本發(fā)明一般而言涉及其中初級側(cè)和次級側(cè)通過變壓器聯(lián)接在一起的開關(guān)式電源的技術(shù)領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及這種開關(guān)式電源中電磁干擾的抑制。

背景技術(shù)：
圖1示出回掃型(flyback-type)開關(guān)式電源的已知原理。該電源包括通過變壓器聯(lián)接在一起的初級側(cè)101和次級側(cè)102。輸入至初級側(cè)的AC(交流電)在整流器103中經(jīng)過整流。扼流器104和電容器111在整流器輸出處起到濾波器的作用。用振蕩器電路107所驅(qū)動的開關(guān)106對通過變壓器的初級繞組105的初級電流進(jìn)行有規(guī)律的切斷(chop)。截?cái)喑跫壚@組105中的電流使得曾暫存于變壓器磁場中的能量以通過變壓器次級繞組108的電流的形式釋放。次級側(cè)的二極管109對次級電流進(jìn)行整流并使得次級電壓維持在電容器110兩端。所述次級電壓充當(dāng)電源的DC(直流)輸出電壓。開關(guān)式電源的操作包括通過感性電路元件的電流的快速變化，這進(jìn)而成為電磁干擾(EMI)的已知來源。為了不干擾其他電子器件的操作，以及還為了減小電源自身組件的不必要負(fù)載，盡可能地抑制電磁干擾的各種來源會是有利的。針對EMI抑制的兩種已知且廣泛使用的方法包括在電源本身及其連接中使用濾波器組件，以及在電源和/或其部件周圍使用導(dǎo)電屏蔽體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)第一個方案，可提供一種開關(guān)式電源，包括：變壓器，其具有初級繞組和次級繞組；以及開關(guān)，其與所述初級繞組串聯(lián)耦接，且被配置為反復(fù)地中斷通過所述初級繞組的電流。所述開關(guān)式電源可包括：電感器，其位置相對于所述初級繞組和次級繞組被配置而感生的多個磁場有所不同；以及所述電感器和包含所述初級繞組和次級繞組其中之一的電路之間的連接；其中所述連接被配置為將第一電壓從所述電感器連接至所述電路，該第一電壓具有第二電壓所表現(xiàn)的波形且極性與該第二電壓相反，所述第二電壓是在所述開關(guān)的切換時(shí)刻由所述變壓器的漏磁通在所述開關(guān)式電源中感生的。由此可實(shí)現(xiàn)對共模電磁干擾的有效抑制。根據(jù)另一方案，可提供一種用于操作開關(guān)式電源的方法，包括：反復(fù)地中斷通過變壓器中初級繞組的電流。該方法可包括：感生第一電壓，該第一電壓具有第二電壓所表現(xiàn)的波形且極性與該第二電壓相反，所述第二電壓是在中斷所述電流的時(shí)刻由所述變壓器的漏磁通感生的；以及將所述第一電壓連接至包含所述變壓器其中一個繞組的電路。由此可實(shí)現(xiàn)減小所述開關(guān)式電源中共模電磁干擾的水平。本文中所舉的示例性實(shí)施例并非要解讀為對所附權(quán)利要求的適用性作出限制。本文中的動詞“包括”是用來作為不排除還存在未記載特征的開放式限定。除非另有明確表示，否則在從屬權(quán)利要求中記載的特征可互相自由組合。被認(rèn)為是本發(fā)明特點(diǎn)的新特征在所附權(quán)利要求中具體闡述。然而，通過結(jié)合說明書附圖閱讀以下具體示例實(shí)施例的描述，能夠?qū)Ρ景l(fā)明自身無論是關(guān)于其構(gòu)造還是其操作方法以及其額外的目的和優(yōu)點(diǎn)有最佳的理解。附圖說明圖1示出示例的開關(guān)式電源，圖2示出示例的變壓器，圖3示出漏電感的概念，圖4示出示例情況中的測量共模電壓，圖5示出位于變壓器附近的示例電感器，圖6示出示例的開關(guān)式電源，圖7示出示例電感器兩端的測量電壓，圖8示出示例情況中的測量共模電壓，圖9示出示例的開關(guān)式電源，圖10示出示例情況中的測量共模電壓，以及圖11示出示例的開關(guān)式電源。