智能投饵机开关电源分析与仿真(2)

　　实际变压器的绕组中存在着分布电容，尤其存在于线圈导线和变压器磁芯之间以及各绕组之间。电容量的大小取决于绕组的几何形状、磁芯材料的介电常数和它的封装材料等。综合考虑变压器实际，设计高频变压器的原始模型如图4(a)所示，若将副边漏感、次级绕组电阻、次级分布电容分别折算到原边，并将原、副边漏电感、绕组电阻、分布电容等效组合，得到图4(b)简化的等效电路。

　　对图4(b)电路进行仿真得图5波形，变压器输入波形和输出波形分别如图5(a)、(b)所示。可见，由于分布参数的存在，在上升沿和下降沿具有上下冲尖峰存在，这是互感和漏感在开关转换瞬时引起电压尖峰，是EMI的主要来源，必须加以控制。为此，改进电路如图4(c)所示，

　　C7、C8、C12为匝间耦合电路，C11为绕组间耦合电容，在变压器绕制时，尽量减小分布电容C11，以减小变压器原边的高频干扰耦合到次边绕组。另外为进一步减小EMI，可在原、次边绕组间增加一个屏蔽层，屏蔽层良好接地，这样变压器原、次边绕组对屏蔽层间就形成耦合电容C9、C10，高频干扰电流就通过C9、C10滤除。

　　3.3 投饵机开关电源仿真

　　投饵机开关电源整体仿真原理图如图6所示，电路接入输入EMI滤波器和输出EMI滤波器进行仿真，得出图7、图8的仿真结果。表1为差模损耗曲线参数表，对应第一、第二和第三组参数高频差模损耗曲线如图蓝、红、绿所示。由图可知，差模电容的取值在高频区影响较小，差

　　模损耗曲线几乎重合。电感是影响滤波器差模频率的主要因素。电感大，滤波器的差模频率特性越好，但存在着磁芯饱和问题，它们的取值都不能过大。

　　图8为电路接入输出滤波器前后的PSPICE仿真波形，对比分析图8(a)和图8(b)，可以看到没接输出滤波器前的图形干扰严重，当接入滤波器后，滤除了很多干扰，效果明显。

　　针对功率开关管的漏极的尖峰电压，常采用RC吸收回路来减小尖峰电压。RC的数值要根据高频变压器的工作频率来选择。对已经确定RC常数的回路来说，电阻值与电容值要合理分配，电阻值过大，尖峰电压吸收效果差;电容值过大，将会使功率开关管的导通电流增大，电源效率损失较多。图9为接入RC吸收电路前后的仿真图，从图9(a)、(b)可见接入RC吸收电路后，尖峰电压干扰得到明显抑制。

　　4 结束语

　　本文针对投饵机开关电源，分析了产生干扰的重要原因，使用PSPICE仿真软件组建器件的模型进而得出开关电源的高频电路模型。并对开关电源的传导EMI进行仿真，通过PSPICE仿真对比，可以明显地看到相关电路的设计效果。EMI是很复杂的问题，投饵机开关电源以PSPICE仿真为依据，调整了电路元件参数。结果证实，产品电气性能的可靠性得到大大提高，本文可以为同类产品的电路设计提供一定的参考和借鉴。