1.4 DC-DC變換器的共模傳導干擾

1.4.1 DC-DC變換器共模傳導干擾的建模

DC-DC變換器是將一種直流電轉換成另一種直流電的變換器，按照是否具有電氣隔離功能，可分為非隔離型和隔離型兩類。

非隔離型變換器共模傳導干擾的傳遞路徑主要為電路中電位高頻跳變節點到安全地的寄生電容，其共模傳導干擾模型比較容易建立。而隔離型變換器共模傳導干擾的傳遞路徑不僅有原邊電路到安全地的寄生電容，還有變壓器原副邊繞組間的分布電容。為了提高隔離型變換器的變換效率，變壓器的原副邊繞組通常緊密繞制，以減小變壓器漏感和交流電阻，這使得原副邊繞組之間存在著較大的分布電容。繞線式變壓器的分布電容一般在幾十pF到幾百pF之間；而平面變壓器相鄰繞組之間的相對面積較大且間距較小，其分布電容較大，通常在幾百pF到幾千pF之間。流過變壓器分布電容的位移電流不僅與分布電容的大小有關，還與變壓器繞組的電位分布有關，因此隔離型變換器的共模傳導干擾問題比非隔離型變換器相對難以處理。

為了便于分析隔離型變換器的共模傳導干擾，通常將變壓器的分布電容等效為集總電容。現有文獻都是針對特定的變換器拓撲，如反激變換器、雙管正激變換器和LLC諧振變換器等，通過計算流過具體繞組結構的變壓器原副邊繞組間分布電容的位移電流，再進行集總電容的等效。參考文獻[30]將反激變換器中變壓器的分布電容等效為兩個集總電容C_ac和C_bd，如圖1.13a所示。在此基礎上，將開關管漏源極電壓和整流二極管電壓視為引起共模干擾的電壓源，得到了反激變換器的共模干擾等效電路。

參考文獻[31]基于位移電流不變原則，通過計算雙管正激變換器中流過變壓器分布電容的總位移電流，給出了變壓器的集總電容模型，如圖1.13b所示。這里，變壓器的分布電容被等效為兩個集總電容C_ac和C_bc。

圖1.13 反激和雙管正激變換器中的變壓器集總電容模型

現有文獻都是針對特定變換器拓撲中特定繞組結構的變壓器進行集總電容的等效，所得到的集總電容模型不具有一般性。因此，本書第6章將提出一種通用的集總電容模型，可用于一般隔離型變換器中采用一般繞組結構的變壓器。基于該集總電容模型，建立隔離型變換器的共模干擾等效電路，為分析和抑制變換器的共模傳導干擾奠定基礎。