具體實(shí)施方式現(xiàn)在將參照圖2至圖11說明開關(guān)式電源及方法的示例。本發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)于共模干擾。根據(jù)發(fā)現(xiàn)，共模干擾在很多情況下都與開關(guān)式電源的一部分中由變壓器里的漏磁通所感生的電壓有關(guān)。因此簡要討論漏磁通的概念及其效果。圖2示出示例變壓器的截面。在該示例中，初級繞組105和次級繞組108已被卷繞成同心繞著變壓器鐵芯201的桿狀部的圓柱形繞組，其中次級繞組更靠近所述鐵芯。可選地，初級繞組可卷繞得更靠近鐵芯。電絕緣體層以及可能的輔助線圈隔開所述繞組，但為圖示清楚起見而在附圖中省略了它們。為了盡可能高效地實(shí)施從初級側(cè)到次級側(cè)的能量傳遞，應(yīng)當(dāng)盡可能緊密地將所述初級繞組和次級繞組互相磁性聯(lián)接。如果用磁通量線來示出繞組的磁場，則它們應(yīng)當(dāng)盡可能多地環(huán)繞兩個繞組的導(dǎo)體的截面。然而，在實(shí)際變壓器中，一個繞組的一些磁通量總是會與另一繞組保持解耦合(uncoupled)。在圖2中，磁通線202為兩個繞組共有的，但磁通線203示出初級繞組105的磁通量未耦合至次級繞組108。這樣的磁通量被稱為漏磁通，并且其引起被稱為漏電感的現(xiàn)象。在像圖2那樣的變壓器配置中，漏磁通并不僅僅是外側(cè)繞組的專屬。有可能繪出這樣一條磁通線，其如此緊密地環(huán)繞次級繞組108的導(dǎo)體截面以至于其不會環(huán)繞初級繞組105的導(dǎo)體截面。這樣的磁通線會表現(xiàn)出與內(nèi)側(cè)(即次級)繞組關(guān)聯(lián)的漏磁通。在開關(guān)式電源的操作期間，能量反復(fù)地存儲在所述漏磁通中以及從其中釋放。在圖2的示例變壓器中，其效果就像是有第一自由電感器(freeinductor）與初級繞組串聯(lián)耦接并且有第二自由電感器與次級繞組串聯(lián)耦接。圖3示出這樣虛擬的串聯(lián)耦接電感器301和302。在圖3的左側(cè)，開關(guān)106閉合，并且初級電流Ip流經(jīng)初級繞組的理想表示303和第一虛擬串聯(lián)耦接電感器301這二者。在圖3的右側(cè)，開關(guān)106剛好被斷開。中斷所述初級電流使得曾暫存于磁場中的大部分能量以次級電流IS的形式釋放到次級側(cè)中，該次級電流IS流經(jīng)次級繞組的理想表示304和第二虛擬串聯(lián)耦接電感器302這二者。然而，例如有概念上關(guān)聯(lián)于所述第一串聯(lián)耦接電感器301的漏磁通感生出電壓VI，該電壓VI的極性使其試圖抵抗初級電流的突然降低。由于感生電壓的大小與電流的變化速度成比例，所以初級電流的突然切換感生出相對較高的電壓。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，第一和第二串聯(lián)耦接電感器301和302物理上并不存在。它們只是漏電感概念的圖示表現(xiàn)。圖4示意性地示出切換脈沖附近的時(shí)間期間在初級繞組和次級繞組之間的示例測量電壓，在該切換脈沖處初級開關(guān)先是閉合然后斷開。這是所謂的共模電壓，其一般示出在變壓器處測量的初級側(cè)和次級側(cè)之間的電勢差。通常該電勢差基本上是在值C附近恒定的，該值C例如可為零。然而，在切換脈沖期間(即，在初級電流的開關(guān)保持導(dǎo)通時(shí)的時(shí)間期間)，能看出某一脈沖形的電勢差，其在圖4中出現(xiàn)于時(shí)間間隔401期間。