初级和次级之间的法拉第屏蔽简介

发布时间:2021-12-10 阅读量:1708 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

许多为离线式电源设计的共模扼流圈采用空间上分离的线圈绕成。这种结构增加了一定的差模电感,这有助于降低传导型差模噪声。由于磁芯同时穿过两组线圈,所以由差模电流和电感产生的磁场主要存在于空气中而非磁芯中,这会导致电磁辐射。


产生于电源所带负载的共模噪声会经由变压器中的分布电容(CP2A和CP2B),穿过电源向交流电网传播。在变压器中增加法拉第屏蔽(初、次级之间的接地层)可以降低这种噪声(图8)。屏蔽层的引入在初级和次级线圈与地之间分别形成了分布电容,这些电容将共模电流旁路到地,而不再穿过变压器。


初级和次级之间的法拉第屏蔽可以阻断通过变压器绕组间分布电容的共模噪声,正如传导噪声总是以电压或电流的形式出现,辐射噪声则是表现为电场或磁场的形式。然而,由于电磁场存在于空间而非导体中,因此也就没有差分或共模之别。电场存在于两个电位之间的空间中,磁场围绕通过空间的电流而存在。两种场可存在于一个电路中,因为电容就是以电场的形式储能而电感/变压器则以磁场的形式储存/耦合能量。


电场


由于电场存在于两个具有不同电位的表面或实体之间,因此,只需要用一个接地的防护罩将设备屏蔽起来,就可以相对容易地将设备内部产生的电场噪声限制在屏蔽罩内部。这种屏蔽措施已被广泛用于监视器、示波器、开关电源以及其它具有大幅度电压摆动的设备。另外一种通行的做法是在电路板上设置接地层。电场强度正比于表面之间的电位差,并反比于它们之间的距离。举例来讲,电场可存在于源和附近的接地层之间。这样,利用多层线路板,在电路或线条与高电位之间设置一个接地层,就可以对电场起到屏蔽作用。


不过在采用接地层时还应注意到高压线路中的容性负载。电容储能于电场中,这样,当靠近一个电容设置接地层时就在导体和地之间形成一个电容。导体上的大dV/dt信号会产生大传导电流到地,这样,在控制辐射噪声的同时却降低了传导噪声性能。


如果出现电场散射,最有可能位于系统中电位最高的地方。在电源和开关调节器中,应该注意开关晶体管和整流器,因为它们通常具有高电位,而且由于带有散热器,也具有比较大的表面积。表面安装器件同样存在这个问题,因为它们常常要求大面积电路板覆铜来帮助散热。这种情况下,还应注意大面积散热面和接地层或电源层之间的分布电容。



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