EMI滤波器设计原理及参数计算方法

EMI滤波器的设计原理随着电子设施、计算机与家用电器的大量涌现和宽泛普及，电网噪声扰乱日益严重并形成一种公害。特别是瞬态噪声扰乱，其上涨速度快、持续时间短、电压振幅度高(几百伏至几千伏)、随机性强，对

EMI 滤波器的设计原理 随着电子设施、计算机与家用电器的大量涌现和宽泛普及，电网噪声扰乱日 益严重并形成一种公害。特别是瞬态噪声扰乱，其上涨速度快、持续时间短、电 () 压振幅度高几百伏至几千伏、随机性强，对微机和数字电路易产生严重扰乱，常 使人防不胜防，这已惹起国内外电子界的高度重视。 (EMIFilter) 电磁扰乱滤波器是近年来被推广应用的一种新型组合器件。它能有 效地抑制电网噪声，提高电子设施的抗扰乱能力及系统的可靠性，可宽泛用于电子 测量仪器、计算机机房设施、开关电源、测控系统等领域。 1 电磁扰乱滤波器的结构原理及应用 结构原理 10kHz~30MHz 电源噪声是电磁扰乱的一种，其传导噪声的频谱大概为，最高可 150MHz 达。根据流传方向的不同，电源噪声可分为两大类：一类是从电源进线引入 的外界扰乱，另一类是由电子设施产生并经电源线传导出去的噪声。这表示 噪声属于双向扰乱信号，电子设施既是噪声扰乱的对象，又是一个噪声源。若从 ( 形成特点看，噪声扰乱分串模扰乱与共模扰乱两种。串模扰乱是两条电源线之间简称 )() 线对线的噪声，共模扰乱则是两条电源线对大地简称线对地的噪声。因此，电磁扰 (EMC) 乱滤波器应切合电磁兼容性的要求，也必须是双向射频滤波器，一方面要滤除 从沟通电源线上引入的外部电磁扰乱，另一方面还能防止本身设施 向外部发出噪声扰乱，免得影响同一电磁环境下其他电子设施的正常工作。别的， 电磁扰乱滤波器应付串模、共模扰乱都起到抑制作用。 基本电路及典型应用 1 电磁扰乱滤波器的基本电路如图所示。 该五端器件有两个输入端、两个输出端和一个接地端，使用时外壳应接通大 ()LC1~C4 亦称共模电感、滤波电容。Ｌ对串模扰乱不 地。电路中包括共模扼流圈 起作用，但当出现共模扰乱时，由于两个线圈的磁通方向相同，经过耦合后总电 感量快速增大，因此对共模信号体现很大的感抗，使之不易经过，故称作共模扼 流圈。它的两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上，当有电流经过时，两 LEMI1 个线圈上的磁场就会互相加强。的电感量与滤波器的额定电流相关，参见表。 需要指出，当额定电流较大时，共模扼流圈的线径也要相应增大，以便能承 C1C2 受较大的电流。别的，适合增加电感量，可改良低频衰减特性。和采用薄膜电 ~FC3C4 容器，容量范围大概是μ，主要用来滤除串模扰乱。和跨接在输出端，并将 C3C4 电容器的中点接地，能有效地抑制共模扰乱。和亦可并联在输入端，仍采用陶 2200pF~FF 瓷电容，容量范围是μ。为减小漏电流，电容量不得超过μ，并且电容器 C1~C4630VDC250VAC2 中点应与大地接通。的耐压值均为或。图示出一种两级复 EMI() 合式滤波器的内部电路，由于采用两级亦称两节滤波，因此滤除噪声的效果更 佳。针对某些用户现场存在重复频次为几千赫兹的快速瞬态群脉 () 冲扰乱的问题，国内外还开发出群脉冲滤波器亦称群脉冲抗衡器，能对上述扰乱起 到抑制作用。 2EMI 滤波器在开关电源中的应用 EMI 为减小体积、降低成本，单片开关电源一般采用简略式单级滤波器，典型 3 电路如图所示