在切換脈沖結(jié)尾的切換時(shí)刻，也即，在所述開關(guān)變成非導(dǎo)通的時(shí)刻，開始從漏磁通釋放能量。在時(shí)間間隔402期間，出現(xiàn)一電壓波形，其與由漏磁通所釋放的能量感生的電壓相關(guān)聯(lián)。彼此位置緊密的電傳導(dǎo)部件中的高電壓造成電容耦合，其是通過電場而不是磁場發(fā)生的能量傳遞的一般名稱。尤其是，由漏磁通所釋放的能量感生出的相對較高電壓通過電容耦合而在變壓器上造成共模電壓。圖5示出變壓器具有初級繞組105和次級繞組108的示例配置。假設(shè)圖5的變壓器是開關(guān)式電源的一部分，該開關(guān)式電源包括與初級繞組105串聯(lián)耦接的開關(guān)(圖5中未顯示)。所述開關(guān)被配置為根據(jù)開關(guān)式電源中利用的已知原理來反復(fù)中斷通過初級繞組105的電流。除變壓器外還有電感器501，其所處的位置相對于所述初級繞組和次級繞組被配置以感生的多個磁場有所不同。由于其位置，所述電感器501充當(dāng)一種測量漏磁通的傳感器。例如，如果電感器501是要測量關(guān)聯(lián)于初級繞組105的漏磁通，則其位置“相對于所述初級繞組和次級繞組被配置以感生的多個磁場有所不同”最為有利的是使得與次級繞組相比初級繞組的磁通量有更大部分與電感器501耦合。由于其位置，電感器501在初級電流被中斷的切換時(shí)刻將經(jīng)歷感生的電壓波形。如果在電感器501與包含初級繞組和次級繞組其中之一的電路之間存在連接，則有可能利用這一感生電壓波形來抵抗由漏磁通釋放的能量所引起的共模干擾。所述連接最為有利的是使得所述電壓波形表示第二電壓且極性與該第二電壓相反，該第二電壓是在開關(guān)的所述切換時(shí)刻由變壓器的漏磁通在所述開關(guān)式電源中感生的。換言之，電感器501處的感生電壓波形的極性優(yōu)選與變壓器上共模電壓的波形相反。圖6示出開關(guān)式電源中某些部件的簡化示例。初級電流路徑包括一電路，該電路的部件為：扼流器104，其還可被稱為大容量電感器(bulkinductor)或第二電感器；初級繞組105；以及開關(guān)106。所述電感器501與開關(guān)106耦接。相比上文更概括的說明，所述“包含初級繞組和次級繞組其中之一的電路”這里是指初級電流路徑，并且所述“電感器501和所述電路之間的連接”這里是指電感器501與初級電流路徑的開關(guān)106的連接。通過適當(dāng)選擇電感器的極性，能夠確保電感器501中感生的第一電壓具有期望極性，即與所述開關(guān)的切換時(shí)刻由變壓器的漏磁通在開關(guān)式電源中感生出的第二電壓極性相反。在圖6的示例開關(guān)式電源中，扼流器104的電感比電感器501的電感高(例如10倍)。扼流器104中較高的電感有助于將生成電壓的波形維持得與變壓器上漏磁通所生成電壓的波形相似。操作像圖6那樣的開關(guān)式電源包括反復(fù)地中斷通過變壓器中初級繞組105的電流。由于電感器501的位置相對于初級繞組和次級繞組被配置以感生的磁場有所不同，這使得感生至電感器501中的第一電壓表現(xiàn)出中斷所述電流的時(shí)刻由所述變壓器的漏磁通所感生的第二電壓的波形且極性與其相反。圖6中所示的連接使得將所述第一電壓連接至包含變壓器其中一個繞組(這里是初級繞組)的電路。開關(guān)式電源的初級側(cè)可在初級電流的正軌(positiverail)和負(fù)軌(negativerail)之間包含電容器。在圖6的示例耦接中，電容器601與扼流器或大容量電感器或第二電感器104一起都是初級濾波配置的一部分。實(shí)際具有內(nèi)電容的電感器501可組成會引起有害振蕩(unwantedringing)的LC諧振電路。