emi滤波器设计规范

输入EMI滤波器电路设计规范
摘要：本文介绍了一种单相输入EMI电源滤波器电路，该电路一般作为中小功率电源的输入部分电路，以满足电源的EMC要求。

缩略词解释
EMC：ElectromagneTIc CompaTIbility，电磁兼容性
EMI：ElectromagneTIc Interference，电磁干扰
1.适用范围
该单元电路参数只要做适当调试、更改，便可用于绝大部分中小功率电源。

2.满足的技术指标（特征指标）
电源的规格为：
输入：AC 120V~290V
输出：48V/50A
输出功率：2900W
3. 详细电路图
图1 单元电路原理图
4. 工作原理简介
电源滤波器是一种由无源元件构成的低通滤波网络。

它毫无衰减地将50Hz，400Hz 的交流电源功率传输到设备上，却大大衰减通过电源线传输的EMI信号，保护设备免受其害。

同时，它又能抑制设备本身产生的EMI信号，防止它进入电网，污染电磁环境，危害其他的设备。

电源EMI滤波器是电子设备满足有关电磁兼容标准的行之有效的器件。

组成电源EMI滤波器的核心元件为：共模电感，差模电感，X和Y电容。

其中共模电感和Y电容共同构成LC两阶低通滤波器，主要用来抑制共模噪声，绕制时除了尽量减小杂散电容外，还应适当控制不平衡电感（一般为1％左右〕，虽然不平衡电感有抑制差模噪音的作用，但不平衡电感太大，容易导致共模电感出现磁芯饱和现象。

对差模噪音的抑制和。

直流电源EMI滤波器的设计直流电源EMI滤波器的设计原则、网络结构、参数选择1 设计原则-满足最大阻抗失配插入损耗要尽可能增大，即尽可能增大信号的反射。

设电源的输出阻抗和与之端接的滤波器的输人阻抗分别为ZO和ZI，根据信号传输理论，当ZO≠ZI时，在滤波器的输入端口会发生反射，反射系数p＝(ZO－ZI)/(ZO＋ZI)显然，ZO与ZI相差越大，p便越大，端口产生的反射越大，EMI信号就越难通过。

所以，滤波器输入端口应与电源的输出端口处于失配状态，使EMI信号产生反射。

同理，滤波器输出端口应与负载处于失配状态，使EMI信号产生反射。

即滤波器的设什应遵循下列原则：源内阻是高阻的，则滤波器输人阻抗就应该是低阻的，反之亦然。

负载是高阻的，则滤波器输出阻抗就应该是低阻的，反之亦然。

对于EMI信号，电感是高阻的，电容是低阻的，所以，电源EMI滤波器与源或负载的端接应遵循下列原则：如果源内阻或负载是阻性或感性的，与之端接的滤波器接口就应该是容性的。

如果源内阻或负载是容性的，与之端接的滤波器接口就应该是感性的。

2 EMI滤波器的网络结构EMI信号包括共模干扰信号CM 和差模干扰信号DM，CM 和DM 的分布如图1所示。

它可用来指导如何确定EMI滤波器的网络结构和参数。

EMI滤波器的基本网络结构如图2 所示。

上述4种网络结构是电源EMI滤波器的基本结构，但是在选用时，要注意以下的间题：双向滤波功能——电网对电源、电源对电网都应该有滤波功能。

能有效地抑制差模干扰和共模干扰——工程设计中重点考虑共模干扰的抑制。

最大程度地满足阻抗失配原则。

几种实际使用的电源EMI滤波器的网络结构如图3 所示。

3 电源EMI滤波器的参数确定方法a）放电电阻的取值在允许的情况下，电阻取值要求越小越好，需要考虑以下情况：第一，电阻要求采用二级降额使用，保证可靠性。

降额系数为0.75 V，0. 6 W。

根据欧姆定律可求出n＞（0.75Ve）2/（0.6 Pe）。

EMI 滤 波 器 原 理 与 设 计 方 法 详 解输入端差模电感的选择输入端差模电感的选择：：1. 差模choke 置于L 线或N 线上，同时与XCAP 共同作用F=1 / (2*π* L*C)2. 波器振荡频率要低于电源供给器的工作频率，一般要低于10kHz 。

