电源适配器减小有气隙变压器磁心的辐射型EMI

      铁氧体反激变压器和高频电感在磁路上通常有相对大的气隙，以此来确定电感或防止饱和。气隙的磁场能储存相当可观的能量。除非变压器或扼流圈被屏蔽了，否则将从气隙辐射电磁场（EM1），这会对电源适配器本身或现周边磁柱中场设备造成干扰。而且，这种辐射的电磁场可能超过了辐射型EMI标准的限制。

图1.4.3完全屏蔽的变压器，所示为原边和副边静电屏蔽的位置和连接，具有一个附加的原边到副边的安全屏蔽

      当外侧铁心有气隙或者气隙均匀分布于柱片间时，气隙辐射出的电磁干扰最大。通过使气隙只集中在中间磁柱，这种辐射可减小6dB或更多。使用只有中间磁柱气隙的完全闭合的罐型磁心，则辐射减小程度更大。然面对离线式应用来说，罐型磁心并不常用，因为它一般不能满足较高电压时的爬电距离要求。

      把气隙只集中在中间磁柱会增加温升，降低效率。这种损耗的增加可能是由位于绕组中间的柱片边缘的磁边缘效应引起的。绕组中磁场的扰动导致了附加的集肤效应损耗和涡流损耗，进一步降低的效率可达2%。所增加的损耗会在气隙处形成一个高温区，从而使该区的绝缘过早损坏。

      在周边磁柱有气隙的磁心中，环绕变压器外部的附加铜屏蔽提供了很可观的辐射衰减，图1.4.5所示为一个典型实例。

      这个屏蔽应在变压器外部、周边磁柱和绕组形成一个完全的闭环且该回路以气隙为中心。屏蔽的宽度大约应为绕线架的30%，并且与绕组处于同一平面。为了提高效率，其电阻必须最小，推荐使用厚度最少为0.010in的铜屏蔽。

      因为有涡流损失和闭合环作用，这种屏蔽是很有效的。闭合环感应的电流将产生一个反磁动势来阻止辐射。在反激变换器中，屏蔽不应大于绕线架宽度的30%，因为太宽的屏蔽会出现磁心饱和的问题。虽然屏蔽通常用于在周边磁柱有气隙的磁心上，但它对在中间磁柱有气隙的变压器同样有效，两者的电磁辐射都可减小达12dB。

      然而，变压器屏蔽的应用却降低了变压器的效率。这是因为屏蔽中的涡流热效应，造成屏蔽中的附加功耗。如果气隙是在周边磁柱，则屏蔽上的功耗可达额定输出功率的1%，这取决于气隙的大小和装置的额定输出功率，在气隙只位于中间磁柱的应用中，安装屏蔽几乎不会增加功率损耗。然而，两者的总变压器效率大体上相同，因为中间磁柱气隙使变压器绕组增加了大约相同数量的损耗。

      似乎只有付出附加功耗的代价才能获得变压器的有效磁屏蔽。因此，这种屏蔽只在必要的时候才能使用。在很多情况下，电源适配器或主设备都有一个围起来的金属外壳，无需再增加变压器屏蔽已能满足EMI要求。当无金属外壳的开关模块被用于视频显示终端时，为了防止电磁耦合到CRT电子束而干扰显示，通常要求有变压器屏蔽。可用散热器或者从屏蔽到机壳的分流热量作用来传导走在外部铜屏蔽上产生的额外热量。图1.4.5所示为一个EMI铜屏蔽的应用，这是用于周边磁柱有气隙的E型磁心变压器的典型实例。