开关电源EMI滤波器原理和设计研究

开关电源EMI滤波器原理和设计研究

开关电源EMI滤波器是用于抑制开关电源产生的电磁干扰（EMI）的

一种电路。开关电源工作时，因为开关元件的开闭引起的瞬态电流和电压

变化，会在电源线上产生高频噪声干扰，通过电磁辐射和传导的方式传播

到其他电路中，对其他设备和系统产生干扰。

EMI滤波器的设计旨在通过选择合适的滤波器拓扑结构、滤波器元件

和参数，以及合理布局和连接方式，来有效地抑制开关电源产生的高频噪声。

EMI滤波器的原理是通过串联和并联等方式构成一个低通滤波器，将

开关电源的高频噪声滤除，使其只能在设定的频率范围内传递，从而减少

对其他设备和系统的干扰。

EMI滤波器的设计研究需考虑以下几个方面：

1.滤波器拓扑结构选择：常见的EMI滤波器拓扑结构包括LC滤波器、RC滤波器和LCL滤波器等。不同的拓扑结构适用于不同的滤波需求，需

根据实际应用场景选择适合的拓扑结构。

2.滤波器元件选择：滤波器中的元件包括电感、电容和电阻等。选择

合适的元件需要考虑元件的频率响应特性、阻抗特性、容值和功率等参数。

3.滤波器参数优化：滤波器的参数优化可以通过频率响应曲线和阻抗

匹配等方法进行，以确保滤波器在设计频率范围内能够有效地滤除高频噪声。

4.布局和连接方式设计：合理的布局和连接方式可以减少电磁辐射和

传导的路径，从而进一步提高滤波器的性能。

此外，还需对滤波器进行实验验证，通过在实际电路中的应用来评估滤波器的性能和有效性。

总之，开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了抑制开关电源的高频噪声干扰，需要对滤波器的拓扑结构、元件选择、参数优化以及布局和连接方式进行综合考虑和设计，以提高滤波器的性能和效果。

EMI滤波器原理

EMI 滤波器原理 插入损耗，共模干扰，差模干扰 在测试传导干扰时候，应用的频段为 150KHz~ 30MHz ,当电子设备干扰 噪声频率小于30MHz 时，主要干扰音频频段，电子设备的电源线对于这类波长的 电磁波来说，一般还不足一个波的波长（30MHz 波长为10米），向空中辐射效率 很低。噪声主要是通过导线传播，若能测得电源线上感应的噪声电压，就能衡量 这一频段的电磁噪声干扰程度，这类噪声也就是传导噪声，在测试传导干扰时候， 应用的频段为150KHz~ 30MHz 。 传导噪声由差模噪声和共模噪声构成。 差模噪声存在于相线 L 和中线N 之 间（也可视为存在于L 与地线（PE ）, N 与地线（PE ）之间，大小相等，相位差 180° ）;共模干扰噪声存在于L 与PE ，N 与PE 之间，大小相等，相位相同。 1插入损耗 为了更好的设计滤波器，我们应用插入损耗这个概念，其定义为在未加入和 加入滤波器干扰源对负载的电压的比，然后取对数，定义如下图： 信号

由上图可以看出，随着滤波器阶数的上升，其插入损耗也跟着增加，实际上, 每增加一阶，插入损耗相应会增加 6 dB/倍频 2、共模噪声( common mode interference) A、电路等效：功率噪声是电源中影响最大的一种噪声，其等效图如下： 图加共模干扰等救电路討 其等效电路为一个有并联电容C P和并联电阻R P的电流源，呈高阻抗容性。在反激电源中，如图4，当开关管V i由导通变为截止时，其集电极电压升高，向开关管与散热器的分布电容(可达几千pF)C P1充电，形成共模电流(I cml+|cm2)，在LISN中被检测出来。等效电路中的C P包括C PI及C P2，C P2与变压器的绕制工艺及结构有关，C PI 与开关管体积大小，及散热器的绝缘厚度有关，一般C P在几百至几千P F之间。 B、抑制原理：下面以下图中的电源滤波器为例进行说明 — Cxi OUTPUT Cy PE

开关电源EMI滤波器原理和设计研究

开关电源EMI滤波器原理和设计研究 开关电源EMI滤波器是用于抑制开关电源产生的电磁干扰（EMI）的 一种电路。开关电源工作时，因为开关元件的开闭引起的瞬态电流和电压 变化，会在电源线上产生高频噪声干扰，通过电磁辐射和传导的方式传播 到其他电路中，对其他设备和系统产生干扰。 EMI滤波器的设计旨在通过选择合适的滤波器拓扑结构、滤波器元件 和参数，以及合理布局和连接方式，来有效地抑制开关电源产生的高频噪声。 EMI滤波器的原理是通过串联和并联等方式构成一个低通滤波器，将 开关电源的高频噪声滤除，使其只能在设定的频率范围内传递，从而减少 对其他设备和系统的干扰。 EMI滤波器的设计研究需考虑以下几个方面： 1.滤波器拓扑结构选择：常见的EMI滤波器拓扑结构包括LC滤波器、RC滤波器和LCL滤波器等。不同的拓扑结构适用于不同的滤波需求，需 根据实际应用场景选择适合的拓扑结构。 2.滤波器元件选择：滤波器中的元件包括电感、电容和电阻等。选择 合适的元件需要考虑元件的频率响应特性、阻抗特性、容值和功率等参数。 3.滤波器参数优化：滤波器的参数优化可以通过频率响应曲线和阻抗 匹配等方法进行，以确保滤波器在设计频率范围内能够有效地滤除高频噪声。 4.布局和连接方式设计：合理的布局和连接方式可以减少电磁辐射和 传导的路径，从而进一步提高滤波器的性能。