3. L = N2AL （nH/N2）nH4. N = [L （nH ）/AL(nH/N2)]1/2匝5. AL = L （nH ）/ N2nH/N26. W =（NI ）2AL / 2000µJ输入端共模电感的选择输入端共模电感的选择：：共模电感为EMI 防制零件，主要影响Conduction 的中、低频段，设计时必须同时考虑EMI 特性及温升，以同样尺寸的Common Choke 而言，线圈数愈多(相对的线径愈细)，EMI 防制效果愈好，但温升可能较高。

传导干扰频率范围为0.15～30MHz ，电场辐射干扰频率范围为30～100MHz 。

开关电源所产生的干扰以共模干扰为主。

产生辐射干扰的主要元器件除了开关管和高频整流二极管还有脉冲变压器及滤波电感等。

注意：1. 避免电流过大而造成饱和。

2．Choke 温度系数要小，对高频阻抗要大。

3．感应电感要大，分布电容要小。

4．直流电阻要小。

B = L * I / (N * A) (B shall be less than 0.3)L = Choke inductance. I = Maximum current through choke. N = Number of turns on choke.A = Effective area of choke. (for drum core, can approximate with cross section area of center pole.)假设在50KHZ 有24DB 的衰减则，共模截止频率Fc = Fs*10Att/4 0 = 50*10-24/40=12.6KHZ 电感值L= (RL*0.707)/(∏*Fc) = (500.707)/(3.14*12.6) = 893uH使用磁芯和磁棒作滤波电感时应注意自身的阻抗，对于共模电感不能使用低阻抗的磁芯和磁棒，否则会造成炸机现象。

开关电源EMI滤波器的设计要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减特性，设计与开关电源共模、差模噪声等效电路端接的EMI滤波器时，就要分别设计抗共模干扰滤波器和抗差模干扰滤波器才能收到满意的效果。

1．抗共模干扰的电感器的设计电感器是在同一磁环上由两个绕向与匝数都相同的绕组构成。

当信号电流在两个绕组流过对，产生的磁场恰好抵消，它可几乎无损耗地传输信号。

因此，共模电流可以认为是地线的等效干扰电压Ug所引起的干扰电流。

当它流经两个绕组时，产生的磁场同相叠加，电感器对干扰电流呈现出较大的感抗，由此起到了抑制地线干扰的作用。

电路如图1所示。

信号源至负载RL连接线的电阻为Rcl、Rc2，电感器自感为L1、L2，互感为M，设两绕组为紧耦合，则得到L1＝L2＝M。

由于Rc1和RL串联且Rc1＜＜RL，则可以不考虑Vg， Vg 被短路可以不考虑Vg的影响。

其中（Is是信号电流，Ig是经地线流回信号源的电流。

由基尔霍夫定律可写出：式（2）表明负载上的信号电压近似等于信号源电压，即共模电感传输有用信号时几乎不引入衰减。

由（1）式得知，共模千扰电流Ig随f：fc的比值增大而减小。

当f：fc的比值趋于无穷时，Ig=0，即干扰信号电流只在电感器的两个绕组中流过而不经过地线，这样就达到了抑制共模干扰的作用。

所以，可以根据需要抑制的干扰电压频率来设置电感器截止频率。

一般来说，当干扰电压频率f≥5fc时，即Vn：Vg≤0.197，就可认为达到有效抑制地线中心干扰的目的。

2．抗差模干扰的滤波器设计差模干扰的滤波器可以设计成Π型低通滤波器，电路如图2所示。

这种低通滤波器主要是设置电路截止频率人的值达到有效地抑制差模传导干扰的目的。

emi滤波器电路设计-回复EMI滤波器电路设计是电子工程中非常重要的一项工作，它的作用是降低或消除电磁干扰（Electromagnetic Interference，简称EMI），使电路正常运行。

本文将以EMI滤波器电路设计为主题，一步一步回答相关问题。

第一步：了解EMI滤波器的原理和分类EMI滤波器的基本原理是利用滤波器电路对电路信号进行处理，降低或消除电磁辐射、传导噪声对其他设备的影响。

根据滤波器的工作原理和频率响应，EMI滤波器可以分为三类：无源LC滤波器、有源滤波器和混合滤波器。

其中无源LC滤波器是应用最广泛的一种。

第二步：确定EMI滤波器的设计要求在设计EMI滤波器电路之前，需要根据具体应用场景和系统要求，确定一些设计参数和要求，例如带宽范围、最大允许的衰减等级、最大允许的漏电流等。

