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溯高美开关电源EMI滤波器的电路设计

时间:2017-06-01 10:09    点击量:

当开关电源的谐波电平在低频段(频率范围为0.15MHz-30MHz)表现在电源线上时,称之为传导干扰。要抑制这些传导干扰是比较容易的,只要使用适当的EMI滤波电路,就能将其在电源线上的EMI信号电平控制在有关EMC标准规定的限值内。

要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减性能,EMI滤波器端接的阻抗应使滤波器在严重失配的状态下工作,失配越厉害,实现的衰减越理想,得到的插入损耗特性就越好。也就是说,如果噪音源内阻是低阻抗的,则与之对接的EMI滤波器的输入阻抗应该是高阻抗(如电感量很大的串联电感);如果噪音源内阻是高阻抗的,则EMI滤波器的输入阻抗应该是低阻抗(如容量很大的并联电容)。这个原则也是设计抑制开关电源EMI滤波器必须遵循的。

几乎所有设备的传导干扰都包含共模噪音和差模噪音,开关电源也不例外。共模干扰是由于载流导体与大地之间的电位差产生的,其特点是两条线上的杂讯电压是同电位同向的;而差模干扰则是由于载流导体之间的电位差产生的,其特点是两条线上的杂讯电压是同电位反向的。通常,线路上干扰电压的这两种分量是同时存在的。由于线路阻抗的不平衡,两种分量在传输中会互相转变,情况十分复杂。典型的EMI滤波器包含了共模杂讯和差模杂讯两部分的抑制电路,如图3所示:
图3

在实际使用中,由于设备所产生的杂讯中共模和差模的成分不一样,所采用的滤波电路也有变化,可适当增加或减少滤波元件。具体电路的调整一般要经过EMI试验后才能有满意的结果,安装滤波电路时一定要保证接地良好,并且输入端和输出端要良好隔离,否则起不到滤波的效果。

开关电源所产生的杂讯以共模干扰为主,在设计滤波电路时可尝试去掉差模电感,再增加一级共模滤波电感,还有一个原则是不要过于追求滤波效果而造成成本过高,只要达到EMC标准的限值要求并有一定的余量(一般可控制在6dB左右)即可。

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