此外，还需对滤波器进行实验验证，通过在实际电路中的应用来评估滤波器的性能和有效性。 总之，开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了抑制开关电源的高频噪声干扰，需要对滤波器的拓扑结构、元件选择、参数优化以及布局和连接方式进行综合考虑和设计，以提高滤波器的性能和效果。

EMI滤波器应用设计原理

EMI滤波器设计原理 高频开关电源由于其在体积、重量、功率密度、效率等方面的诸多优点，已经被广泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域。在开关电源应用于交流电网的场合，整流电路往往导致输入电流的断续，这除了大大降低输入功率因数外，还增加了大量高次谐波。同时，开关电源中功率开关管的高速开关动作（从几十kHz到数MHz），形成了EMI（electromagnetic interference）骚扰源。从已发表的开关电源论文可知，在开关电源中主要存在的干扰形式是传导干扰和近场辐射干扰，传导干扰还会注入电网，干扰接入电网的其他设备。 减少传导干扰的方法有很多，诸如合理铺设地线，采取星型铺地，避免环形地线，尽可能减少公共阻抗；设计合理的缓冲电路；减少电路杂散电容等。除此之外，可以利用EMI滤波器衰减电网与开关电源对彼此的噪声干扰。 EMI骚扰通常难以精确描述，滤波器的设计通常是通过反复迭代，计算制作以求逐步逼近设计要求。本文从EMI滤波原理入手，分别通过对其共模和差模噪声模型的分析，给出实际工作中设计滤波器的方法，并分步骤给出设计实例。 1 EMI滤波器设计原理 在开关电源中，主要的EMI骚扰源是功率半导体器件开关动作产生的 d v/d t和d i/d t，因而电磁发射EME(Electromagnetic Emission)通常是宽带的噪声信号，其频率范围从开关工作频率到几MHz。所以，传导型电磁环境（EME）的测量，正如很多国际和国家标准所规定，频率范围在0.15～30MHz。设计EMI 滤波器，就是要对开关频率及其高次谐波的噪声给予足够的衰减。基于上述标准，通常情况下只要考虑将频率高于150kHz的EME衰减至合理范围内即可。 在数字信号处理领域普遍认同的低通滤波器概念同样适用于电力电子装置中。简言之，EMI滤波器设计可以理解为要满足以下要求： 1）规定要求的阻带频率和阻带衰减；（满足某一特定频率f stop有需要 H 的衰减）； stop 2）对电网频率低衰减（满足规定的通带频率和通带低衰减）； 3）低成本。 1.1 常用低通滤波器模型 EMI滤波器通常置于开关电源与电网相连的前端,是由串联电抗器和并 联电容器组成的低通滤波器。如图1所示，噪声源等效阻抗为Z source、电网等效阻抗为Z sink。滤波器指标（f stop和H stop）可以由一阶、二阶或三阶低通滤波器实现，滤波器传递函数的计算通常在高频下近似，也就是说对于n阶滤波器，忽略所有ωk相关项（当k

开关电源原理及EMI介绍

开关电源原理 一、开关电源的电路组成： 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。 开关电源的电路组成方框图如下： 二、输入电路的原理及常见电路： 1、AC输入整流滤波电路原理：

① 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ② 输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③ 整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。 2、 DC输入滤波电路原理： ① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。 ② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路： 1、 MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半

EMI滤波器的设计原理

EMI滤波器的设计原理 首先，要了解EMI滤波器的设计原理，我们需要了解电磁干扰的基本 特性。电磁干扰是指在电路中传输的电流和电压信号中引入噪声或干扰的 现象。电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两种类型。传导干扰是指电 磁干扰通过导线或电路板上的传输线传播的干扰信号，而辐射干扰则是指 干扰信号通过电路中的元器件辐射到周围环境中。 为了抑制电磁干扰，EMI滤波器利用传输线理论来设计。传输线理论 是一种用于描述电磁波在导线或电缆中传播的理论。根据传输线理论，电 磁波在导线中的传播会受到电感和电容的影响。因此，通过选择合适的电 感和电容器，并将它们组合成适当的电路结构，可以实现对电磁干扰的滤 波作用。 1.频率响应：根据电磁干扰的频率范围选择合适的滤波器类型。常见 的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。 2.阻抗匹配：为了最大限度地抑制电磁干扰，滤波器需要具有与干扰 信号源或受干扰设备之间的阻抗匹配。阻抗匹配可以减少信号的反射和传 输损耗。 3.电感和电容的选择：根据频率响应和阻抗匹配的要求选择合适的电 感和电容器。电感和电容器的数值越大，滤波器对干扰信号的抑制效果越好。 4.滤波网络的结构：根据具体的应用需求确定滤波器的电路结构。常 见的滤波器结构包括Pi型滤波器、T型滤波器、L型滤波器等。

