#近地小行星#
【近地小行星事件】
+++++++++++++
！！橙色预警！！
+++++++++++++
就是现在（±< 00:01）！！小行星2021 XV4的位置最接近于地球；
事件类型：飞掠（与地球擦肩而过）
最小距离：约0.461LD（约176640千米）；
平均大小：5.2-11.5米；
都灵危险指数：0（大于2时，需要注意）；
巴勒莫撞击危险指数：-8.45（大于-2时，需要注意）；
LD:表示为月球到地球的平均距离，1LD=384401公里。
数据来自：NASA-JPL-NEO
【相关知识】
都灵危险指数（Torino scale）是一套用作衡量近地天体撞击地球的指标，包括小行星和彗星。通常会给天文学家和公众透过整合撞击机会率和破坏力成一个数值，来评估其天体撞击地球的严重性。类似的指标有巴勒莫撞击危险指数（Palermo Technical Impact Hazard Scale），但比前者稍复杂。
都灵危险指数使用介乎0至10之间的整数数值，当中“0”代表其撞击地球的机会微乎其微，又或是在撞击地球前会给其大气层摩擦燃烧殆尽；而“10”则代表该物体撞击地球的机会十分大，并足以造成全球性大灾难。
巴勒莫撞击危险指数（Palermo Technical Impact Hazard Scale）是天文学家用来评估近地天体（NEO）潜在撞击地球危险机率的对数尺度。它结合了撞击的概率和产生的动能效果这两种类型的资料，估计出单一的危险值。它的额定值从0，意味著危险与背景危险一样（定义为相同大小或更大的天体从过去的日期到再发生撞击所构成的风险平均年数的数值）。 +2的数值显示增加大于随机背景风险的100倍。结果小于-2的数值反映出事件可能不存在。当巴勒莫撞击危险指数介于-2和0之间，则表明是必须小心监视的情况。相似，但没有这么复杂的另一个非科学性描述尺度的是都灵危险指数。
#天文[超话]#
#科学了不起创作集结号#
【近地小行星事件】
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！！橙色预警！！
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就是现在（±< 00:01）！！小行星2021 XV4的位置最接近于地球；
事件类型：飞掠（与地球擦肩而过）
最小距离：约0.461LD（约176640千米）；
平均大小：5.2-11.5米；
都灵危险指数：0（大于2时，需要注意）；
巴勒莫撞击危险指数：-8.45（大于-2时，需要注意）；
LD:表示为月球到地球的平均距离，1LD=384401公里。
数据来自：NASA-JPL-NEO
【相关知识】
都灵危险指数（Torino scale）是一套用作衡量近地天体撞击地球的指标，包括小行星和彗星。通常会给天文学家和公众透过整合撞击机会率和破坏力成一个数值，来评估其天体撞击地球的严重性。类似的指标有巴勒莫撞击危险指数（Palermo Technical Impact Hazard Scale），但比前者稍复杂。
都灵危险指数使用介乎0至10之间的整数数值，当中“0”代表其撞击地球的机会微乎其微，又或是在撞击地球前会给其大气层摩擦燃烧殆尽；而“10”则代表该物体撞击地球的机会十分大，并足以造成全球性大灾难。
巴勒莫撞击危险指数（Palermo Technical Impact Hazard Scale）是天文学家用来评估近地天体（NEO）潜在撞击地球危险机率的对数尺度。它结合了撞击的概率和产生的动能效果这两种类型的资料，估计出单一的危险值。它的额定值从0，意味著危险与背景危险一样（定义为相同大小或更大的天体从过去的日期到再发生撞击所构成的风险平均年数的数值）。 +2的数值显示增加大于随机背景风险的100倍。结果小于-2的数值反映出事件可能不存在。当巴勒莫撞击危险指数介于-2和0之间，则表明是必须小心监视的情况。相似，但没有这么复杂的另一个非科学性描述尺度的是都灵危险指数。
#天文[超话]#
#科学了不起创作集结号#
#古装片中为何揭开瓦就能看到屋内#
【分析】
