專利名稱：用于減小電源轉(zhuǎn)換器中的噪聲電流的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域，尤其涉及減小由電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電磁干擾引起的噪聲。
背景技術(shù)：
電源轉(zhuǎn)換器是通過把來自電源的電力轉(zhuǎn)換成適合負(fù)載需要的形式提供電力。例如，一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器能夠從交流電源提供直流電力。一個(gè)可接受的商用可變電源轉(zhuǎn)換器須要保證由其運(yùn)作而產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)不超過可接受的水平。當(dāng)有很多裝置產(chǎn)生EMI時(shí)，一個(gè)公知的EMI成分是共態(tài)噪聲。一個(gè)開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生共態(tài)噪聲是因?yàn)樵谟械降氐牡妥杩孤窂街羞M(jìn)行開關(guān)操作。通常，由于共態(tài)電流流動(dòng)引起的共態(tài)噪聲構(gòu)成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)的重要部分。
在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中，開關(guān)電路從輸入端接受輸入電力，然后經(jīng)主變壓器產(chǎn)生開關(guān)波形，如此產(chǎn)生的開關(guān)波形經(jīng)過互繞(inter-winding)電容以及變壓器的次級(jí)繞組耦合到次級(jí)。這個(gè)次級(jí)繞組饋送電力給整流電路，它再提供電能給負(fù)載。
除了上述電力分配外，有一路徑使共態(tài)電流產(chǎn)生共態(tài)噪聲。開關(guān)操作產(chǎn)生噪聲，它通過變壓器互繞電容耦合到次級(jí)。通常，負(fù)載與地絕緣，但是它通過相當(dāng)高的電容耦合到地。這個(gè)電容連同變壓器互繞電容通過接通電路提供了共態(tài)電流流經(jīng)電源阻抗的路徑。任何流經(jīng)檢測(cè)到的電源阻抗的電流有助于傳導(dǎo)的電磁干擾。該完整的共態(tài)電流路徑使噪聲源與互繞電容連在一起，互繞電容依次與電源阻抗和負(fù)載端的寄生電容形成一個(gè)完整的回路。
減小開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中的共態(tài)噪聲是一個(gè)困難的問題。尤其對(duì)帶有絕緣變壓器的開關(guān)型電源轉(zhuǎn)換器提出了更多的挑戰(zhàn)。通常這種類型的電源轉(zhuǎn)換器在初次級(jí)繞組間有緊密的耦合。這種緊密的耦合減少了感應(yīng)的泄漏并改善了轉(zhuǎn)換效率。但是這種緊密的耦合，即高的變壓器耦合系數(shù)會(huì)增加初次級(jí)繞組間的互繞電容，從而增加從初級(jí)到次級(jí)負(fù)載的不希望的噪聲耦合。
尤其是，分別連接初級(jí)端和次級(jí)端兩個(gè)“非開關(guān)”節(jié)點(diǎn)的旁路電容減少了共態(tài)電流。節(jié)點(diǎn)的選擇一般是輸入端的一個(gè)和次級(jí)共用節(jié)點(diǎn)。這就減少了通過負(fù)載與地間寄生電容耦合的共態(tài)電流。但是這種方法有它的局限性。安全標(biāo)準(zhǔn)要求避免使用高電容，因?yàn)樗鼤?huì)增加初次級(jí)間的漏電流。
在初次級(jí)繞組間設(shè)置一層稱為“法拉第屏蔽”(Faraday shield)的屏蔽金屬也可以減少共態(tài)電流。這個(gè)方法與旁路電容工作原理相同，并且為噪聲電流提供另一條截止路徑。它有效地提供了另一條與旁路電容器并聯(lián)的電容路徑。但是，這個(gè)屏蔽層使得變壓器非常松散，并且減少了初次級(jí)繞組間的磁耦合，也就降低了變壓器的效率，這是一個(gè)不希望的結(jié)果。
還有另一種公知的方法是通過使用分立濾波元件進(jìn)行無源濾波來擬制噪聲。這種方法廣泛使用，但由于附加元件使裝置變大正變得越來越不希望采用了。
