对于就新产品研发环节而言，EMC抗干扰设计是每个工程师都需要严格处理的一个非常重要的环节。EMC设计方案的合理设置直接关系到开关电源变压器的工作效率和能耗控制。今天，我们将分享两种实用的电源变压器EMC让我们一起来看看设计方案。
在共享电源变压器时EMC在设计方案之前，我们需要知道的第一个概念是什么是传导噪声。在目前的电子设备研发领域，所谓的传导噪声干扰是指设备在连接到电源电网时以噪声电流的形式通过电源线传输到公共电网环境的电磁干扰。在开关电源变压器的实际抗干扰设置中，该传导干扰可分为共模干扰和差模干扰两种干扰模式。共模干扰电流等于零线和相线上的相位，而差模干扰电流则相反于零线和相线上的相位。差模干扰对整体传导干扰的贡献较小，主要集中在噪声频谱的低频端，更容易抑制。共模干扰对传导干扰的贡献较大，主要在噪声频谱的中高频段。共模干扰的抑制是电子设备的传导EMC设计中的困难也是最重要的任务。
就目前国内反激开关电源的应用而言，大多数开关电源电路中都有一些电压剧变节点。与电路中其他电势相对稳定的节点不同，这些节点的电压包含高强度的高频成分。这些电压变化非常活跃的节点被称为噪声活动节点。噪声活动节点是开关电源电路中的共模传导干扰源，作用于电路中的地面分散电容产生共模噪声电流M。而电路中对EMI电路中影响较大的寄生电容器的分布如图1所示。
图1
从图1可以看出，在电路系统中，共模电流在电路中有三种耦合方式，即噪声源-功率开关管d极通过C耦合到地；通过噪声源c。耦合到变压器二次电路，然后通过C耦合到地面；通过变压器的前次线圈C通过C耦合到地面。这三种电流是构成共模噪声电流的主要因素（如上图中的黑色箭头所示）。共模电流通过电源线输入端的地线回流LISN取样测量。
在了解了共模噪声电流的形成和传导噪声的产生情况后，我们将对开关电源变压器的噪声抑制进行扩展EMC设计。在图1的电路系统中，共模噪声有两种路径，开关管d极噪声电压通过变压器寄生电容器将噪声电流耦合到变压器副绕组所在的电路，然后通过次级电路将寄生电容器耦合到地也是共模电流产生的方式之一。因此，减少从变压器主绕组传输到副绕组之间的共模电流是一种有效的方法EMC设计方法。传统的变压器EMC设计方法是在两个绕组之间增加隔离层，具体电路设置如下图2所示。
图2
但是用这个EMC设计方案有一个缺点，即金属隔离层直接连接地线的设计会增加共模噪声电流，导致介绍EMC性能变差。隔离层应该是电路中电位稳定的节点，比如将图2中的隔离层连接到电路前级的负极就是一个很好的接法。这样的连接能把原本流向大地的共模电流有效分流，从而大大降低电源线的传导噪声发射水平。
第二种更实用的开关电源变压器EMC设置方案是采用节点相位平衡法抑制共模噪声。或者以图1中的电路图为例，在图1中的电路中，除了功率开关管d变压器前绕组的另一端U也是噪声电压活跃节点，节点电压的变化方向和场管d极压相反。因此，变压器二次绕组的两端是相反的噪声电压活动节点。下图3显示了变压器骨架上的线圈分布。
图3
从图3可以看出，这个电源变压器骨架的最内层是前绕组线圈的一半，与功率开关管的一半d非常相连。中间层的线圈是二次绕组。最外层是前绕组的另一半，与节点U.连接。由于噪声电流主要通过前后线圈层之间的寄生电容耦合，前后线圈方向相反的噪声活动节点可以使大部分噪声电流相互抵消，大大降低最终耦合到二次噪声电流的强度。
图4
设计在图3中EMC在方案电路图中，仍然有前电路和次电路的辅助电源，它们也由绕在变压器上的独立线圈提供能量。然而，这两个辅助线圈的存在也为噪声电流的传播提供了额外的途径。因此，我们可以选择将这些绕组夹在前线圈和次线圈的绕组中间，这可以有效地增加前后绕组之间的距离，从而减少层间寄生电容，相应地减少噪声电流。因此，变压器绕组的最终方法应如图4所示。从内到外的线圈绕组是：前绕组、辅助绕组、后绕组、辅助绕组和前绕组的另一半。