直流電源EMI濾波器的設計原則

　　插入損耗要盡可能增大，即盡可能增大信號反射。設電源輸出阻抗和與之端接濾波器輸人阻抗分別為ZO和ZI，根據信號傳輸理論，當ZO≠ZI時(shí)，在濾波器輸入端口會(huì )發(fā)生反射，反射系數

　　p=( ZO- ZI)/( ZO+ ZI)

　　顯然，ZO與ZI相差越大，p便越大，端口產(chǎn)生反射越大，EMI信號就越難通過(guò)。所以，濾波器輸入端口應與電源輸出端口處于失配狀態(tài)，使EMI信號產(chǎn)生反射。同理，濾波器輸出端口應與負載處于失配狀態(tài)，使EMI信號產(chǎn)生反射。即濾波器設什應遵循下列原則：源內阻是高阻，則濾波器輸人阻抗就應該是低阻，反之亦然。

　　負載是高阻，則濾波器輸出阻抗就應該是低阻，反之亦然。

　　對于EMI信號，電感是高阻，電容是低阻，所以，電源EMI濾波器與源或負載端接應遵循下列原則：

　　如果源內阻或負載是阻性或感性，與之端接濾波器接口就應該是容性。

　　如果源內阻或負載是容性，與之端接濾波器接口就應該是感性。

　　2 EMI濾波器網(wǎng)絡(luò )結構

　　EMI信號包括共模干擾信號CM和差模干擾信號DM，CM和DM分布如圖1所示。它可用來(lái)指導如何確定EMI濾波器網(wǎng)絡(luò )結構和參數。

　　EMI濾波器基本網(wǎng)絡(luò )結構如圖2所示。

　　上述4種網(wǎng)絡(luò )結構是電源EMI濾波器基本結構，但是在選用時(shí)，要注意以下間題：

　　l)雙向濾波功能——電網(wǎng)對電源、電源對電網(wǎng)都應該有濾波功能。

　　2)能有效地抑制差模干擾和共模干擾——工程設計中重點(diǎn)考慮共模干擾抑制。

　　3)最大程度地滿(mǎn)足阻抗失配原則。

　　幾種實(shí)際使用電源EMI濾波器網(wǎng)絡(luò )結構如圖3所示。

　　3電源EMI濾波器參數確定方法

　　a)放電電阻取值 在允許情況下，電阻取值要求越小越好，需要考慮以下情況：

　　第一，電阻要求采用二級降額使用，保證可靠性。降額系數為0.75 V，0. 6 W。根據歐姆定律可求出n>(0.75Ve)2/(0.6 Pe)。

　　第二，經(jīng)過(guò)雷擊浪涌后有殘壓，其瞬時(shí)值一般在1000 V取值;其瞬時(shí)功率值不能超過(guò)額定功率值4倍，也可求出R>(Vcy)2/(4Pe)。 兩者綜合考慮取R值，一般情況下，電阻R取值為75-200 K之間。功率為2-3 W。金屬模電阻。

　　b)Cx電容取值

　　在允許情況下，容量要求越大越好，其值很難確切地估算出來(lái)，一般情況下，要求取值在l-5uf之間(對每個(gè)電容)。電容耐壓值必須經(jīng)過(guò)雷擊浪涌后取值，有殘壓，其瞬時(shí)值一般在1000V/s時(shí)不損壞，按二級降額原則選取，取值在275 V，頻率特性與電容取值有關(guān)，取值越小，頻率特性越好。

　　c)Cy電容取值

　　在允許情況下，容量要求越大越好，其值很難確切地估算出來(lái)，但是不能太大，太大則漏電流較大，一般情況下，要求取值在2 200-4 700 pf之間(對每個(gè)電容)。電容耐壓值必須經(jīng)過(guò)雷擊浪涌后取值，有殘壓，其瞬時(shí)值一般在1000V/S時(shí)不損壞，按二級降額原則選取，取值275 V，頻率特性與電容取值有關(guān)，取值越小，頻率特性越好。 Cx電容和Cy電容，一般都是通過(guò)較小電容并聯(lián)來(lái)滿(mǎn)足容量要求，這樣濾波器高頻特性好。

　　d) 電感取值

　　材料選取原則——從以下幾個(gè)方面考慮：第一，磁芯材料頻率范圍要寬，要保證最高頻率在1GHz，即在很寬頻率范圍內有比較穩定磁導率。第二，磁導率高，但是在實(shí)際中很難滿(mǎn)足這一要求，所以，磁導率往往是分段考慮。磁芯材料一般是鐵氧體。 電感量估算——考慮阻抗和頻率。共模扼流圈取值 1.5-5 mH，差模扼流圈取值為 10-50uH;。

　　4直流電源EMI濾波器安裝耍求

　　濾波器對電磁干擾抑制作用不僅取決于濾波器本身設計和它實(shí)際工作條件，而且在很大程度上還取決于濾波器安裝情況。

　　濾波器引線(xiàn)與安裝位置也是很重要問(wèn)題。這是考慮到電源線(xiàn)除了沿電源線(xiàn)傳導時(shí)會(huì )傳輸電磁干擾外，還會(huì )在傳輸過(guò)程中將電磁干擾輻射出去，對附近敏感電路(或設備)造成輻射耦合。因此必須考慮濾波器輸人線(xiàn)和輸出線(xiàn)之間不存在耦合，否則會(huì )導致濾波器性能下降。為此，濾波器輸人線(xiàn)最好不直接引人設備內部，而是經(jīng)過(guò)濾波之后才進(jìn)入設備內部，利用設備機殼自然屏蔽作用，把電源產(chǎn)生輻射場(chǎng)排除在設備外部。 電源輸人線(xiàn)不要過(guò)長(cháng)。濾波器安裝位置要緊靠電源人口。

　　濾波器輸入線(xiàn)和輸出線(xiàn)不要靠得太近。濾波器要良好接地，并且不能單根線(xiàn)按地，要與金屬機殼大面積接觸。

　　濾波器引腳或引線(xiàn)要盡可能短。

　　濾波器如果要和其它電路相連接，最好用接插件。

　　5總結

　　1)濾波器金屬外殼與機箱殼必須保證良好接觸，并將接地線(xiàn)接好。

　　2)濾波器輸人線(xiàn)、輸出線(xiàn)必須有一定距離，避免濾波器性能下降。

　　3)濾波器連線(xiàn)以選用雙絞線(xiàn)為佳，可以消除部分高頻干擾。

　　4)濾波器安裝位置應首選在電源入口處，以縮短輸入線(xiàn)在機箱內長(cháng)度，減小輻射干擾

　　5)濾波器選用主要考慮其插人損耗，生產(chǎn)廠(chǎng)商所給出曲線(xiàn)一般取自 50Ω系統測試結果，而實(shí)際應用系統一般不在50Ω，插人損耗會(huì )有一些偏差，實(shí)際應用中電源濾波器是帶通濾波器，要注意高頻特性影響。

　　6)濾波器選用第2點(diǎn)是要注意工作電壓，工作電流和漏電流，以免影響使用。

　　7)濾波器低頻特性性能與體積有關(guān)，如果希望低頻性能好，一般以犧牲體積為代價(jià)。