還hai可ke以yi使shi用yong扁bian平ping的de變bian壓ya器qi骨gu架jia，並bing在zai變bian壓ya器qi周zhou圍wei放fang置zhi高gao大da的de元yuan件jian，形xing成cheng一yi道dao“屏障”，最大程度防止外部磁鐵靠近變壓器，這些也是有用的設計策略。

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