該諧振還可能來自系統(tǒng)中的其他電抗元件。如有必要，其可通過將電阻器602與電感器501并聯(lián)耦接來避免。并聯(lián)電阻器602的阻值應(yīng)當(dāng)選擇得足夠高從而使其不會實(shí)質(zhì)上使電感器501短路。也即，電感器501兩端的并聯(lián)電阻過低會不必要地使電感器501中感生的電壓流失，這會在抵抗由變壓器的漏電感所造成的EMI時(shí)降低它的值。圖7示出開關(guān)式電源中在電感器501兩端測量的示例電壓，該開關(guān)式電源包含像圖6那樣的配置。位置701和702處的電壓尖峰被認(rèn)為是開關(guān)式電源的高壓部件與電感器501之間電容耦合的結(jié)果。此外，或者可選地，它們可指示通過電感器501的共模電流。然而，在時(shí)間間隔703期間明顯有一電壓波形表現(xiàn)出圖4示出為由變壓器的漏磁通而在初級繞組和次級繞組之間感生出的第二電壓的波形且極性與其相反。圖8示出開關(guān)式電源中的示例測量共模電壓，該開關(guān)式電源包含像圖6那樣的配置。因而圖8的電壓圖形可與圖4的相比較，差異在于圖8的電壓圖形是在包括共模干擾抑制配置的開關(guān)式電源中測量的。在時(shí)間間隔401期間仍然有脈沖形的電勢差，但緊隨其后在時(shí)間間隔703期間圖4中存在的漏磁通感生的電勢差波形現(xiàn)在不顯著得多。如有必要，切換脈沖的開頭和結(jié)尾處在圖8的電壓圖形中可見的短時(shí)瞬態(tài)(shorttransient)能夠加以衰減。圖9示出實(shí)施了這樣的衰減的開關(guān)式電源中某些部件的簡化示例。在圖9的開關(guān)式電源中，變壓器具有初級繞組105和次級繞組108。開關(guān)106與所述初級繞組串聯(lián)耦接且被配置為反復(fù)地中斷通過所述初級繞組的電流。電感器501所處的位置相對于所述初級繞組和次級繞組被配置以感生的磁場有所不同，并且在所述電感器501與包含所述初級和次級繞組其中之一(這里特別是指初級繞組105)的電路之間存在連接。所述連接被配置為將第一電壓從所述電感器連接至所述電路，該第一電壓具有在所述開關(guān)的切換時(shí)刻由所述變壓器的漏磁通在所述開關(guān)式電源中感生的第二電壓所表示的波形且極性與其相反。由電感器501生成的共模電壓與變壓器上的共模電壓串聯(lián)。該變壓器具有極性與電容耦合電壓相反的輔助繞組904。通常，最高的電壓是在初級側(cè)中，并且這造成最強(qiáng)的電容耦合。在這種情況下，輔助繞組904的極性與初級電壓相反。輔助繞組904和電容器901的串聯(lián)耦接再與電感器501并聯(lián)耦接。通過使用適當(dāng)選擇的小電容器901能夠?qū)嵸|(zhì)上消除電容耦合的效果。高頻尖峰701和702還可因除電容耦合之外的其他一些原因而發(fā)生。如果所述脈沖的頻率含量在相位上相反，則依然可使用所描述的電容消除處理。相對較小電容值的電容器901通常就已足夠；在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例配置中，使用了1皮法(picofarad)的電容。與圖6中類似，圖9的開關(guān)式電源包括與初級繞組105、開關(guān)106、和電感器501耦接的第二電感器104(還被稱為扼流器或大容量電感器)。在第二電感器104、初級繞組105、開關(guān)106、以及電感器501的串聯(lián)耦接中，所述第二電感器104與電感器501相比是位于初級繞組105和開關(guān)106的另一側(cè)。還可以將電感器104和501的位置在彼此之間互換。進(jìn)一步，可以通過一個或多個電子組件將第二電感器104和/或電感器501耦接至初級繞組105和開關(guān)106的串聯(lián)連接。