在实际设计中，需要进行电路仿真和实验测试来评估滤波器的性能。通过调整电感和电容的数值、调整滤波器的结构等方式，可以进一步优化滤波器的性能。 总结起来，EMI滤波器的设计原理是基于电磁干扰的特性和传输线理论，通过选择合适的电感和电容器，并将它们组合成适当的电路结构，来实现对电磁干扰的滤波作用。在实际设计中，需要考虑频率响应、阻抗匹配、电感和电容器的选择以及滤波网络的结构等因素，通过电路仿真和实验测试来评估滤波器的性能并进行优化。

(完整)EMI滤波器的设计原理及参数计算方法

EMI滤波器的设计原理 随着电子设备、计算机与家用电器的大量涌现和广泛普及，电网噪声干扰日益严重并形成一种公害。特别是瞬态噪声干扰,其上升速度快、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干扰,常使人防不胜防，这已引起国内外电子界的高度重视。 电磁干扰滤波器（EMI Filter)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，提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性，可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源、测控系统等领域。 1 电磁干扰滤波器的构造原理及应用 1.11 构造原理 电源噪声是电磁干扰的一种，其传导噪声的频谱大致为10kHz～30MHz，最高可达150MHz.根据传播方向的不同，电源噪声可分为两大类：一类是从电源进线引入的外界干扰，另一类是由电子设备产生并经电源线传导出去的噪声。这表明噪声属于双向干扰信号，电子设备既是噪声干扰的对象,又是一个噪声源。若从形成特点看，噪声干扰分串模干扰与共模干扰两种。串模干扰是两条电源线之间（简称线对线)的噪声，共模干扰则是两条电源线对大地（简称线对地）的噪声。因此,电磁干扰滤波器应符合电磁兼容性(EMC)的要求，也必须是双向射频滤波器，一方面要滤除从交流电源线上引入的外部电磁干扰,另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声 干扰，以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。此外，电磁干扰滤波器应对串模、共模干扰都起到抑制作用。 1。2 基本电路及典型应用

电磁干扰滤波器的基本电路如图1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地.电路中包括共模扼流圈（亦称共模电感)L、滤波电容C1~C4。Ｌ对串模干扰不起作用，但当出现共模干扰时,由于两个线圈的磁通方向相同,经过耦合后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗,使之不易通过,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，当有电流通过时,两个线圈上的磁场就会互相加强。L的电感量与EMI滤波器的额定电流有关，参见表1。 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,以便能承受较大的电流.此外,适当增加电感量，可改善低频衰减特性.C1和C2采用薄膜电容器，容量范围大致是 0.01mF~0。47μF，主要用来滤除串模干扰。C3和C4跨接在输出端，并将电容器的中点接地，能有效地抑制共模干扰。C3和C4亦可并联在输入端，仍选用陶瓷电容，容量范围是2200pF～0.1μF。为减小漏电流，电容量不得超过0。1μF,并且电容器中点应与大地接通。C1～C4的耐压值均为630VDC或250VAC.图2示出一种两级复合式EMI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率为几千赫兹的快速瞬态群脉冲干扰的问题，国内外还开发出群脉冲滤波器(亦称群脉冲对抗器),能对上述干扰起到抑制作用。

EMI滤波器的设计原理及参数计算方法

EMI滤波器的设计原理及参数计算方法 D

3 EMI 滤波器的技术参数及测试方法 3.1 主要技术参数 EMI 滤波器的主要技术参数有：额定电压、额定电流、漏电流、测试电压、绝缘电阻、直流电阻、使用温度范围、工作温升Tr 、插入损耗AdB 、外形尺寸、重量等。上述参数中最重要的是插入损耗(亦称插入衰减)，它是评价电磁干扰滤波器性能优劣的主要指标。插入损耗(AdB)是频率的函数，用dB 表示。设电磁干扰滤波器插入前后传输到负载上的噪声功率分别为P 1、P 2，有公式： ()1220lg AdB P P = (1) 假定负载阻抗在插入前后始终保持不变，则211P V Z =，222 P V Z =。式中1V 是噪声源直接加到负载上的电压，2V 是在噪声源与负载之间插入电磁干扰滤波器后 负载上的噪声电压，且21V V 。代入(1)式中得到 ()1220lg AdB V V = (2) 插入损耗用分贝(dB)表示，分贝值愈大，说明抑制噪声干扰的能力愈强。鉴于理论计算比较烦琐且误差较大，通常是由生产厂家进行实际测量，根据噪声频谱逐点测出所对应的插入损耗，然后绘出典型的插入损耗曲线，提供给用户。图5给出一条典型曲线。由图可见，该产品可将1MHz~30MHz 的噪声电压衰减65dB 。 计算EMI 滤波器对地漏电流的公式为：

