[發(fā)明專利]一種多繞組交疊繞法高頻變壓器的屏蔽繞組多點(diǎn)接地共模噪聲消除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010012553.4
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111180177B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梓驍;王世山;李正之
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/33;H01F27/36
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種多繞組交疊繞法高頻變壓器的屏蔽繞組多點(diǎn)接地共模噪聲消除方法，其步驟為：對隔離型功率變換器系統(tǒng)中的以交疊式繞法繞制的多繞組高頻變壓器中的相鄰的僅通過磁耦合的線圈間添加多點(diǎn)接地的屏蔽繞組，通過消除多繞組變壓器繞組間寄生電流來消除隔離型功率變換器系統(tǒng)的共模噪聲；其中，所述屏蔽繞組分為兩組，兩組分別進(jìn)行繞制與接地處理。本發(fā)明通過添加多點(diǎn)接地的屏蔽繞組，對交疊繞制的多繞組變壓器繞組間寄生電流實(shí)現(xiàn)了有效消除。該方法解決了功率變換器系統(tǒng)中高頻變壓器傳遞共模噪聲的危害，使得輸入、輸出線纜端接收的共模噪聲信號大幅度減弱，顯著削弱了功率變換器系統(tǒng)線纜共模噪聲的電磁輻射干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功率變換器噪聲抑制領(lǐng)域，特別涉及一種對高頻變壓器添加多點(diǎn)接地屏蔽繞組的共模噪聲消除技術(shù)。

背景技術(shù)

在功率變換器系統(tǒng)中，高頻開斷操作的開關(guān)器件對系統(tǒng)造成了大量高頻噪聲信號干擾。共模噪聲信號是由噪聲源通過電壓突變點(diǎn)對保護(hù)地的寄生電容傳遞的高頻噪聲信號。在隔離型功率變換器系統(tǒng)中，高頻變壓器通常被廣泛用于實(shí)現(xiàn)輸入輸出端的電隔離。變壓器繞組耦合度高有助于減少變壓器漏感，從而提高功率變換器系統(tǒng)的效率、可靠性。這種做法顯著增加了變壓器的繞組間寄生電容，繞組上的脈動(dòng)電壓信號在寄生電容造成了較大的位移電流。對多端輸出的功率變換器系統(tǒng)，位移電流由電壓相對較高的繞組流向電壓相對較低的，最終流入保護(hù)地，造成共模干擾。

目前消除隔離型功率變換器系統(tǒng)共模噪聲的方法有三類，即減少噪聲源諧波含量、屏蔽噪聲電流、引入異相位移電流。其中對變壓器位移電流進(jìn)行屏蔽的方法因其易于實(shí)現(xiàn)、成本低廉的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。目前采用屏蔽繞組單點(diǎn)接地的方法無法有效解決屏蔽繞組接地側(cè)的共模噪聲回流問題，具有一定的缺陷。本發(fā)明提出新型的針對多繞組交疊繞法高頻變壓器的屏蔽繞組多點(diǎn)接地共模噪聲消除方法，有效解決了該問題，從而減少了隔離型功率變換器系統(tǒng)的共模噪聲干擾，改善其EMC特性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種多繞組交疊繞法高頻變壓器的屏蔽繞組多點(diǎn)接地共模噪聲消除方法，以消除功率變換器系統(tǒng)共模噪聲干擾。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種多繞組交疊繞法高頻變壓器的屏蔽繞組多點(diǎn)接地共模噪聲消除方法，其步驟為：對隔離型功率變換器系統(tǒng)中的以交疊式繞法繞制的多繞組高頻變壓器中的相鄰的僅通過磁耦合的線圈間添加多點(diǎn)接地的屏蔽繞組，通過消除多繞組變壓器繞組間寄生電流來消除隔離型功率變換器系統(tǒng)的共模噪聲；其中，所述屏蔽繞組分為兩組，兩組分別進(jìn)行繞制與接地處理。

所述屏蔽繞組的繞制與接地設(shè)置如下：接近磁芯柱的屏蔽繞組繞線方向、匝數(shù)與遠(yuǎn)離磁芯柱的工作繞組相同，該屏蔽繞組一端經(jīng)絕緣處理后開路，一端接入接近磁芯柱的工作繞組對應(yīng)的信號地；遠(yuǎn)離磁芯柱的屏蔽繞組繞線方向、匝數(shù)與接近磁芯柱的工作繞組相同，該屏蔽繞組一端經(jīng)絕緣處理后開路，另一端接入遠(yuǎn)離磁芯柱的工作繞組對應(yīng)的信號地。

對于接近磁芯柱的屏蔽繞組，其分布電壓同接近磁芯柱的工作繞組的分布電壓幅值、相位均相同；對于遠(yuǎn)離磁芯柱的屏蔽繞組，其分步電壓同遠(yuǎn)離磁芯柱的工作繞組的分布電壓幅值、相位均相同。

有益效果：本發(fā)明通過對系統(tǒng)共模噪聲回路的分析，確定高頻變壓器繞組間寄生電容是影響EMC特性的主要寄生參數(shù)。本發(fā)明對多繞組交疊繞法的高頻變壓器，提出了多點(diǎn)接地的共模噪聲消除技術(shù)(Multi-point Grounding Noise Cancellation,MGNC)。該方法針對高頻變壓器通過磁耦合的相鄰繞組添加多點(diǎn)接地的屏蔽繞組，對共模噪聲有一定程度的抑制與消除作用，從而優(yōu)化系統(tǒng)EMC特性。本發(fā)明解決了在不改變功率變換器系統(tǒng)布局及電路主要元件參數(shù)，同時(shí)不添加共模濾波裝置的情況下，有效優(yōu)化功率變換器系統(tǒng)EMC特性的方法。