要搞清楚瓦片底下是啥东西，我们不得不探究传统建筑的屋顶的构成。传统建筑令人印象最为深刻的特征之一，恐怕就是大屋顶了。屋顶的形式有很多，如硬山、歇山、庑殿、攒尖等等，不同结构的房子有不同的屋顶，不同级别的建筑有不同的屋顶，土财主再有钱也只能盖硬山顶的别墅，城门再破烂至少也能放歇山顶的门楼……但从共性上来说，中国传统建筑主要是依靠木质梁架结构将房子支撑起来。直接跟屋顶有关联的，由内而外大概可以分为这么三层：（详见图一）
一、最底下的是椽子。传统建筑用的是抬梁穿斗的结构，与屋面有直接关联的，主要是檩和椽。基础之上有柱子，柱子之上，在进深方向（垂直于大门）有粱、川、双步等等，在面宽方向（平行于大门）枋、檩、连机等等，这些大家搞不懂就不要搞懂，反正一堆木头七七八八搭上去后，到了最顶上的承力结构，就是平行于大门的檩条（也叫做桁）。
檩条之上，垂直于大门方向，从屋脊线两边发散开，像肋骨一样一条条排起来的，就是支撑起大屋顶的“龙骨”——椽子。和骨头相对于人体的作用一样，椽子的铺设方式直接决定着屋顶的基本轮廓。（详见图二）
二、在中间的是“中间层”。术语上叫做“屋面筑底”就是指椽子之上，瓦片之下的部分。要说清楚这件事比较麻烦，花样太多。我们选择几个比较有代表性的屋面类型。
（一）北方官制房屋经典的处理方法。以下两种方式，依据于宋《营造法式》和清《工程做法则例》，一般用于北方大型官宅或寺庙。
类型一：纤维薄板。大宋的住建部叫“将作监”，该部门曾编制过著名的《营造法式》，该书中将这个中间层的做法称之为“补衬”。《营造法式》卷三十瓦作部分叙述：“凡瓦下补衬，柴栈为上，版栈次之。”柴栈就是芦苇、柳支所编制的片状物，版栈则是用薄板、竹片制作的板状物。根据屋顶结构和等级，一层层叠铺于檩条之上，最后抹上胶泥、石灰膏就可以准备铺瓦了。
类型二：木质望板。这是一种更为精致的处理，就是在椽子上铺设一层木板。人如果站在屋子里，抬头望去，可以通过椽子间隙看见木板，故称望板。望板厚度一般是椽子直径的三分之一，根据清雍正年间《工程做法则例》规定，望板之上还要加上“苫背”工艺，通俗点说，就是在板子上抹上白灰浆混合麻纤维等材料，起到防水、隔温等作用。（详见图四）
（二）南方民间房屋典型的处理方法：南方气候潮湿多雨多台风，雨水很容易被风吹进瓦片缝隙，如果用望板和泥背，不但不能防水，反而会使中间层迅速腐朽。加上南方气候温暖，对于保温的要求较低，而瓦片的合理铺设完全可以解决防水问题。这样中间层的处理就出现了两种倾向：①不讲究密封性②不使用易腐烂材料。
类型三：望砖。望砖是铺设在椽子上一定规格的砖块，每条椽子隔一段距离有一个突出结构称为“勒望”，用以防止望砖在倾斜的屋面上下滑。按照三十年代成书的《营造法原》总结，望砖的铺设有两种处理方法。一是作糙望。一般就是椽子上直接铺筑望砖，望砖之上盖瓦片，不做任何密封处理，纯粹搭积木方式。二是作细望。细望就是要在望砖和瓦片之间加材料了，就是在望砖和瓦片之间铺一层油毡，进一步强化密封性。宁波地区的明清建筑，普遍用望砖，而且基本上是糙望的做法。（详见图五）
类型四：不设中间层。说白了，就是彻底省略中间层，直接在椽子上面放瓦片。这在岭南民居、寺庙中也是非常普遍的。如果你们家老房子能直接从屋内看到屋顶瓦片的背面，就是属于这种做法了。（详见图六，再一次无耻地盗用了前面兄弟的图）
三、最外面是瓦片。中间层之外，就是直接接触外界的，当然就是瓦了。瓦片也是五花八门，我们不考虑材质问题（如琉璃瓦、青瓦等），也不考虑大小问题（如大瓦、小瓦等），按照《营造法原》的分类方式，基于瓦片铺设的位置，分为两种：“瓦之仰置相叠连接成沟者,称底瓦;复于两底瓦上者，称盖瓦”。
（一）底瓦。大家知道瓦片是弯曲的，弯曲部分凸向屋内，仰面朝天，从屋脊叠放着铺向屋檐的，就是底瓦。讲究一点的人家，在底瓦叠到檐口处放滴水，方便排水，防止水流腐蚀封檐板。在北方地区，因为雨水稀少，许多房子的瓦片甚至只有底瓦，在雨水极多的南方可不行，两列（楞）躺着的底瓦之间可是有一条缝隙的，必须盖住！于是就有了盖瓦或筒瓦。