例如，在第二電感器104和初級繞組105之間可耦接整流器。所述開關(guān)式電源還可在初級電流的正軌和負(fù)軌之間包括電容器。在圖9的示例中，所述開關(guān)式電源包括與串聯(lián)耦接的所述第二電感器104、所述初級繞組105、所述開關(guān)106和所述電感器501并聯(lián)耦接的電容器902。圖9的開關(guān)式電源還包括與串聯(lián)耦接的所述初級繞組105和所述開關(guān)106(而并非所述電感器501或所述第二電感器104)并聯(lián)耦接的電容器903。圖10示出開關(guān)式電源中的示例測量共模電壓，該開關(guān)式電源包含像圖9那樣的配置。因而圖10的電壓圖形可與圖8的相比較，差異在于圖10的電壓圖形是在包括圖9中電容器901和輔助繞組904的開關(guān)式電源中測量的。在時(shí)間間隔401期間仍然有脈沖形的電勢差，但其開頭和結(jié)尾處的短時(shí)瞬態(tài)顯著比圖8中的幅度小。有規(guī)律的脈沖共模干擾相對較容易得到抑制。因而，通過在開關(guān)式電源中除目前為止所描述的電感器501之外還包括脈沖共模干擾抑制電路，能夠使圖8和圖10的電壓-時(shí)間圖形接近恒定電壓處直線的最佳形狀，該脈沖共模干擾抑制電路用于抑制在比之前提及波形更長的時(shí)間尺度上發(fā)生的共模干擾。實(shí)際放置電感器501以使其位置相對于初級繞組和次級繞組被配置以感生的磁場有所不同，這可便利地通過在電路板上適當(dāng)選取變壓器和電感器的安裝位置來完成。圖11示意性示出示例開關(guān)式電源的部件，其包括變壓器1102與之附連的電路板1101。電感器501在變壓器1102附近與所述電路板1101附連。例如通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘业綄τ陔姼衅?01的合適位置，在該位置處電感器501能夠適當(dāng)?shù)馗袦y與漏電感相關(guān)的磁通量。作為可選，其任務(wù)是感測與漏電感有關(guān)的磁通量的電感器能夠被構(gòu)建為變壓器的一部分。由變壓器技術(shù)所公知的，能夠以多種方式繞共同鐵芯或在共同變壓器結(jié)構(gòu)內(nèi)放置數(shù)個繞組。仍然能夠例如通過實(shí)驗(yàn)來找到附加電感器可足夠清楚地感測到與漏電感有關(guān)的磁通量的最合適的配置。本說明書中所舉的示例僅為本發(fā)明的適用性的示例，而不應(yīng)當(dāng)解釋為限制所附權(quán)利要求中限定的保護(hù)范圍。例如，在所有附圖中，已經(jīng)省略了開關(guān)式電源中對于共模電磁干擾的生成和抑制而言無關(guān)緊要或毫無意義的這些部件和組件。另外，即使圖5和圖11看來是建議變壓器繞組的縱軸相對于附加電感器的縱軸應(yīng)當(dāng)成直角，但這僅僅是與圖示清楚有關(guān)的選擇，而并非限制以不同方式選取這些縱軸的方向。在很多情況下，這些繞組甚至并非圓柱形，此時(shí)談及任何縱軸或是它們的方向就變得毫不相干。一類重要的可選實(shí)施例包括這樣的開關(guān)式電源，其中漏磁通感測電感器是連接至次級繞組，而并非像前述實(shí)施例那樣是連接至初級繞組。由于圖4、圖8和圖10中所示的共模電壓是初級繞組和次級繞組之間的電勢差，所以通過影響初級繞組或次級繞組中任一或二者的電勢都能夠影響該共模電壓。在連接漏磁通感測電感器時(shí)應(yīng)當(dāng)注意其適當(dāng)?shù)臉O性，這是因?yàn)橐圆划?dāng)?shù)姆绞綄⑵漶罱訒顾雎┐磐ǜ猩材８蓴_電壓增大而不是減小。然而，由于電感器的最簡單形式只具有兩端，所以如果沒有以其他方式得知，也容易測試在每種情況中應(yīng)當(dāng)以哪種方式連接該電感器。