这些参数和要求将直接影响到滤波器电路的设计和性能。

第三步：选择合适的滤波器拓扑结构在选择滤波器的拓扑结构时，需要考虑滤波器的频率响应、带宽需求以及设计要求等多个因素。

常见的LC滤波器拓扑结构包括L型滤波器、π型滤波器和T型滤波器等。

此外，还可以根据实际需要选择有源滤波器或混合滤波器等。

第四步：计算滤波器的元件数值和参数在确定滤波器的拓扑结构后，需要根据具体的设计要求和滤波器电路的特性，计算滤波器的元件数值和参数。

这包括滤波器电感、电容和电阻等的数值选择和设计。

第五步：绘制EMI滤波器的电路图根据前面的设计计算结果，可以使用相应的电路设计软件或者手绘工具绘制EMI滤波器的电路图。

电路图应该清晰明了，标明每个元件的数值和型号，接线端口应该有合适的标记。

第六步：仿真和优化滤波器电路在绘制完电路图之后，可以使用电路仿真软件对滤波器电路进行仿真和优化。

通过仿真可以验证滤波器电路的设计是否符合要求，并进行必要的调整和优化。

第七步：制作滤波器电路原型并进行测试根据仿真结果，可以制作EMI滤波器电路的原型，并进行实际测试。

EMI滤波器的设计滤波器技术的基本用途是选择信号和抑制干扰，滤波器是是压缩信号回路干扰频谱的一种方法，当干扰频谱的成分不同于有用信号的频谱时，就可以用滤波器将无用的干扰信号过滤，减小到一定程度，使传出系统的干扰不甚于超出给定的规范；使传入系统的干扰不甚于引起系统的误动作。

滤波器将有用信号和干扰频谱隔离得越充分，它对减少有用信号回路干扰的效果越好。

因此恰当的设计滤波器，对抑制传导干扰是极其重要的。

EMI滤波器的设计原则滤波器的设计既可以用电抗性组件实现，也可用吸收组件实现。

前者将不要的干扰信号反射回去，后者将不需要的信号吸收掉。

反射式滤波器通常由电感和电容这两种电抗组件组成，使在通带内提供低的串联阻抗和高的并联阻抗；而在阻带内提供高的串联阻抗和低的并联阻抗。

反射式滤波器就是利用LC建立起一个高的串联阻抗和低的并联阻抗，把干扰频率成分的能量反射回信号源，而达到抑制干扰的目的。

滤波器的有效性取决于滤波器连接的前后网络的阻抗，要达到有效的抑制EMI 信号的目的，必须根据滤波器两端连接的EMI信号的源阻抗和负载阻抗合理连接。

如图1所示，当滤波器的输入阻抗Z OUT与负载电阻Z L相等时，两者匹配，此时负载无反射。

当Z L≠Z OUT时，电路失配，则终端会产生反射，我们定义反射系数Γ=（Z OUT-Z L）/(Z OUT+Z L)(1)Z L图1：滤波器的工作原理当负载电抗时，反射系数是复数。

反射系数与衰减的关系是：A r =-10lg(1-∣T∣2 ) (2)工程应用中常用反射系数Γ来表示通带内的最大适配情况。

图2中的滤波器网络是电源EMI 滤波器，ΓI 表示源端对滤波网络的反射系数; ΓZ 表示负载端对滤波网络的反射系数，分三种情况讨论：① 对电源频率50HZ、60HZ 或400HZ 的交流信号而言，要求滤波网络无损耗传送。

即：ΓI =ΓZ =0； Z S =Z IN ; Z L =Z OUT ;② 为了滤除电网传来的EMI 信号，要求：Z S =Z IN ; ΓI =0 ；电网上的干扰传入滤波网络；Z L >>Z OUT ; ΓZ =1滤波网络全部吸收干扰（从负载全反射）。