（二）盖瓦或筒瓦。覆盖于并排两片底瓦之上，弯曲部分凸向天空，遮住两片底瓦之间缝隙（豁）的瓦片，叫做盖瓦。在普通民居里面，盖瓦的形状与底瓦差不多甚至一样，主要是放置位置、朝向不同；也有讲究一点的，把盖瓦的形状改成接近圆柱体的筒瓦，比如宫殿顶上多用琉璃材料的筒瓦。盖瓦也是一列一列叠放下去的，讲究一点的，叠到檐口处，加一个花边；如果是筒瓦类型的，就加勾头（南方也叫瓦当）。（详见图七、图八）
每一列底瓦、盖瓦在屋顶部分扣在屋脊内，在屋檐处塞碎瓦片加固；如果是筒瓦，在接近檐口处，还会用长钉从望板、望砖处钉入，并从筒瓦背部穿出，作为固定。反正无论那种瓦，除了屋脊和屋檐这一头一尾有一些加固手段，中间完全依靠相叠瓦片之间的摩擦力固定。因此，上房揭瓦，那是很方便的事情。有经验的老工人，甚至在起新房时故意加密瓦片的叠放密度，以后如有个别瓦片损坏，爬上去把坏掉的瓦片抽去，上面压一压，下面挤一挤，重新调整一下排列密度，就OK了！
【解答】
说了半天，基本上把传统建筑，尤其是江南地区的传统建筑的屋面结构说清楚了。那么
问：刺客一揭开瓦就能看到屋子里的情况么？
答：具体情况具体分析。一般来说，有以下几种可能：
1.不设中间层的屋面，揭开瓦片，刺客就能从椽子之间看到屋内。这是最简单的情况。
2.设置望砖的屋面，揭开瓦片，还必须想办法把望砖至少拿出一块来，不是不可能，难度略微增加了。宁波天一阁的屋顶就是典型的糙望做法，民国初年，薛继渭和冯德富带着一个木匠，正是通过揭开瓦片，取出望砖，锯掉椽子的方法进入天一阁偷书的。其实这个方法动静不小，只是当时范氏族人住在隔壁院子里，平时几乎不去书楼。
3.设置望板的屋面，揭开瓦片就可见望板，望板无论横排还是竖排，其每一块面积都大于瓦片，有些互相之间用榫口连接，常见望板厚度在2—3厘米之间，要干掉一整块望板动静太大，不过可以用把小刀子慢慢扣出一个洞，尽管难度增加，但是只要有耐心，还是可以办到的。
4.按照宋制，用“补衬”法搞出来的屋面是不是简单一点呢？其实也不然，《营造法式》规定，即便是小型的廊屋，也要铺设一层竹笆、三层韦箔。刺客掀开瓦片之后会发现，无论柴栈、版栈，都是分为好几层叠在椽子上的。以山西五台山佛光寺大殿为例，据测量版栈最厚处达到30公分以上。面对这种又软又厚的材料，钻孔机恐怕也没啥用处！
综上所述，以不被屋内人发现为前提，第1种情况实际可行；第2、3种相对于麻烦点，如果屋内无人，理论上也能办到；而第4种，要在不搞出大动静的情况下破坏中间层，几乎不可能，奉劝刺客们还是放弃吧！
【P.S.】
还有一位小兄弟问：如今的重新维修过的传统建筑呢？
那情况就更复杂了。这里，我们先把外面铺上砖瓦，内里全是钢筋水泥的建筑去除掉，因为这实际上就是现代建筑，不属于本文讨论范围。我们来看看，目前古建筑维修的“新方法”。
目前在宁波古建维修的工程中，在屋顶望砖与瓦片之间往往会铺设一层三元乙丙防水材料，加入这层材料之后，瓦片与屋面筑底之间传统的连接方式就丧失了，为了防止瓦片滑落，在铺设瓦片之前，又在防水材料上再加一层水泥砂浆，一来进一步起到保温作用，二来瓦片就可以“粘上去”。因此，这种维修方法的屋面有两个特点：（详见图九）
1.瓦的功能性作用消失。防水材料和水泥砂浆已经彻底解决了防水保温问题，功能上来说瓦片已毫无意义，此时仅具备装饰作用——告诉你，我有瓦片。
2.为防止三元乙丙材料上瓦片滑落和进一步保温，增加水泥砂浆，于是每一片瓦片都被固定在屋面上，而不是传统的可松动的情况了。
我们可以设想，如果有一位古代刺客穿越到今天，看见一个按新方法修复的古建筑，跃上屋顶……咦？俺怎么连瓦片都揭不动了呢？
【分析】
要搞清楚瓦片底下是啥东西，我们不得不探究传统建筑的屋顶的构成。传统建筑令人印象最为深刻的特征之一，恐怕就是大屋顶了。屋顶的形式有很多，如硬山、歇山、庑殿、攒尖等等，不同结构的房子有不同的屋顶，不同级别的建筑有不同的屋顶，土财主再有钱也只能盖硬山顶的别墅，城门再破烂至少也能放歇山顶的门楼……但从共性上来说，中国传统建筑主要是依靠木质梁架结构将房子支撑起来。直接跟屋顶有关联的，由内而外大概可以分为这么三层：（详见图一）
一、最底下的是椽子。传统建筑用的是抬梁穿斗的结构，与屋面有直接关联的，主要是檩和椽。基础之上有柱子，柱子之上，在进深方向（垂直于大门）有粱、川、双步等等，在面宽方向（平行于大门）枋、檩、连机等等，这些大家搞不懂就不要搞懂，反正一堆木头七七八八搭上去后，到了最顶上的承力结构，就是平行于大门的檩条（也叫做桁）。