在美國(guó)專利6137392中，Edward Herbert的發(fā)明使用兩個(gè)或更多的串聯(lián)連接變壓器減少初次級(jí)繞組間的整體寄生電容。這種方法也要附加磁性元件和進(jìn)行麻煩的磁性元件構(gòu)造。而且理論上，這種方法也不能完全消除通過絕緣變壓器耦合的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以極大地減少由于共態(tài)電流流動(dòng)而產(chǎn)生的不希望的共態(tài)噪聲。本發(fā)明提供一種中和電壓可以減少甚至消除共態(tài)電流。該中和電壓源和與其串聯(lián)連接的元件動(dòng)態(tài)運(yùn)作以吸收、旁路或消除由電源轉(zhuǎn)換器操作而產(chǎn)生的噪聲。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一個(gè)從由外部串聯(lián)連接的無源元件進(jìn)一步微調(diào)的主變壓器中一組繞組獲得的中和電壓。特別是，這些串聯(lián)元件包括保持變壓器與次級(jí)繞組間電絕緣的電容器。此外，電壓源與串聯(lián)元件的組合可以方便地連接到初級(jí)和次級(jí)的“非開關(guān)”節(jié)點(diǎn)。
本發(fā)明的另外一些實(shí)施例用一個(gè)緩沖放大器產(chǎn)生中和電壓。這樣的放大器感應(yīng)串聯(lián)連接元件的噪聲電壓，產(chǎn)生一個(gè)具有相同幅度的反相電壓，以便減小經(jīng)過該路徑的噪聲電壓。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，這種中和源是由放大元件和適當(dāng)?shù)姆答亜?dòng)態(tài)控制的。放大元件響應(yīng)檢測(cè)出產(chǎn)生的噪聲提供中和信號(hào)來防止噪聲電流經(jīng)過外面的地耦合進(jìn)來。
此外，容易擴(kuò)展本發(fā)明以減少由于非絕緣轉(zhuǎn)換器而導(dǎo)致的電磁干擾。
這樣，本發(fā)明就可以不須進(jìn)行單調(diào)枯燥的變壓器構(gòu)造、使用簡(jiǎn)單而少的元件換算方法減小噪聲，仍然用公知的技術(shù)方便地制作變壓器。而且，本發(fā)明采用的噪聲減小方法不須精確地調(diào)節(jié)、困難地控制如變壓器漏感等參數(shù)。
通過以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述將使本發(fā)明的這些及其它方面對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講變得更明顯。


圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的用于減小或消除共態(tài)噪聲的相應(yīng)于一個(gè)實(shí)施例的電路的示意圖；圖2是一個(gè)顯示使用磁性耦合繞組以產(chǎn)生中和電壓連接的實(shí)例的簡(jiǎn)化圖；圖3顯示穿過現(xiàn)有技術(shù)電源轉(zhuǎn)換器的初級(jí)和次級(jí)的噪聲電壓；圖4圖示相應(yīng)于圖3的噪聲電壓的共態(tài)電流；圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的穿過具有減小共態(tài)電流的回掃轉(zhuǎn)換器的初級(jí)和次級(jí)非開關(guān)節(jié)點(diǎn)的噪聲電壓；圖6圖示相應(yīng)于圖5的噪聲電壓的共態(tài)電流；圖7是本發(fā)明使用放大電路產(chǎn)生中和電壓的另一實(shí)施例；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的穿過具有減小共態(tài)電流的圖7轉(zhuǎn)換器的初級(jí)和次級(jí)非開關(guān)節(jié)點(diǎn)的噪聲電壓；圖9圖示相應(yīng)于圖8的噪聲電壓的減小的共態(tài)電流；圖10圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例；圖11圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例；和圖12示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