2LD C I fCV π= (3) 式中，LD I 为漏电流，f 是电网频率。以图1为例，50f Hz =， 344400C C C pF =+=，C V 是3C 、4C 上的压降，亦即输出端的对地电压，可取 2201102C V V V ≈=。由(3)式不难算出，此时漏电流0.15LD I mA =。3C 和4C 若选4700pF ，则470029400C pF pF =⨯=，0.32LD I mA =。显然，漏电流与C 成正比。对漏电流的要求是愈小愈好，这样安全性高，一般应为几百微安至几毫安。在电子医疗设备中对漏电流的要求更为严格。 需要指出，额定电流还与环境温度A T 有关。例如国外有的生产厂家给出下述经验公式： ()12 18545A I I T =⨯-⎡⎤⎣⎦ (4) 式中，1I 是40°C 时的额定电流。举例说明，当50A T C =︒时，10.88I I =；而 当25A T C =︒时，11.15I I =。这表明，额定电流值随温度的降低而增大，这是由于 散热条件改善的缘故。 3.2 测量插入损耗的方法 测量插入损耗的电路如图6所示。 e 是噪声信号发生器，i Z 是信号源的内部阻抗，L Z 是负载阻抗，一般取50Ω。噪声频率范围可选10kHz~30MHz 。首先要在不同频率下分别测出插入前后负载上的噪声压降1V 、2V ，再代入(2)式中计算出每个频率点的AdB 值，最后绘出插入损耗曲线。需要指出，上述测试方法比较烦琐，每次都要拆装EMI 滤波器。为此可用电子开关对两种测试电路进行快速切换。 参考文献 1 沙占友．新编实用数字化测量技术．北京国防工业出版社，1998,1 2 沙占友．电源噪声滤波器应用．自动化仪表，1991,9

(完整word版)EMC滤波电路的原理与设计---整理【WENDA】..

第一章开关电源电路—EMI滤波电路原理 滤波原理：阻抗失配；作为电感器就是低通（更低的频率甚至直流能通过）高阻（超过一定频率后就隔断住难于通过)（或者是损耗成热消散掉)，因此电感器滤波靠的是阻抗Z=(R^2+(2ΠfL)^2)^1/2。也就是分成两个部分，一个是R涡流损耗，频率越高越大，直接把杂波转换成热消耗掉，这种滤波最干净彻底；一个是2ΠfL 这部分是通过电感量产生的阻挡作用，把其阻挡住。实际都是两者的结合。但是要看你要滤除的杂波的频率,选择合适的阻抗曲线.因为电感器是有截止频率的,超过这个频率就变成容性，也就失去电感器的基本特性了，而这个截止频率和磁性材料的特性和分布电容关系最大,因此要滤波更高的频率的干扰，就需要更低的磁导率,更低的分布电容.因此一般我们滤除几百K以下的共模干扰，一般使用非晶做共模电感器,或者10KHZ以上的高导铁氧体来做，这样主要使用阻抗的WL这一方面的特性，主要发挥阻挡作用。电感器滤波器是通过串联在电路里实现.撒旦谁打死多少次顺风车安顺场。 因此：共模滤波电感器不是电感量越大越好主要看你要滤除的共模干扰的频率范围。先说一下共模电感器滤波原理共模电感器对共模干扰信号的衰减或者说滤除有两个原理，一是靠感抗的阻挡作用，但是到高频电感量没有了，然后靠的是磁心的损耗吸收作用;他们的综合效果是滤波的真实效果.当然在低频段靠的是电感量产生的感抗。同样的电感器磁心材料绕制成的电感器，随着电感量的增加,Z阻抗与频率曲线变化的趋势是随着你绕制的电感器的电感量的增加,Z 阻抗峰值电时的频率就会下降,也就是说电感量越高所能滤除的共模干扰的频率越低，换句话说对低频共模干扰的滤除效果越好,对高频共模信号的滤除效果越差甚至不起作用.这就是为什么有的滤波器使用两级滤波共模电感器的原因一级是用低磁导率（磁导率7K以下铁氧体材料甚至可以使用1000的NiZn材料) 材料作成共模滤波电感器,滤出几十MHz或更高频段的共模干扰信号,另一级采用高导磁材料(如磁导率10000\15000的铁氧体材料或着非晶体材料）来滤除1MHz以下或者几百kHz的共模干扰信号。因此首先要确认你要滤除共模干扰的频率范围然后再选择合适的滤波电感器材料。 电容的阻抗是Z=—1/2ΠfL那么也就是频率越高阻抗绝对值越小，那么就是高通低阻，就是频率越高越能通过，所以电容滤波是旁路，也就是采用并联方式，把高频的干扰通过电容旁路给疏导回去。 开关电源产生的共模噪声频率范围从 10kHz～50MHz 甚至更高，为了对这些噪声有效的衰减，那么在这个频率范围内，共模电感器就必须提供足够高的阻抗。因此高磁导率的锰锌铁氧体和非晶材料是非常适合的。共模电感器的阻抗Zs 由串联感抗Xs 和串联电阻Rs 两部分组成.