檩条之上，垂直于大门方向，从屋脊线两边发散开，像肋骨一样一条条排起来的，就是支撑起大屋顶的“龙骨”——椽子。和骨头相对于人体的作用一样，椽子的铺设方式直接决定着屋顶的基本轮廓。（详见图二）
二、在中间的是“中间层”。术语上叫做“屋面筑底”就是指椽子之上，瓦片之下的部分。要说清楚这件事比较麻烦，花样太多。我们选择几个比较有代表性的屋面类型。
（一）北方官制房屋经典的处理方法。以下两种方式，依据于宋《营造法式》和清《工程做法则例》，一般用于北方大型官宅或寺庙。
类型一：纤维薄板。大宋的住建部叫“将作监”，该部门曾编制过著名的《营造法式》，该书中将这个中间层的做法称之为“补衬”。《营造法式》卷三十瓦作部分叙述：“凡瓦下补衬，柴栈为上，版栈次之。”柴栈就是芦苇、柳支所编制的片状物，版栈则是用薄板、竹片制作的板状物。根据屋顶结构和等级，一层层叠铺于檩条之上，最后抹上胶泥、石灰膏就可以准备铺瓦了。
类型二：木质望板。这是一种更为精致的处理，就是在椽子上铺设一层木板。人如果站在屋子里，抬头望去，可以通过椽子间隙看见木板，故称望板。望板厚度一般是椽子直径的三分之一，根据清雍正年间《工程做法则例》规定，望板之上还要加上“苫背”工艺，通俗点说，就是在板子上抹上白灰浆混合麻纤维等材料，起到防水、隔温等作用。（详见图四）
（二）南方民间房屋典型的处理方法：南方气候潮湿多雨多台风，雨水很容易被风吹进瓦片缝隙，如果用望板和泥背，不但不能防水，反而会使中间层迅速腐朽。加上南方气候温暖，对于保温的要求较低，而瓦片的合理铺设完全可以解决防水问题。这样中间层的处理就出现了两种倾向：①不讲究密封性②不使用易腐烂材料。
类型三：望砖。望砖是铺设在椽子上一定规格的砖块，每条椽子隔一段距离有一个突出结构称为“勒望”，用以防止望砖在倾斜的屋面上下滑。按照三十年代成书的《营造法原》总结，望砖的铺设有两种处理方法。一是作糙望。一般就是椽子上直接铺筑望砖，望砖之上盖瓦片，不做任何密封处理，纯粹搭积木方式。二是作细望。细望就是要在望砖和瓦片之间加材料了，就是在望砖和瓦片之间铺一层油毡，进一步强化密封性。宁波地区的明清建筑，普遍用望砖，而且基本上是糙望的做法。（详见图五）
类型四：不设中间层。说白了，就是彻底省略中间层，直接在椽子上面放瓦片。这在岭南民居、寺庙中也是非常普遍的。如果你们家老房子能直接从屋内看到屋顶瓦片的背面，就是属于这种做法了。（详见图六，再一次无耻地盗用了前面兄弟的图）
三、最外面是瓦片。中间层之外，就是直接接触外界的，当然就是瓦了。瓦片也是五花八门，我们不考虑材质问题（如琉璃瓦、青瓦等），也不考虑大小问题（如大瓦、小瓦等），按照《营造法原》的分类方式，基于瓦片铺设的位置，分为两种：“瓦之仰置相叠连接成沟者,称底瓦;复于两底瓦上者，称盖瓦”。
（一）底瓦。大家知道瓦片是弯曲的，弯曲部分凸向屋内，仰面朝天，从屋脊叠放着铺向屋檐的，就是底瓦。讲究一点的人家，在底瓦叠到檐口处放滴水，方便排水，防止水流腐蚀封檐板。在北方地区，因为雨水稀少，许多房子的瓦片甚至只有底瓦，在雨水极多的南方可不行，两列（楞）躺着的底瓦之间可是有一条缝隙的，必须盖住！于是就有了盖瓦或筒瓦。
（二）盖瓦或筒瓦。覆盖于并排两片底瓦之上，弯曲部分凸向天空，遮住两片底瓦之间缝隙（豁）的瓦片，叫做盖瓦。在普通民居里面，盖瓦的形状与底瓦差不多甚至一样，主要是放置位置、朝向不同；也有讲究一点的，把盖瓦的形状改成接近圆柱体的筒瓦，比如宫殿顶上多用琉璃材料的筒瓦。盖瓦也是一列一列叠放下去的，讲究一点的，叠到檐口处，加一个花边；如果是筒瓦类型的，就加勾头（南方也叫瓦当）。（详见图七、图八）
每一列底瓦、盖瓦在屋顶部分扣在屋脊内，在屋檐处塞碎瓦片加固；如果是筒瓦，在接近檐口处，还会用长钉从望板、望砖处钉入，并从筒瓦背部穿出，作为固定。反正无论那种瓦，除了屋脊和屋檐这一头一尾有一些加固手段，中间完全依靠相叠瓦片之间的摩擦力固定。因此，上房揭瓦，那是很方便的事情。有经验的老工人，甚至在起新房时故意加密瓦片的叠放密度，以后如有个别瓦片损坏，爬上去把坏掉的瓦片抽去，上面压一压，下面挤一挤，重新调整一下排列密度，就OK了！