為了減小或消除流過寄生電容的共態(tài)電流，本發(fā)明包括一個(gè)與一個(gè)阻抗和與驅(qū)動(dòng)共態(tài)電流的噪聲產(chǎn)生源串聯(lián)的中和電壓源。結(jié)果，以與中和電壓源的大小和沒有中和電壓源時(shí)該串聯(lián)阻抗上的電壓之間的差成反比例的方式減小該串聯(lián)阻抗的有效阻抗。換句話說，中和電壓的作用就像一個(gè)“阻抗降低器”。產(chǎn)生的噪聲電壓的降低對(duì)噪聲源電流提供了一個(gè)有效的旁路。這個(gè)旁路措施比起只用一個(gè)旁路電容來更有效地、動(dòng)態(tài)地吸收噪聲電流。換句話說，該方法在為降低噪聲提供大而有效的旁路電容的同時(shí)提供了一個(gè)有效的小值旁路電容器。
圖1圖示了上述設(shè)置。輸入節(jié)點(diǎn)2到地6有一個(gè)輸入阻抗4。輸出節(jié)點(diǎn)8與地間有一個(gè)寄生電容10。由于噪聲源14連接到串聯(lián)電容16，寄生電容10允許共態(tài)電流12流過。這個(gè)共態(tài)電流通過一并聯(lián)支路經(jīng)其串聯(lián)阻抗18分流減小，再由中和電壓源20進(jìn)一步降低。
圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)提供中和電壓以減小共態(tài)電流的實(shí)施例。如圖所示，變壓器40包括繞組36和38以及不可避免存在的互繞電容42，提供電源給包含如二極管50、連接到節(jié)點(diǎn)32并跨在負(fù)載30上的輸出電容34的整流器。絕緣的器件64感應(yīng)負(fù)載30上的電壓用于提供一個(gè)反饋信號(hào)給開關(guān)控制器62，該控制器用于經(jīng)由開關(guān)66調(diào)節(jié)輸出電壓。此外，圖2還示出了由跨在分壓元件48和50(共同用作一個(gè)無源分壓器調(diào)節(jié)中和電壓)上的繞組46提供的中和電壓。調(diào)節(jié)的中和電壓通過降低串聯(lián)元件54上的電壓減小流經(jīng)串聯(lián)元件54的共態(tài)電流12。換句話說，在圖2中產(chǎn)生的中和電壓減小了節(jié)點(diǎn)2和8之間的電位差，從而減小了流到地的共態(tài)電流12。
對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說很明顯，不需要只由繞組46提供中和電壓。用于提供中和電壓的其他裝置也屬于本發(fā)明的范圍。因此，由虛線圍成的框44中所示的元件可以由一個(gè)中和電壓V和一個(gè)串聯(lián)的保證輸入和輸出間電絕緣的阻抗Z1構(gòu)成的電壓源取代。理論上，要消除共態(tài)電流，需要V＝I×Z1等式1其中，I是通過阻抗Z1的共態(tài)電流。沒有共態(tài)電流流過負(fù)載和地之間的寄生電容10。這意味著耦合的噪聲可以完全被旁路掉，包括由互繞寄生電容耦合通過的噪聲。實(shí)際上，因?yàn)檎{(diào)節(jié)V和Z1過程中的誤差，節(jié)點(diǎn)2和8之間的噪聲電壓不可能完全去除。不過，與共知的方法比較，至少可以極大地減小共態(tài)電流的振幅。此外，為了免除噪聲要求的阻抗Z1的量值被極大地減小并且在節(jié)點(diǎn)2和8之間產(chǎn)生一個(gè)有效的短路。
中和電壓源是由耦合到絕緣變壓器40的繞組46實(shí)現(xiàn)的。繞組46繞得可以產(chǎn)生中和電壓。絕緣變壓器40的繞組電壓適合于產(chǎn)生中和電壓，因?yàn)樗墚a(chǎn)生與由初級(jí)開關(guān)電路產(chǎn)生的開關(guān)噪聲相同的波形。繞組46的電壓由所示的無源元件分壓。通過具有阻抗Z3的分壓元件48和具有阻抗Z2的分壓元件50，就從分壓元件50兩端獲得了中和電壓。
等式2描述了通過使節(jié)點(diǎn)2和8兩點(diǎn)的電壓在相應(yīng)于共態(tài)電流產(chǎn)生的噪聲頻率處為零能夠獲得完全旁路的條件。V=IZ1xZ2+Z2xZ3+Z1xZ3Z2]]>等式2這里I是通過變壓器繞組36和38之間的互繞寄生電容耦合的噪聲電流，V是繞組46兩端的電壓。當(dāng)然實(shí)際上，因?yàn)樵谡{(diào)節(jié)阻抗Z1、Z2和Z3過程中的誤差導(dǎo)致中和電壓V失真(相對(duì)于噪聲電壓)，噪聲電壓不可能完全消除。
圖3示出了節(jié)點(diǎn)2和8兩點(diǎn)間沒有設(shè)置繞組46、分壓元件48和50以及串聯(lián)元件54由一個(gè)1500pF旁路電容替代時(shí)測(cè)量的噪聲電壓。
