[發明專利]低噪聲的開關電源變壓器及低噪聲開關電源

有效

• 申請號: 201110326258.7
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN103065773A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 趙章琰;李勇滔;李英杰;秦威;夏洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H02M1/12;H02M7/162
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術領域

?本發明涉及開關電源技術領域，特別涉及一種低噪聲的開關電源變壓器及低噪聲開關電源。

背景技術

開關電源的效率高，體積小，大功率低噪聲的開關電源在半導體制造產業線上廣泛使用，但和線性電源相比，開關電源的電磁干擾比較嚴重，是使用中一個突出問題，開關電源的電磁干擾既可以對供電線路造成污染，也會對負載或其它電氣設備形成干擾，因此，電磁兼容設計是開關電源的設計中的重要部分。在微電子工藝設備中，既有大功率的機電部件，又有靈敏度極高的傳感裝置和精密的控制裝置，為了防止部件與裝置之間通過電源產生干擾，開關電源的電磁兼容設計尤為重要。

在開關電源中，開關管、整流管在高頻通斷時產生較大幅度的脈沖，頻帶較寬而且諧波豐富，是很強的干擾源。通常采用圖1的濾波電路抑制這些干擾。其中電容C1、C2(稱為X電容)主要抑制差模干擾，電容C3、C4(稱為Y電容)和共模濾波器L主要抑制共模干擾。

在開關電源中，輸入輸出之間由變壓器進行隔離。變壓器初級線圈加有高頻交流電壓，將電功率通過磁路傳輸到變壓器次級一邊；而同時，變壓器初級一邊的高頻交流電壓通過初級與次級之間的分布電容C耦合至次級，形成共模干擾。在圖1的結構中，通過將開關電源的輸入負極接地來吸收這個共模干擾，即使地線未接或未可靠連接，共模干擾將通過Y電容C3、C4耦合至零線和火線，同樣可以被吸收。

這種方案存在兩個問題：

1.?如果未可靠接地，由于Y電容的存在，開關電源的負輸出端連同整個外殼將對地具有供電電壓一半的電壓，容易導致人員觸電，產生漏電威脅精密器件的安全，并且對傳感器檢測到的信號產生工頻干擾。

2.?輸出必須有一端接地，不能用于要求電源不共地的設計中。

通過減小變壓器分布電容C的影響，有望將高頻共模干擾降低到一定程度，從而達到去掉或減小Y電容，并且輸出端不必接地的效果，解決以上兩個問題。而如果僅僅是通過將初級繞組與次級繞組遠離的方式來減小耦合電容C，那么變壓器的漏感將會增大，影響其轉換效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種有效的降低共模干擾的一種低噪聲的開關電源變壓器及低噪聲開關電源。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種低噪聲的開關電源變壓器，所述變壓器的初級繞組和次級繞組分別是由一對線圈構成的對稱繞組，每對線圈的匝數相等，同名端繞向相反。

本發明還提供一種低噪聲開關電源，包括所述變壓器。

進一步地，所述低噪聲開關電源的一種結構還包括半橋驅動管Q1、Q2，二極管D1、D2、電容C；

所述初級繞組的A端連接所述半橋驅動管Q1和Q2之間，a端與b端連接后再通過電容C接地；所述初級繞組的B端懸空，b端與a端連接；所述次級繞組的一端相連，另一端是兩個異名端，其中，一異名端與所述二極管D1連接，另一異名端與所述二極管D2連接。

進一步地，所述低噪聲開關電源的另一種結構還包括推挽驅動管Q1、Q2，二極管D1、D2；所述初級繞組的A端連接推挽驅動管Q2，B端連接推挽驅動管Q1，a端和b端連接后與直流供電電源VCC連接；

所述次級繞組的一端相連，另一端是兩個異名端，其中，一異名端與所述二極管D1連接，另一異名端與所述二極管D2連接。

本發明提供的變壓器的初級繞組和次級繞組產生的高頻交流電壓分布所產生的電場互相抵消，從而抑制了共模干擾。

附圖說明

圖1為現有開關電源中抑制干擾的濾波電路的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的線圈在E型磁芯骨架上繞制的示意圖；

圖3為本發明實施例提供的線圈在磁環上繞制的示意圖；

圖4為本發明實施例提供的半橋開關電源的示意圖；

圖5為本發明實施例提供的推挽式開關電源的示意圖。

具體實施方式