【解答】
说了半天，基本上把传统建筑，尤其是江南地区的传统建筑的屋面结构说清楚了。那么
问：刺客一揭开瓦就能看到屋子里的情况么？
答：具体情况具体分析。一般来说，有以下几种可能：
1.不设中间层的屋面，揭开瓦片，刺客就能从椽子之间看到屋内。这是最简单的情况。
2.设置望砖的屋面，揭开瓦片，还必须想办法把望砖至少拿出一块来，不是不可能，难度略微增加了。宁波天一阁的屋顶就是典型的糙望做法，民国初年，薛继渭和冯德富带着一个木匠，正是通过揭开瓦片，取出望砖，锯掉椽子的方法进入天一阁偷书的。其实这个方法动静不小，只是当时范氏族人住在隔壁院子里，平时几乎不去书楼。
3.设置望板的屋面，揭开瓦片就可见望板，望板无论横排还是竖排，其每一块面积都大于瓦片，有些互相之间用榫口连接，常见望板厚度在2—3厘米之间，要干掉一整块望板动静太大，不过可以用把小刀子慢慢扣出一个洞，尽管难度增加，但是只要有耐心，还是可以办到的。
4.按照宋制，用“补衬”法搞出来的屋面是不是简单一点呢？其实也不然，《营造法式》规定，即便是小型的廊屋，也要铺设一层竹笆、三层韦箔。刺客掀开瓦片之后会发现，无论柴栈、版栈，都是分为好几层叠在椽子上的。以山西五台山佛光寺大殿为例，据测量版栈最厚处达到30公分以上。面对这种又软又厚的材料，钻孔机恐怕也没啥用处！
综上所述，以不被屋内人发现为前提，第1种情况实际可行；第2、3种相对于麻烦点，如果屋内无人，理论上也能办到；而第4种，要在不搞出大动静的情况下破坏中间层，几乎不可能，奉劝刺客们还是放弃吧！
【P.S.】
还有一位小兄弟问：如今的重新维修过的传统建筑呢？
那情况就更复杂了。这里，我们先把外面铺上砖瓦，内里全是钢筋水泥的建筑去除掉，因为这实际上就是现代建筑，不属于本文讨论范围。我们来看看，目前古建筑维修的“新方法”。
目前在宁波古建维修的工程中，在屋顶望砖与瓦片之间往往会铺设一层三元乙丙防水材料，加入这层材料之后，瓦片与屋面筑底之间传统的连接方式就丧失了，为了防止瓦片滑落，在铺设瓦片之前，又在防水材料上再加一层水泥砂浆，一来进一步起到保温作用，二来瓦片就可以“粘上去”。因此，这种维修方法的屋面有两个特点：（详见图九）
1.瓦的功能性作用消失。防水材料和水泥砂浆已经彻底解决了防水保温问题，功能上来说瓦片已毫无意义，此时仅具备装饰作用——告诉你，我有瓦片。
2.为防止三元乙丙材料上瓦片滑落和进一步保温，增加水泥砂浆，于是每一片瓦片都被固定在屋面上，而不是传统的可松动的情况了。
我们可以设想，如果有一位古代刺客穿越到今天，看见一个按新方法修复的古建筑，跃上屋顶……咦？俺怎么连瓦片都揭不动了呢？
EMC设计攻略（5）— 开关电源变压器关关gG

开关电源的变压器EMC设计
对于带变压器拓扑结构的开关电源来说，变压器的电磁兼容性(EMC)设计对整个开关电源的EMC水平影响较大。本文以一款反激式开关电源为例，阐述了其传导共模干扰的产生、传播机理。根据噪声活跃节点平衡的思想，提出了一种新的变压器EMC设计方法。通过实验验证，与传统的设计方法相比，该方法对传导电磁干扰(EMI)的抑制能力更强，且能降低变压器的制作成本和工艺复杂程度。本方法同样适用于其他形式的带变压器拓扑结构的开关电源。
随着功率半导体器件技术的发展，开关电源高功率体积比和高效率的特性使得其在现代军事、工业和商业等各级别的仪器设备中得到广泛应用，并且随着时钟频率的不断提高，设备的电磁兼容性(EMC)问题引起人们的广泛关注。EMC设计已成为开关电源开发设计中必不可少的重要环节。
传导电磁干扰(EMI)噪声的抑制必须在产品开发初期就加以考虑。通常情况下，加装电源线滤波器是抑制传导EMI的必要措施l1l。但是，仅仅依靠电源输入端的滤波器来抑制干扰往往会导致滤波器中元件的电感量增加和电容量增大。而电感量的增加使体积增加；电容量的增大受到漏电流安全标准的限制。电路中的其他部分如果设计恰当也可以完成与滤波器相似的工作。本文提出了变压器的噪声活跃节点相位干燥绕法，这种设计方法不仅能减少电源线滤波器的体积，还能降低成本。
1 反激式开关电源的共模传导干扰