EMI电源滤波器设计与测试引言：随着电子设备的广泛应用，电源滤波器的重要性日益突出。

由于电子设备会产生较大的电磁干扰（EMI），这些干扰信号会传播到电源网络中，可能会干扰其他设备的正常运行。

因此，正确设计和测试EMI电源滤波器对于电子设备的稳定运行至关重要。

一、EMI电源滤波器的设计1.确定滤波器的类型：常见的滤波器类型有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

根据特定应用的需求，选择合适的滤波器类型。

2.确定滤波器的频率范围：根据所需的高频抑制能力，选择适当的频率范围。

一般来说，电源干扰的频率范围为100kHz至100MHz。

3.确定滤波器的元件：根据所选滤波器类型和频率范围，选择适当的元件。

常见的元件包括电容器、电感器和阻抗。

4.设计滤波器电路：根据所选元件的电感值和电容值，使用传统的电路设计方法设计滤波器电路。

5.进行仿真和优化：使用电路仿真软件，对设计的滤波器电路进行仿真和优化。

通过调整元件值，使得滤波器在所选频率范围内具有最佳的抑制效果。

6.制作和组装滤波器：根据设计的滤波器电路，制作电路板并组装滤波器。

二、EMI电源滤波器的测试完成滤波器设计后，需要进行测试以确保其设计和性能的有效性。

以下是几个常见的EMI电源滤波器测试方法：1.静态电源测试：在电源线输入端与滤波器间，使用功率分配器和示波器测试静态电源特性。

测试过程中，记录电源线的电压和电流波形，评估滤波器阻尼和节能能力。

2.功率线谐波测试：使用功率线谐波测量仪器，测试滤波器是否能够有效抑制功率线谐波干扰信号。

测试过程中，记录功率线的谐波波形，并与滤波器前后的谐波波形进行比较。

3.射频干扰测试：使用射频信号发生器和射频频谱分析仪，测试滤波器是否能够有效抑制射频干扰信号。

测试过程中，调整射频信号的频率和幅度，记录射频信号在滤波器前后的幅度和频谱。

4.整体性能测试：测试滤波器的整体性能，包括频率响应、损耗和抑制能力等。

测试过程中，使用信号发生器和示波器记录输入和输出信号，并计算滤波器的传递函数、损耗和抑制程度。

简述一款EMI滤波器的设计摘要：本文介绍了一款EMI滤波器电路，包括电路设计的原理，整体构架、电路的组成、特点及关键问题的解决等。

关键词：EMI；滤波器；混合集成1.概述某型号弹上装置的研究需要一款EMI滤波器电路，用于整机的滤波部位，在整机中提供电源滤波。

基于此需求，我们公司研制了一款实用的EMI滤波器电路。

本文详细介绍了该EMI滤波器电路的设计。

2.主要性能指标及外形尺寸2.1主要性能指标1.输入电压：0V～40V2.输入电流：0A～7A3.输出电流：0A～7A4.输出压降：小于等于0.6V（@7A）5.插入损耗：大于等于35dB（@500kHz～10MHz）；6.绝缘电阻：不小于100MΩ（@250V DC）7.工作温度范围：－55℃ ～＋125℃8.贮存温度范围：－65℃ ～＋150℃2.2 外形尺寸该电路采用厚膜混合集成工艺，双列直插式金属外壳平行缝焊封装，严格按混合集成电路通用规范中的要求来设计产品的外壳尺寸：53×28×10mm33.设计与方案确定3.1 整体框架设计产品在设计初期首先与用户进行了充分的沟通，全面了解了用户对产品电性能指标、外形结构要求以及产品的实际使用环境和工作状态。

本产品的设计遵循可靠、够用、简洁、易用的原则，在全面满足用户提出的性能指标的前提下，产品的可靠性，优良的抗振能力、必要的降额设计及良好的热设计思想贯穿于整个设计中，集中保证了产品的高可靠性。

通过共模和差模滤波模式，实现设计要求。

3.2工作原理及电路设计该产品电路原理图见图1。

图1 电路原理图图中L1、L2为共模扼流圈，它是由绕在同一磁环上的两组独立线圈构成，也可以称为共模电感线圈，两个线圈绕制的圈数要一样，绕制方向相反。

具体工作原理为：电源滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成，它允许直流电流通过，对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。

由于干扰信号有差模和共模两种，因此该电源滤波器对这两种干扰都具有衰减作用。