开关电源直流EMI滤波器设计的一般原理和方法

开关电源直流EMI滤波器设计的一般原理和方法开关电源直流EMI滤波器设计的一般 原理和方法 电子技术的迅速发展，对电子仪器和设备提出了更高的要求:性能上，更加安全可靠;功能上，不断增加;使用上，自动化程度越来越高;体积上，要日趋小型化。这使得具有众多优点的开关电源在计算机、通信、航天、彩色电视等方面得到了日益广泛的应用。但是，在开关稳压电源中，开关管工作在开关状态，其交变电压和电流会通过电路的元器件产生很强的尖峰干扰和谐振干扰。这些干扰严重地污染了市电电网，影响了邻近电子仪器及设备的正常工作;同时，由于这一缺点，使得开关电源无法应用于一些精密的电子仪器中，因此，尽量降低开关电源的电磁干扰，提高其使用范围，是从事开关电源设计必须考虑的问题。 本文应用了二端口网络的原理，对开关电源中直流EMI滤波器进行了分析，给出了直流EMI滤波器设计的一般方法及相关参数的计算方法。 1 基于二端口网络直流EMI滤波器的设计 目前广泛使用的开关电源，无论单桥式、推挽式、半桥式、全桥式都可以归纳为图1所示的形式(以单相为例)。 图1 开关电源的一般性原理图 由图1可以看出，通过对直流EMI滤波器的配置，可以改变电路的等效阻抗，进而达到预期的滤波效果。 直流EMI滤波器双端口网络模型如图2所示。其混合参数方程为 (1) 式中:g11为输入导纳; g22为输出阻抗;

g12为反向电流增益; g21为正向电压增益。 图2 直流EMI滤波器双端口网络模型 由式(1)可以等效出如图3所示的原理图。 图3 直流EMI滤波器等效原理图 直流EMI滤波器设计必须满足以下几项要求: 1)要保证滤波器在滤波的同时，不影响电源的带负荷能力; 2)对于输入的直流分量，要求滤波器尽量不造成衰减; 3)对于谐波分量，滤波器要有良好的滤波效果。 结合混合参数方程及等效原理图,由要求1)知，滤波器的输入导纳和输出阻抗要尽可能小，即g11=g22=0 由要求2)知，低频时，反向电流增益g12和正向电压增益g21设计值要尽量为1，而输入导纳和输出阻抗要尽可能小,也即g12=g21=1，g11=g22=0; 由要求3)知，高频时，g11，g12，g21，g22都要尽可能地小。 以上的分析结论就是直流EMI滤波器设计的一般方法及滤波效果的评判标准。 2 实例分析 LC滤波器和四阶直流线路滤波器是工程实际中常用的滤波器,下面就以上面的结论分析其滤波效果。图4为LC滤波器原理图。 图4 LC滤波器原理图 其混合参数方程为 (2) 对于直流分量，由于f趋向于0，对应有ω=2πf趋向于0;显然 g11=g22=0;g12=g21=1。 对于谐波分量，

EMI滤波器的设计原理

EMI滤波器的设计原理 1 电磁干扰滤波器的构造原理及应用 1.1 构造原理 1.2 基本电路及其典型应用 电磁干扰滤波器的基本电路如图1所示。 电磁干扰的屏蔽方法 EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因，本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。 电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能，它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。”对于无线收发设备来说，采用非连续频谱可部分实现EMC性能，但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰，我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。EMC问题来源 所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化，有时变化速率还相当快，这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量，而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。

EMI有两条途径离开或进入一个电路：辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去；而信号传导则通过耦合到电源 .... .、信号和控制线上离开外壳，在开放的空间中自由辐射，从而产生干扰。 很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现，大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽：从源头处降低干扰；通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标，这些性能在设计阶段的早期就应完成。 对设计工程师而言，采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用，从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。无论是金属还是涂有导电层的塑料，一旦设计人员确定作为外壳材料之后，就可着手开始选择衬垫。 金属屏蔽效率 可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估，其单位是分贝，计算公式为 SE dB=A+R+B 其中A：吸收损耗(dB) R：反射损耗(dB) B：校正因子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况) 一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一，即SE等于20dB；而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一，即SE 要等于100dB。 吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量，吸收损耗计算式 .... .为

EMI滤波器电路原理及设计

EMI滤波器电路原理及设计 EMI滤波器（Electromagnetic Interference Filter）是一种用于抑制电磁干扰的电路。电磁干扰是指电子设备之间相互干扰产生的电磁辐射或者干扰信号，会对设备的正常操作和性能产生负面影响。EMI滤波器通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号，从而实现对电磁干扰的抑制。 一般来说，低通滤波器是指可以通过低于其中一特定频率的信号，而对高于该特定频率的信号进行滤波的电路。低通滤波器常用于消除高频电磁干扰。一个常见的低通滤波器电路是RC滤波器，由电容器和电阻器组成。电容器对于高频信号具有很大的阻抗，从而将高频信号绕过电路，实现滤波作用。选择合适的电容和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。 相比之下，高通滤波器是指可以通过高于其中一特定频率的信号，而对低于该特定频率的信号进行滤波的电路。高通滤波器常用于消除低频电磁干扰。一个常见的高通滤波器电路是RL滤波器，由电感器和电阻器组成。电感器对于低频信号具有很大的阻抗，从而将低频信号绕过电路，实现滤波作用。选择合适的电感和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。 除了RC和RL滤波器，还有其他各种类型的EMI滤波器电路，比如LC滤波器、二阶滤波器、传输线滤波器等，可以根据具体应用的需求进行选择和设计。 在EMI滤波器电路的设计中，首先需要确定需要滤波的频率范围，然后根据频率范围选择合适的滤波器类型。其次，需要根据滤波器的阻抗特

