基于全桥电路的平面变压器EMI特性分析与优化
针对开关电源的传导共模EMI问题，国内外学者从电磁干扰噪声源角度，通过频率调制技术、软开关技术、门级控制技术等实现了噪声的抑制；从噪声传输路径等角度，通过调整PCB布局、平衡对称技术、磁元件优化设计等方式采取噪声抑制措施，并取得了较好的噪声抑制效果。针对磁元件优化设计，文献[1-2]通过调整高频平面变压器内屏蔽层结构实现了共模噪声抑制，但该方法只能屏蔽原边绕组往副边传输的共模噪声，无法抑制副边绕组经屏蔽层传到原边的共模噪声。在此基础上，文献[3]提出双层屏蔽的方案，进一步减小了共模噪声，但该方法屏蔽层数较多，增大了高频变压器的体积和损耗，且无法实现变压器共模噪声特性最优设计。文献[4-5]在高频变压器内部设计反相绕组，构造反相噪声源以抵消原始共模噪声，但反相绕组的设计难度较大。文献[6]针对平面变压器，通过改变平面变压器层叠结构，将原、副边相邻层设计成等电位，实现零共模噪声。但该方法设计难度较大且可能会增大高频变压器的绕组损耗，影响整机效率。
可见，目前已有许多方法来抑制高频变压器传导共模噪声，但大多数都是针对绕线式变压器来提出抑制共模噪声的措施。在开关电源不断追求高功率密度的同时，平面变压器正被广泛应用于各类电源中，目前针对平面变压器的EMI特性的研究相对较少。在实际工程上，工程师往往通过经验制作多个平面变压器样品，采用试错的方法获得一个相对较优的方案，缺乏明确的优化方向和理论指导，增加了产品开发周期与时间成本。
基于此，本文在全桥电路拓扑的基础之上，对全桥电路噪声路径进行分析，明确平面变压器在一定程度上相当于一个共模滤波器，对共模噪声的抑制起着不可忽略的作用。之后又提出了通过优化平面变压器的层叠结构可以有效改善平面变压器奇次谐波噪声和偶次谐波噪声，最后通过Saber电路仿真软件建立全桥电路仿真模型，很好的验证了理论分析的可行性。
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