圖4示出了相應(yīng)測(cè)量的共態(tài)電流頻譜。圖5示出了如圖2所示的具有設(shè)置繞組46、分壓元件48和50以及串聯(lián)元件54時(shí)測(cè)量的節(jié)點(diǎn)2和8兩點(diǎn)間的噪聲電壓。繞組36、38和46的匝數(shù)比是30∶10∶3，串聯(lián)元件54、分壓元件50和48的值分別是1500pF、470pF和6800pF(它們直接地提供了各自的阻抗值)。特別是，為了進(jìn)行公平比較，串聯(lián)元件54具有與前面例子所使用的旁路電容一樣的值。圖3和圖5的比較揭示了節(jié)點(diǎn)2和8兩點(diǎn)間噪聲電壓非常明顯的減小。對(duì)照?qǐng)D4，相應(yīng)改進(jìn)的共態(tài)電流頻譜如圖6所示。
圖7示出了本發(fā)明的用于提供中和電壓以減小共態(tài)電流的第二實(shí)施例，該實(shí)施例借助于一個(gè)放大器件放大一個(gè)噪聲信號(hào)以提供中和電壓。本實(shí)施例中的放大器是一個(gè)由晶體管76和78及輸入節(jié)點(diǎn)86和輸出節(jié)點(diǎn)84形成的四端放大器件。該放大器由繞組46驅(qū)動(dòng)，繞組46經(jīng)由二極管70和平滑電容器72提供電源給上述放大器。輸入節(jié)點(diǎn)86感應(yīng)串聯(lián)元件54兩端的噪聲電壓。晶體管76和78互連構(gòu)成一個(gè)推拉輸出驅(qū)動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)一個(gè)緩沖器電路，產(chǎn)生放大感應(yīng)的噪聲電壓，并在輸出節(jié)點(diǎn)84兩端提供一個(gè)相應(yīng)的中和電壓。推拉輸出驅(qū)動(dòng)器的輸入端接收串聯(lián)元件54兩端的噪聲電壓，推拉輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出端在輸出節(jié)點(diǎn)84產(chǎn)生所需的中和電壓。推拉輸出驅(qū)動(dòng)器輸出端的相位與噪聲電壓的相位相反，因此消除了節(jié)點(diǎn)2和8之間的噪聲電壓，減小了共態(tài)電流。
為了減小共態(tài)電流，噪聲電壓應(yīng)放大得足夠大。當(dāng)然一般說來，輸出的反向電流電壓應(yīng)該基本上不超過噪聲電壓，以防止在另一個(gè)方向產(chǎn)生電流。原理上，共態(tài)電流通過適當(dāng)放大能夠減小到零。圖7是示意性的，其它形式的放大結(jié)構(gòu)也應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍。
圖8示出了使用圖7的放大裝置測(cè)量的節(jié)點(diǎn)2和8之間的噪聲電壓。比較圖3和圖8連同圖9所示相應(yīng)的共態(tài)電流頻譜，可以看出節(jié)點(diǎn)2和8之間噪聲電壓的明顯減小。與圖4相比，也依次揭示了共態(tài)電流的減小。
圖10是使用類似于上述第二實(shí)施例的放大器件的一個(gè)實(shí)施例。該例顯示具有至少一個(gè)開關(guān)電路96和至少一個(gè)整流模塊94的電源轉(zhuǎn)換器。該4端放大器件是由一個(gè)緩沖放大器90實(shí)現(xiàn)的。如圖所示，緩沖器輸入84和輸出86共用一個(gè)節(jié)點(diǎn)。輸入端84感應(yīng)串聯(lián)元件54兩端的噪聲電壓并產(chǎn)生如前所述的中和電壓。由于緩沖放大器90的增益產(chǎn)生的中和電壓足以消除串聯(lián)元件54兩端的噪聲電壓，不需要進(jìn)行振幅調(diào)節(jié)。但是應(yīng)該注意，一般來說，在本發(fā)明的許多實(shí)施例中放大器增益都大于一。換句話說，放大器增益的規(guī)格對(duì)于可能的實(shí)施例不是一個(gè)限制。如果需要，元件92可以提供頻率補(bǔ)償，這取決于緩沖器90對(duì)噪聲頻率范圍的頻率響應(yīng)。串聯(lián)元件54使得中和電壓得以耦合。
圖11圖示了包括一個(gè)帶有絕緣變壓器的電源轉(zhuǎn)換器的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。由一個(gè)4端器件表示的放大器100有一對(duì)輸入端104和一對(duì)輸出端106。如圖所示，輸入端104接受相應(yīng)于轉(zhuǎn)換器初次級(jí)間噪聲電壓的一個(gè)信號(hào)。輸出端106產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的中和電壓。下面解釋工作原理。