性和传输线的特性来选择适当的元件值。还需要注意电路的功率和电流容量，以确保电路能够在正常工作范围内工作。 在实际应用中，EMI滤波器电路通常需要与其他电路结合使用，比如与电源、传输线路、信号线路等进行连接。因此，需要特别注意电路的布局和接线，以减少电磁干扰的传播路径。 总之，EMI滤波器电路是一种用于抑制电磁干扰的重要电路，通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号，实现对电磁干扰的抑制。在设计EMI滤波器电路时，需要根据具体应用需求选择合适的滤波器类型，并根据电路的阻抗特性和传输线的特性选择适当的元件值。此外，还需要注意电路的布局和接线，以减少电磁干扰的传播路径。

emi滤波器的工作原理

emi滤波器的工作原理 emi滤波器是一种常用的电子滤波器，用于去除电磁干扰信号，保证电子设备的正常工作。它的工作原理是利用电容和电感的特性，将电磁干扰信号滤除，只传递所需信号。 我们先了解一下什么是EMI。EMI是指电磁干扰，是指电子设备之间或电子设备与环境之间因电磁波传播而产生的相互干扰现象。当电子设备工作时，会产生一定的电磁辐射，这些辐射会干扰其他设备的正常工作，甚至影响到无线电通信等重要领域。所以，在电子设备设计中，需要使用EMI滤波器来抑制这种干扰。 EMI滤波器主要由电容和电感组成。电容是一种储存电能的元件，它的特性是可以通过电流的变化来改变电压的大小。而电感则是一种储存磁能的元件，它的特性是可以通过电流变化来改变磁场的大小。利用电容和电感的这些特性，EMI滤波器可以实现对不同频率的信号的滤除。 具体来说，EMI滤波器可以分为两种类型：低通滤波器和高通滤波器。 低通滤波器主要用于滤除高频信号。它的工作原理是将高频信号通过电容的特性，使其流过电容而被滤除。在低通滤波器中，电容的阻抗随着频率的增加而减小，从而使高频信号流过电容，达到滤除的效果。这样，只有低频信号能够通过低通滤波器，达到了滤波的

目的。 高通滤波器则主要用于滤除低频信号。它的工作原理与低通滤波器相反，通过电感的特性来实现滤波。在高通滤波器中，电感的阻抗随着频率的增加而增大，从而使低频信号流过电感而被滤除。这样，只有高频信号能够通过高通滤波器，达到了滤波的效果。 除了低通滤波器和高通滤波器，还有带通滤波器和带阻滤波器等其他类型的EMI滤波器。带通滤波器可以选择性地传递一定范围内的频率信号，而滤除其他频率的信号。带阻滤波器则相反，可以选择性地滤除一定范围内的频率信号。 EMI滤波器的工作原理并不复杂，但它在电子设备的设计中起着至关重要的作用。通过合理选择和配置EMI滤波器，可以有效抑制电磁干扰信号，确保电子设备的正常工作。同时，EMI滤波器的设计也需要考虑到电容和电感的参数选择、布局和连接方式等因素，以确保滤波效果的最大化。 EMI滤波器是一种重要的电子滤波器，可以有效抑制电磁干扰信号，保证电子设备的正常工作。它的工作原理是利用电容和电感的特性，通过滤除不同频率的信号来实现滤波效果。在电子设备设计中，合理选择和配置EMI滤波器是非常重要的，它能够提高设备的抗干扰能力，提高设备的可靠性和稳定性。

emi滤波器工作原理

emi滤波器工作原理 EMI滤波器是一种用于抑制电磁干扰（EMI）的设备，它可以将高频电磁波从电路中滤除或减弱，以保证电路的正常工作和减少对其他设备的干扰。EMI滤波器的工作原理主要包括两个方面：传导路径和耦合路径。 传导路径是指电磁波在电路中的传导路径。当电磁波进入电路时，它会通过电源线、信号线、地线等传导到电路中的各个部分。这些传导路径是电磁波进入电路的主要途径，也是EMI滤波器起作用的重点。 EMI滤波器通过在传导路径上设置电感和电容等元件来实现对电磁波的滤除或减弱。其中，电感主要用于滤除高频电磁波，而电容则主要用于减弱低频电磁波。通过合理选择电感和电容的数值和结构，可以使EMI滤波器在不同频段上具有不同的滤波效果，以满足不同电路对电磁波的屏蔽要求。 耦合路径是指电磁波在电路中的耦合路径。当电磁波进入电路后，它会通过电路中的元件间的耦合作用，传递到电路中的其他部分。这些耦合路径是电磁波在电路中传播的次要途径，但同样需要进行抑制，以减少对其他设备的干扰。 EMI滤波器通过在耦合路径上设置衰减器、隔离器等元件来实现对电磁波的滤除或减弱。衰减器主要用于减弱电磁波的幅度，而隔离

