EMI及无Y电容手机充电器的设计

为热点，而图2（c）中，A、Vcc、Vin和Vo为冷点，D、F和G为热点。

去除Y电容无法有效地旁路共模电流，导致共模电流噪声过大，无法通过测试，解决的方法是改进变压器的结构，一般的屏蔽方法不能使设备在无Y电容的情况下通过EMI的测试，由于MOSFET漏极端的电压变化幅值大，主要针对这个部位进行设计，需要注意：电压的变化是产生差模及共模电流的主要原因，寄生电容是其流动的通道，前面提到，Cm、Cme、Cme和Ca也会产生共模电流，初级层间电容的电流一部分形成差模电流，有一部分也会形成共模电流，这也表明差模和共模电流可以相互转换。

如果按图3（a）结构安排冷点和绕组，在没有Y电容时，基于电压改变的方向，可以得到初级与次级绕组及辅助绕组和次级绕组层间电容的电流方向，初级绕组和辅助绕组的电流都流入次级绕组中，调整冷点后如图3（b）所示，可以看出，初级与次级绕组及辅助绕组和次级绕组层间电容的电流方向相同，可以相互抵消一部分流入次级绕组的共模电流，从而减小总体共模电流的大小，辅助绕组和次级绕组的整流二极管放置在下端，从而改变电压变化的方向，同时，注意冷点要尽量靠近，因此两者间没有电压的变化，所以不会产生共模电流。 如果在内层及初级、次级绕组间放置铜皮，铜皮的宽度小于或等于初级绕组的宽度，铜皮的中点由导线连到冷点，如3（c）所示，由于铜皮为冷点，与其接触的绕组和铜皮间电压的摆率降低，从而减小共模电流，同时将共模电流由铜皮旁路引入到冷点，注意铜皮的搭接处不能短路，用绝缘胶带隔开，内外层铜皮的方向要一致。辅助绕组和次级绕组的共模电流可以由以下方法补偿：1）加辅助屏蔽绕组：辅助屏蔽绕组绕制方向与次级绕组保持一致，辅助屏蔽绕组与次级绕组的同名端连接到一起，并连接到冷点，辅助屏蔽绕组的另一端浮空。由于它们的电压变化的方向相同，所以两者间没有电流流动，2）加外层的辅助屏蔽铜皮：辅助屏蔽铜皮的中点连接到辅助绕组的中点。同样，基于电压的变化方向分析电流的方向，可以看到，两者间的电流形成环流，相互补偿抵消，从而降低共模电流。

测试结果

浮空电压波形

测量变压器初级和次级静点的电压波形及变压器磁芯的电压波形，可以为EMI的传导测试提供一些参考（见图4）。常规结构变压器的初级和次级静点电压波形的幅值为10V，并且可以明显地看到基于开关频率的开关波形，新结构变压器的初级和次级静点电压波形的幅值为5V，基于开关频率的开关波形不是很明显，常规结构的变压器的磁芯电压波形的幅值为18V，可以明显地看出基于开关频率的开关波形，新结构的变压器的磁芯电压波形的幅值为5V，基于开关频率的开关波形不是很明显。

传导及辐射测量

如图5所示，从测试结果看，即使出除了Y电容，由于对变压器的结构进行了优化补偿，因此可以通过测试的要求。

结语

1、在变压器内部使用补偿的方法可以减小共模干扰电流，从而提高系统的EMI传导性能，并可以去除Y电容。

2、 使用屏蔽绕组和铜皮是在变压器内部进行补偿的有效方法。

3、 变压器内部补偿对高频辐射的影响不明显。

作者：刘松 凌力尔特公司