圖11所示的第三實(shí)施例使用放大元件產(chǎn)生中和電壓以消除第二共用節(jié)點(diǎn)8和主開關(guān)電路輸入端2之間的噪聲電壓。有源元件100產(chǎn)生中和電壓。和第二實(shí)施例不一樣，這個(gè)實(shí)施例直接感應(yīng)初次級(jí)非開關(guān)節(jié)點(diǎn)2和8間的噪聲電壓。然后，在有源元件100的輸出端產(chǎn)生中和電壓，輸出106兩端包括第二節(jié)點(diǎn)8，經(jīng)過阻抗元件102連回到主輸入節(jié)點(diǎn)2。實(shí)際上，也可以將元件108連接到到節(jié)點(diǎn)2阻抗非常低的其它節(jié)點(diǎn)上。這個(gè)節(jié)點(diǎn)的典型例子是節(jié)點(diǎn)58，因?yàn)檩斎腚娙萜?0的電容通常大得足以在噪聲頻率上提供一條低阻抗路徑。元件102接到有源元件100，實(shí)際用于頻率補(bǔ)償。應(yīng)該注意到，有源元件100必須能夠在有關(guān)頻率上產(chǎn)生足夠的增益，以便使可以產(chǎn)生流經(jīng)寄生電容10和電源阻抗到地6的共態(tài)電流的誤差電壓最小。此外，如很多安全標(biāo)準(zhǔn)要求的，可加一些需要的保護(hù)電路來保護(hù)有源元件，使其能經(jīng)受初級(jí)和次級(jí)之間高的絕緣電壓。
圖12是類似于上述第三實(shí)施例的另一個(gè)實(shí)施例。四端放大器件是由運(yùn)算放大器110和用于保持初次級(jí)間絕緣的耦合電容器120實(shí)現(xiàn)的。運(yùn)算放大器110的輸入端通過耦合電容器120感應(yīng)初次級(jí)非開關(guān)節(jié)點(diǎn)2和8之間的噪聲電壓。運(yùn)算放大器110在輸出端116產(chǎn)生中和電壓。該中和電壓通過電容118接在初次級(jí)節(jié)點(diǎn)2和8之間以消除這兩節(jié)點(diǎn)之間的噪聲，如前所述。
這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例和原理包括用于減小EMI的裝置和系統(tǒng)。例如，它們包括用于減小具有輸入端和輸出端的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中共態(tài)噪聲的共態(tài)噪聲減小裝置。該共態(tài)噪聲減小裝置包括用于感應(yīng)一個(gè)相應(yīng)于開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的輸出端和輸入端之間電位差的信號(hào)電位差的裝置。術(shù)語“端”包括例如用于電源或信號(hào)的兩條引線中的一條。該設(shè)備還包括一個(gè)響應(yīng)用于產(chǎn)生一個(gè)中和電壓的信號(hào)電位差的電壓產(chǎn)生源。這個(gè)中和電壓減小開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的輸出端和輸入端之間的電位差。此外，一個(gè)串聯(lián)阻抗連接到在通過至少一個(gè)電容器連接至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端的路徑中的電壓產(chǎn)生源。
前述共態(tài)噪聲減小裝置的電壓產(chǎn)生源可以由連接到開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的電源變壓器中的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的中和繞組來實(shí)現(xiàn)。
作為選擇，前述共態(tài)噪聲減小裝置的電壓產(chǎn)生源是一個(gè)接收作為一個(gè)輸入信號(hào)的信號(hào)電位差和產(chǎn)生中和電壓的放大裝置。
感應(yīng)信號(hào)電位差的裝置包括一個(gè)串聯(lián)連接在連接開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的輸入端和輸出端的路徑中的電阻。或者，感應(yīng)信號(hào)電位差的裝置包括一個(gè)連接到初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的中和繞組。
還有，使用一個(gè)電磁噪聲濾波元件益于選擇減小有助于產(chǎn)生不良EMI的電流。