器则主要用于隔离电磁波的传播路径。通过合理选择衰减器和隔离器的数值和结构，可以使EMI滤波器在耦合路径上起到有效的屏蔽作用，从而减少对其他设备的干扰。 除了传导路径和耦合路径，EMI滤波器还可以通过其他方式来实现对电磁波的滤除或减弱。例如，可以通过在电路中添加屏蔽罩、屏蔽层等结构来阻挡电磁波的传播；还可以通过调整电路的布局和结构来减少电磁波的辐射和散射。 EMI滤波器通过在传导路径和耦合路径上设置合适的元件和结构，以及其他方式的组合，来实现对电磁波的滤除或减弱。通过有效地抑制电磁干扰，EMI滤波器可以保证电路的正常工作，减少对其他设备的干扰，是电子设备中必不可少的重要组成部分。

EMI滤波器电路原理及设计

EMI滤波器电路原理及设计 引言 开关电源以其体积小、重量轻、效率高等长处被广泛应用于电力电子设备系统中，但是开关电源易受到电磁干扰，产生误动作，且自身旳高频信号也会引起大量旳噪声，会污染电网环境，干扰同一电网其她电子设备旳正常工作。这样就对EMC提出了更高旳规定指标。 分类： 开关电源中旳电磁干扰（EMI）重要有传导干扰和辐射干扰。通过对旳旳屏蔽和接地系统设计可以得到有效旳控制，对于传导干扰来说，加装EMI滤波器，是一种比较经济有效旳措施，辐射干扰旳克制可以通过加装变压器屏蔽铜片。 EMI滤波器简介 开关电源与交流电网相连，尽管开关电源是一种单端口网络，但具有相线（L），零线（N），地线（E）旳开关电源事实上形成了两个AC端口，因此噪声源在实际分析中可以将其分解为共模和差模噪声源。火线（L）与零线（N）之间旳干扰叫做差模干扰（属于对称性干扰），火线（L）与地线（E）之间旳干扰叫做共模干扰（非对称性干扰）。在一般状况下，差模干扰幅度小、频率低、所导致旳干扰较小；共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所导致旳干扰较大。 开关电源旳EMI干扰源集中体目前功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源旳干扰重要来自电网旳抖动、雷击、外界辐射等。 1.开关电源旳EMI干扰源 开关电源旳EMI干扰源集中体目前功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源旳干扰重要来自电网旳抖动、雷击、外界辐射等。 （1）功率开关管

功率开关管工作在On-O ff迅速循环转换旳状态，dv/dt和di/dt都在急剧变换，因此，功率开关管既是电场耦合旳重要干扰源，也是磁场耦合旳重要干扰源。 （2）高频变压器 高频变压器旳EMI来源集中体目前漏感相应旳di/dt迅速循环变换，因此高频变压器是磁场耦合旳重要干扰源。 （3）整流二极管 整流二极管旳EMI来源集中体目前反向恢复特性上，反向恢复电流旳断续点会在电感（引线电感、杂散电感等）产生高 dv/dt，从而导致强电磁干扰。 （4）PCB 精确旳说，PCB是上述干扰源旳耦合通道，PCB旳优劣，直接相应着对上述EMI源克制旳好坏。 2.开关电源EMI传播通道分类 （一）。传导干扰旳传播通道 （1）容性耦合 （2）感性耦合 （3）电阻耦合 a.公共电源内阻产生旳电阻传导耦合 b.公共地线阻抗产生旳电阻传导耦合

EMI电源滤波器基本知识介绍

EMI电源滤波器基本知识介绍 电磁干扰： 因电磁骚扰引起设备、装置或系统性能下降的都是电磁干扰。 随着电子技术的迅速发展，电子设备得到广泛的应用，电磁环境污染日趋严重，已成为当今主要公害之一，越来越引起世界各国各行各业的广泛关注。在许多领域，电磁兼容性已成为电气和电子产品必须有的技术指标或性能评价的依据，甚至关系到一个企业或一种产品的生死存亡。 EMI电源滤波器： 电磁干扰（EMI）电源滤波器（以下简称滤波器）是由电感、电容等构成的无源双向多端口网络。实际上它起两个低通滤波器的作用，一个衰减共模干扰，另一个衰减差模干扰。它能在阻带（通常大于10KHz）范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。EMI电源滤波器是电子设备设计工程师控制传导电磁干扰和辐射电磁干扰的首选工具。 插入损耗： 滤波器的插入损耗是不用滤波器时从噪声源传递到负载的噪声电压与插入滤波器时负载上的噪声电压之比。插入损耗是在空载、50Ω系统条件下测试的，结果通常表示为在所关心频段内的衰减曲线（单位为分贝）。插入损耗的计算可由下式 求得： 式中：V1 ─ 没有滤波器时负载上的噪声电压；V2 ─ 插入滤波器时负载上的噪声电压。 滤波器插入损耗测量结果通常表示为两种形式：一是插入损耗对频率的曲线，二是数据表。共模和差模插入损耗的测试电路原理图如下所示：