电子设备的传导噪声干扰指的是：设备在与供电电网连接工作时以噪声电流的形式通过电源线传导到公共电网环境中去的电磁干扰。传导干扰分为共模干扰与差模干扰两种。共模干扰电流在零线与相线上的相位相等；差模干扰电流在零线与相线上的相位相反。差模干扰对总体传导干扰的贡献较小，且主要集中在噪声频谱低频端，较容易抑制；共模干扰对传导干扰的贡献较大，且主要处在噪声频谱的中频和高频频段。对共模传导干扰的抑制是电子设备传导EMC设计中的难点，也是最主要的任务。
反激式开关电源的电路中存在一些电压剧变的节点。和电路中其他电势相对稳定的节点不同，这些节点的电压包含高强度的高频成分[2]。这些电压变化十分活跃的节点称为噪声活跃节点。噪声活跃节点是开关电源电路中的共模传导干扰源，它作用于电路中的对地杂散电容就产生共模噪声电流M 。而电路中对EMI影响较大的对地杂散电容有：功率开关管的漏极对地的寄生电容C 变压器的主边绕组对副边绕组的寄生电容Cp ；变压器的副边回路对地的寄生电容C 变压器主、副边绕组对磁芯的寄生电容C。 、C 以及变压器磁芯对地的寄生电容C? 这些寄生电容在电路中的分布如图1所示。
图l中的共模电流， 在电路中的耦合途径主要有3条：从噪声源—— 功率开关管的d极通过C耦合到地；从噪声源通过c。 耦合到变压器次级电路，再通过C 耦合到地；从变压器的前、次级线圈通过C?C 耦合到变压器磁芯，再通过C 耦合到地。这3种电流是构成共模噪声电流(图1中的黑色箭头所示)的主要因素。共模电流通过电源线输入端的地线回流，从而被LISN取样测量得到。
2 隔离变压器的EMC设计
2．1 传统变压器EMC设计
共模噪声的耦合除了通过场效应管d极对地这条途径外，开关管d极的噪声电压通过变压器的寄生电容将噪声电流耦合到变压器副边绕组所在的回路，再通过次级回路对地的寄生电容耦合到地也是共模电流产生的途径。因此设法减小从变压器主边绕组传递到副边绕组间的共模电流是一种有效的EMC设计方法。传统的变压器EMC设计方法是在两绕组间添加隔离层[3]，如图2所示。
金属隔离层直接连接地线的设计会增大共模噪声电流，使EMC性能变差。隔离层应该是电路中电位稳定的节点，比如将图2中的隔离层连接到电路前级的负极就是一个很好的接法。这样的连接能把原本流向大地的共模电流有效分流，从而大大降低电源线的传导噪声发射水平。
2．2 节点相位平衡法
在电路中，噪声电压活跃节点并不是单一的。以本文分析的电路为例：除功率开关管的d极外，变压器前级绕组的另一端U 也是一个噪声电压活跃节点，而且节点电压的变化方向与场管的d极电压情况相反。所以变压器次级绕组的两端是相位相反的噪声电压活跃节点。图3所示的是采用节点相位平衡法后，变压器骨架上的线圈分布情况。
变压器骨架最内层是前级绕组线圈的一半，与功率开关管的d极相连；中间层的线圈是次级绕组；最外层是前级绕组的另一半，与节点U． 相连。由于噪声电流主要通过前后级线圈层之间的寄生电容耦合，把前、后级线圈方向相反的噪声活跃节点成对地绕在内外层相对位置就能使大部分的噪声电流相互抵消，大大降低了最终耦合到次级的噪声电流的强度。
本文讨论的电路中还存在前级电路和次级电路的辅助电源，它们也是由绕在变压器上的独立线圈提供能量的。这两级辅助线圈的存在给噪声电流的传播提供了额外的途径。辅助线圈是为了控制电路的供电设计的。尽管控制电路本身的功率很小，但它们的存在却增大了电路对地的寄生电容，从而分担了一部分把共模噪声从活跃节点耦合到地的工作。然而把这些绕组夹在前级线圈和次级线圈的绕组中间就能增大前后级绕组的距离，从而它们的层间寄生电容就减小了，噪声电流就能相应减小。因此，变压器绕制的最终方法应如图4所示。从内到外的线圈绕组依次是：前级绕组的一半、辅助绕组的一半、后级绕组、辅助绕组的另一半和前级绕组的另一半。
3 实验部分
变压器改进绕法对开关电源的传导EMC性能提高的有效性可以通过实验得到验证。
3．1 实验方法
实验按照文献[43中的电压法进行。频段范围为0．15～30 MHz；频谱分析仪的检波方式为准峰值检波；测量带宽为9 kHz；频谱横轴(频率)取对数形式；噪声信号的单位为dB／~Vl5j
3．2 实验结果