一個(gè)典型的具有低共態(tài)噪聲的轉(zhuǎn)換電源系統(tǒng)包括一個(gè)開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端連同接到一個(gè)感應(yīng)元件的中和繞組、一個(gè)串聯(lián)連接到該中和繞組以使輸入輸出之間絕緣的電容。
當(dāng)然，可能有很多可供選擇的實(shí)施例以及這里揭示方案的變化形式，這都是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解的和顯而易見的。某些實(shí)施例會(huì)有其它具體形式、結(jié)構(gòu)、配置、比例和使用其它元件、材料和組件，這些都不背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和基本特征。因此，這里所描述的實(shí)施例都是示意性的而不是限制性的，這些可供選擇的實(shí)施例和變化形式都包括在說明書之后的權(quán)利要求范圍內(nèi)，而且上面的描述沒有對(duì)這些權(quán)利要求做出限制。
權(quán)利要求
1.一種共態(tài)噪聲減小裝置，用于在具有至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中減小共態(tài)噪聲，所述共態(tài)噪聲減小裝置包括用于感應(yīng)一個(gè)相應(yīng)于一個(gè)連接到所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)輸出端的輸出節(jié)點(diǎn)和一個(gè)連接到所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的所述至少一個(gè)輸入端的輸入節(jié)點(diǎn)之間電位差的信號(hào)電位差的裝置；響應(yīng)所述信號(hào)電位差產(chǎn)生一個(gè)中和電壓的一個(gè)電壓產(chǎn)生源，其中，電壓產(chǎn)生源連接到一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，使得所述中和電壓減小連接到所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)輸出端的輸出節(jié)點(diǎn)和連接到所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)輸入端的輸入節(jié)點(diǎn)之間的電位差；和連接到在通過至少一個(gè)電容器連接所述至少一個(gè)輸入端和所述至少一個(gè)輸出端的路徑中的所述電壓產(chǎn)生源的一個(gè)串聯(lián)阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共態(tài)噪聲減小裝置，其特征在于，所述電壓產(chǎn)生源是一個(gè)耦合到所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的電源變壓器中的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的中和繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共態(tài)噪聲減小裝置，其特征在于，所述電壓產(chǎn)生源包括一個(gè)具有至少一個(gè)輸出連接和至少一個(gè)輸入連接的放大器，使用所述至少一個(gè)輸入連接接收所述信號(hào)電位差和所述放大器的至少一個(gè)輸出連接連接到連接所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端的路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共態(tài)噪聲減小裝置，其特征在于，所述用于感應(yīng)信號(hào)電位差的裝置包括一個(gè)串聯(lián)連接在連接所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端的路徑中的阻抗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共態(tài)噪聲減小裝置，其特征在于，所述用于感應(yīng)信號(hào)電位差的裝置包括一個(gè)連接到初級(jí)繞組和到次級(jí)繞組的中和繞組。