额定电流： 额定电流是滤波器在额定频率、额定温度下允许通过的最大连续工作电流。 当环境温度不为额定温度时，滤波器允许通过的电流(Iop)可按下式计算，式中IN 为标称额定电流、θ为实际工作环境温度， 泄漏电流： 滤波器的泄漏电流是指在250VAC/50Hz的情况下，相线和中线与外壳（地）之间流过的电流。它主要取决于连接在相线与地和中线与地间的共模电容（亦称为“Y”电容）。泄漏电流是滤波器的一个重要参数。Y电容的容量越大，共模阻抗越小，共模噪声抑制效果越好。可以说泄漏电流是滤波器的一项性能指标, 泄漏电流越大，滤波器性能越好。根据具体要求的不同，各安全标准对泄漏电流越做出了不同的规定，典型值为0.5~5.0mA。 选用： ﹡滤波器的噪声衰减性能与源和负载的阻抗关系很大，无疑是选择滤波器时考虑的首要因素。在较高频段，滤波器的源端口和负载端口可认为是“阻抗失配网络”。失配越大，滤波器衰减电磁干扰的效果越好。在大多数情况下，电源线表现为低阻抗，则滤波器的输入端应为高阻抗。另一方面，设备既可能为高阻抗，也可能为低阻抗。对于线性电源这样的高阻抗设备，为获得阻抗失配，应使用负载端为低阻抗或并联电容的滤波器。对于开关电源和同步电机这样的低阻抗设备，应使用负载端为高阻抗或串联电感的滤波器。由于电源和噪声源阻抗的不同，滤波器衰减噪声的效果与插入损耗曲线可能出入很大。滤波器抑制噪声的效果是否满足要求最终还要由实际的测试来确定。 ﹡根据设备的额定工作电压、电流和频率来确定滤波器的类型。滤波器的额定电流不要取的过小，否则会损坏滤波器或降低滤波器的寿命。但额定电流也不要取的过大，因为电流大会增大滤波器的体积或降低滤波器的性能。一般按设备额定电流的1.2倍来确定滤波器的额定电流。 ﹡根据设备最大泄露电流的允许值来选择滤波器，尤其对一些医疗保健设备更是如此。 注意事项： ﹡安装位置应靠近电源线入口处，尽可能滤除沿着电源线侵入和窜出的电磁干扰。 ﹡确保滤波器外壳与设备机箱良好电接触，并接好地线。 ﹡滤波器的输入输出线应拉开距离，切忌并行走线，以免降低滤波器的电性能。﹡滤波器的耐压测试次数不能过多，每次测试持续时间不能过长。否则会降低滤

开关电源滤波器设计

开关电源滤波器设计〔一〕 一、前言 传导EMI是由电源、信号线传导的噪声,连接在同一电网系统中的设备所产生的EMI会经过电源线相互干扰,为了对传到EMI进行抑制,通常在设备宇电源之间加装滤波器,本文主要探讨开关电源的EMI滤波器设计方法. 二、开关电源的传到EMI来源与组成 开关电源的噪声包含有共模和差模两个分量,此两分量分别是由共模电流和差模电流所造成的.图一所示为共模电流和差模电流的关系图,其中LISN为电源传输阻抗稳定网络,是传导性EMI量测的重要工具.在三线式的电力系统中, 由电源所取得的电流依其流向可分为共模电流和差模噪声电流.其中,共模噪声 电流ICM指的是Line、Neutral两线相对于接地线〔Ground〕之噪声电流分量, 而差模噪声电流IDM指的是直接流经Line和Neutral两线之间而不流经过地线之噪声电流分量. 开关电源图一共模电流和差模电流之关系图 在Line上,共模噪声电流和差模噪声电流分量是以向量和的关系结合,而在Neutral上,共模噪声电流和差模噪声电流分量那么是以向量差的关系结合, 两者的关系以数学式表示如下： 其中,为流经Line之总噪声电流, 为流经Neutral之总噪声电流. 为了有效抑制噪声,我们必须针对噪声源的产生及其耦合路径进行分析.共模噪声主要是由电路上之Power MOSFET〔Cq,快速二极体〔Cd〕及高频变压器〔Ct〕上之寄生电容和杂散电容所造成的,如图二所示.而差模噪声那么由电源电路初级端的非连续电流及输入端滤波大电容〔CB〕上的寄生电阻及电感所造成,如图三所示. 图二共模电流耦合路径

开关电源滤波器设计(二) 三、EMI 滤波器的根本架构 本文所使用的EMI 滤波器的架构如图四所示,其中的元件包含了共模电感 (LC)、差模电感(LD)、X 电容(CX1、CX2)、Y 电容(CY),以下将对各元件作一 介绍： 共模电感是将两组线圈依图五的绕线方式绕在一个铁心上,这种铁心一般是 采用高值的Ferrite core ,由于值较高,故电感值较高,典型值是数 mH 到 数十mH 之间.图五上的绕线方式会使差模电流相互抵消,故对差模而言不具有 电感的效果,也不易使铁心饱和.反之对共模电流而言,其所产生的磁通会加倍, 所以具有电感的效 果.一般而言,耦合电感均有漏电感,因此,绕组对差模电流 所产生的磁通无法完全抵消,这对差模噪声的衰减将会有所效用.另一方面对共 模电流而言,由于磁通无法完全加倍,这将使得共模电感值降低. 共模电感的漏感量测方式如图六所示, 将两绕组其中一端连接,由另一端量 图三差模电流耦合路径 图四EMI 滤波器的架构 1 共模电感(CM inductor):