下图为变压器设计改进前后实验样品的传导噪声频谱对比。
图5中的上下两条平行折线分别为国际无线电干扰特别委员会(简称CISPR)颁布的CISPR22标准中b级要求的准峰值检波限值和平均值检波限值；而曲线为开关电源的传导噪声频谱。从实验结果可以看出：与传统方法相比，新方法有着更出色的对共模噪声电流的抑制能力，尤其在中频1～ 5MHz的频段。在较低频段，电源线上的传导干扰主要是差模电流引起的；而在中高频段，共模电流起主要作用。而本文提出的方法对共模电流的抑制较强，实验和理论是相符合的。在10 MHz以上的频段，主要由电路中的其他寄生参数决定EMC性能，与变压器关系不大。
4 结束语
开关电源电路中的噪声活跃节点是电路中的共模噪声源。要降低开关电源的传导干扰水平，实际上是减小共模电流强度、增大噪声源的对地阻抗。在传统的隔离式EMC设计中，隔离层连接到电路中电位稳定的节点上(如：变压器前级的负极)要比直接连到地线对EMI干扰的抑制更有效。
开关电源电路中的噪声活跃节点通常都是成对存在的，这些成对节点之间的相位相反，利用这一特点活跃节点相位平衡绕法对EMI抑制的有效性高于传统的隔离式设计。由于不需要添加隔离金属层，变压器的体积与成本都能被有效减小或降低。
— END —❤️
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开关电源的变压器EMC设计
对于带变压器拓扑结构的开关电源来说，变压器的电磁兼容性(EMC)设计对整个开关电源的EMC水平影响较大。本文以一款反激式开关电源为例，阐述了其传导共模干扰的产生、传播机理。根据噪声活跃节点平衡的思想，提出了一种新的变压器EMC设计方法。通过实验验证，与传统的设计方法相比，该方法对传导电磁干扰(EMI)的抑制能力更强，且能降低变压器的制作成本和工艺复杂程度。本方法同样适用于其他形式的带变压器拓扑结构的开关电源。
随着功率半导体器件技术的发展，开关电源高功率体积比和高效率的特性使得其在现代军事、工业和商业等各级别的仪器设备中得到广泛应用，并且随着时钟频率的不断提高，设备的电磁兼容性(EMC)问题引起人们的广泛关注。EMC设计已成为开关电源开发设计中必不可少的重要环节。
传导电磁干扰(EMI)噪声的抑制必须在产品开发初期就加以考虑。通常情况下，加装电源线滤波器是抑制传导EMI的必要措施l1l。但是，仅仅依靠电源输入端的滤波器来抑制干扰往往会导致滤波器中元件的电感量增加和电容量增大。而电感量的增加使体积增加；电容量的增大受到漏电流安全标准的限制。电路中的其他部分如果设计恰当也可以完成与滤波器相似的工作。本文提出了变压器的噪声活跃节点相位干燥绕法，这种设计方法不仅能减少电源线滤波器的体积，还能降低成本。
1 反激式开关电源的共模传导干扰
电子设备的传导噪声干扰指的是：设备在与供电电网连接工作时以噪声电流的形式通过电源线传导到公共电网环境中去的电磁干扰。传导干扰分为共模干扰与差模干扰两种。共模干扰电流在零线与相线上的相位相等；差模干扰电流在零线与相线上的相位相反。差模干扰对总体传导干扰的贡献较小，且主要集中在噪声频谱低频端，较容易抑制；共模干扰对传导干扰的贡献较大，且主要处在噪声频谱的中频和高频频段。对共模传导干扰的抑制是电子设备传导EMC设计中的难点，也是最主要的任务。
反激式开关电源的电路中存在一些电压剧变的节点。和电路中其他电势相对稳定的节点不同，这些节点的电压包含高强度的高频成分[2]。这些电压变化十分活跃的节点称为噪声活跃节点。噪声活跃节点是开关电源电路中的共模传导干扰源，它作用于电路中的对地杂散电容就产生共模噪声电流M 。而电路中对EMI影响较大的对地杂散电容有：功率开关管的漏极对地的寄生电容C 变压器的主边绕组对副边绕组的寄生电容Cp ；变压器的副边回路对地的寄生电容C 变压器主、副边绕组对磁芯的寄生电容C。 、C 以及变压器磁芯对地的寄生电容C? 这些寄生电容在电路中的分布如图1所示。
图l中的共模电流， 在电路中的耦合途径主要有3条：从噪声源—— 功率开关管的d极通过C耦合到地；从噪声源通过c。 耦合到变压器次级电路，再通过C 耦合到地；从变压器的前、次级线圈通过C?C 耦合到变压器磁芯，再通过C 耦合到地。这3种电流是构成共模噪声电流(图1中的黑色箭头所示)的主要因素。共模电流通过电源线输入端的地线回流，从而被LISN取样测量得到。