6.一種具有減小的共態(tài)噪聲的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)具有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的電源變壓器；至少一個(gè)輸入端；至少一個(gè)輸出端；一個(gè)連接到初級(jí)繞組和到次級(jí)繞組的中和繞組；和一個(gè)串聯(lián)連接在一條路徑中的電容器，所述路徑包括所述中和繞組、至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電容器連接到一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)具有在其與輸出端之間低的阻抗。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電容器連接到一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)具有在其與輸入端之間低的阻抗。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述路徑還包括一個(gè)電磁噪聲濾波元件。
10.一個(gè)用于具有低的共態(tài)噪聲的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個(gè)具有一個(gè)感應(yīng)元件的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器；至少一個(gè)輸入端；至少一個(gè)輸出端；一個(gè)連接到感應(yīng)元件的中和繞組；一個(gè)串聯(lián)連接到中和繞組和轉(zhuǎn)換器輸入端的電容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述連接到中和繞組的電容器連接到一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)具有在其與所述至少一個(gè)輸出端之間低的阻抗。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述連接到中和繞組的電容器連接到一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)具有在其與所述至少一個(gè)輸入端之間低的阻抗。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)連接到所述中和繞組的電磁噪聲濾波元件。
14.一種用于減小開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中共態(tài)噪聲的裝置，包括一個(gè)具有至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器；用于感應(yīng)相應(yīng)于所述至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端之間共態(tài)電流的信號(hào)電位差的裝置；一個(gè)具有至少一個(gè)輸入連接和至少一個(gè)輸出連接的放大裝置，所述至少一個(gè)輸入連接接收所述信號(hào)電位差；裝置，用于將所述放大器件的至少一個(gè)輸出連接到將所述至少一個(gè)輸入端連接到所述至少一個(gè)輸出端的路徑，由此所述放大裝置產(chǎn)生一個(gè)交流電壓，所述交流電壓減小所述至少一個(gè)輸入端到所述至少一個(gè)輸出端之間的電位差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于減少由電源轉(zhuǎn)換器中共態(tài)電流產(chǎn)生的電磁干擾的裝置。流經(jīng)負(fù)載端高的寄生電容的共態(tài)電流通常極大地有助于電磁干擾。為了減小電磁干擾，通過減小驅(qū)動(dòng)流經(jīng)高寄生電容電流的電壓來減小共態(tài)電流。一個(gè)中和電壓源產(chǎn)生一個(gè)與該驅(qū)動(dòng)共態(tài)電流的電壓相位相反的電壓。這個(gè)中和電壓是借助于連接到電源轉(zhuǎn)換器中磁性元件的一個(gè)繞組或者一個(gè)或多個(gè)有源元件獲得的。該中和電壓源與連接在轉(zhuǎn)換器輸入端和輸出端的輸入和輸出之間的一個(gè)電容元件在需要輸入和輸出間電絕緣時(shí)串聯(lián)連接。
文檔編號(hào)B29C45/76GK1407702SQ0214205
公開日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月24日
發(fā)明者廖柱幫, 潘毅杰, 龐敏熙 申請(qǐng)人:香港大學(xué)