2 隔离变压器的EMC设计
2．1 传统变压器EMC设计
共模噪声的耦合除了通过场效应管d极对地这条途径外，开关管d极的噪声电压通过变压器的寄生电容将噪声电流耦合到变压器副边绕组所在的回路，再通过次级回路对地的寄生电容耦合到地也是共模电流产生的途径。因此设法减小从变压器主边绕组传递到副边绕组间的共模电流是一种有效的EMC设计方法。传统的变压器EMC设计方法是在两绕组间添加隔离层[3]，如图2所示。
金属隔离层直接连接地线的设计会增大共模噪声电流，使EMC性能变差。隔离层应该是电路中电位稳定的节点，比如将图2中的隔离层连接到电路前级的负极就是一个很好的接法。这样的连接能把原本流向大地的共模电流有效分流，从而大大降低电源线的传导噪声发射水平。
2．2 节点相位平衡法
在电路中，噪声电压活跃节点并不是单一的。以本文分析的电路为例：除功率开关管的d极外，变压器前级绕组的另一端U 也是一个噪声电压活跃节点，而且节点电压的变化方向与场管的d极电压情况相反。所以变压器次级绕组的两端是相位相反的噪声电压活跃节点。图3所示的是采用节点相位平衡法后，变压器骨架上的线圈分布情况。
变压器骨架最内层是前级绕组线圈的一半，与功率开关管的d极相连；中间层的线圈是次级绕组；最外层是前级绕组的另一半，与节点U． 相连。由于噪声电流主要通过前后级线圈层之间的寄生电容耦合，把前、后级线圈方向相反的噪声活跃节点成对地绕在内外层相对位置就能使大部分的噪声电流相互抵消，大大降低了最终耦合到次级的噪声电流的强度。
本文讨论的电路中还存在前级电路和次级电路的辅助电源，它们也是由绕在变压器上的独立线圈提供能量的。这两级辅助线圈的存在给噪声电流的传播提供了额外的途径。辅助线圈是为了控制电路的供电设计的。尽管控制电路本身的功率很小，但它们的存在却增大了电路对地的寄生电容，从而分担了一部分把共模噪声从活跃节点耦合到地的工作。然而把这些绕组夹在前级线圈和次级线圈的绕组中间就能增大前后级绕组的距离，从而它们的层间寄生电容就减小了，噪声电流就能相应减小。因此，变压器绕制的最终方法应如图4所示。从内到外的线圈绕组依次是：前级绕组的一半、辅助绕组的一半、后级绕组、辅助绕组的另一半和前级绕组的另一半。
3 实验部分
变压器改进绕法对开关电源的传导EMC性能提高的有效性可以通过实验得到验证。
3．1 实验方法
实验按照文献[43中的电压法进行。频段范围为0．15～30 MHz；频谱分析仪的检波方式为准峰值检波；测量带宽为9 kHz；频谱横轴(频率)取对数形式；噪声信号的单位为dB／~Vl5j
3．2 实验结果
下图为变压器设计改进前后实验样品的传导噪声频谱对比。
图5中的上下两条平行折线分别为国际无线电干扰特别委员会(简称CISPR)颁布的CISPR22标准中b级要求的准峰值检波限值和平均值检波限值；而曲线为开关电源的传导噪声频谱。从实验结果可以看出：与传统方法相比，新方法有着更出色的对共模噪声电流的抑制能力，尤其在中频1～ 5MHz的频段。在较低频段，电源线上的传导干扰主要是差模电流引起的；而在中高频段，共模电流起主要作用。而本文提出的方法对共模电流的抑制较强，实验和理论是相符合的。在10 MHz以上的频段，主要由电路中的其他寄生参数决定EMC性能，与变压器关系不大。
4 结束语
开关电源电路中的噪声活跃节点是电路中的共模噪声源。要降低开关电源的传导干扰水平，实际上是减小共模电流强度、增大噪声源的对地阻抗。在传统的隔离式EMC设计中，隔离层连接到电路中电位稳定的节点上(如：变压器前级的负极)要比直接连到地线对EMI干扰的抑制更有效。
开关电源电路中的噪声活跃节点通常都是成对存在的，这些成对节点之间的相位相反，利用这一特点活跃节点相位平衡绕法对EMI抑制的有效性高于传统的隔离式设计。由于不需要添加隔离金属层，变压器的体积与成本都能被有效减小或降低。
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