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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。
开关电源EMI滤波器原理和设计研究开关电源EMI滤波器是用来减少开关电源产生的电磁干扰(EMI)的一种装置。
EMI是指开关电源工作时产生的高频干扰信号，可能会对其他电子设备、无线通信和无线电接收产生干扰，影响它们的正常工作。
EMI滤波器通过合理设计，能有效地抑制开关电源产生的EMI信号，从而减少对其他设备的干扰。
EMI滤波器的原理是基于电流和电压的相位关系来实现的。
开关电源在工作时会产生高频电流脉冲，而这些电流脉冲会通过开关电源输入端的电容等元件，从而形成高频电流回路。
EMI滤波器通过给开关电源输入端加上一个电感元件，阻断高频电流回路的形成，从而减小EMI信号的辐射。
设计EMI滤波器时需要考虑以下几个因素：1.工作频率范围：EMI滤波器需要在开关电源产生EMI信号的频率范围内有效工作。
根据具体的应用环境和要求，选择合适的滤波器工作频率范围。
2.滤波特性：滤波器需要具有良好的滤波特性，对于较高频率的EMI信号能够有较好的抑制效果。
常用的滤波器类型有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
3.过渡区域：滤波器在过渡区域需要平衡阻抗和频率之间的变化。
过渡区域越宽，滤波器的性能越好。
过渡区域的宽度需要根据具体要求进行设计。
4.安全和可靠性：EMI滤波器需要满足安全和可靠性的要求。
在设计过程中，需要考虑电源参数范围、电流和电压的安全范围等因素，以确保滤波器的稳定性和可靠性。
设计EMI滤波器的方法有多种，可以根据需求选择不同的设计方法。
常见的方法包括线性滤波器设计、Pi型滤波器设计和C型滤波器设计等。
其中，Pi型滤波器是应用最广泛的一种，它由两个电感和一个电容组成，能够对高频信号进行抑制。
总之，开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了降低开关电源产生的电磁干扰，保证其他设备的正常工作。
通过合理的滤波器设计和选择合适的滤波器类型，可以有效地减少EMI信号对其他设备的干扰，提高系统的抗干扰性能。
空调EMI电源滤波电路设计与仿真摘要：随着变频技术的应用，电磁兼容设计成为空调开发过程中至关重要的一个环节，《家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1 部分：发射》对空调类产品的传导发射（150 kHz~30 MHz）有相应的要求。
目前，空调中常用的EMI 电源滤波器为无源滤波器，主要是针对电源线上的干扰信号进行抑制，通常按照干扰信号传导路径不同可将这些干扰分为共模干扰和差模干扰，其中共模干扰存在于电源线对大地或者中线对大地间；差模干扰存在于电源相线与中线之间。
本文分析了空调EMI电源滤波电路设计与仿真。
关键词：空调EMI；电源滤波电路设计；仿真；1 滤波器建模以单相供电为例，常用的空调EMI 电源滤波器可为一级滤波和两级滤波，主要由X 电容、Y 电容、共模扼流圈等无源器件组成，由于利用共模扼流圈漏感特性，使其充当差模电感，故该电路中没有额外增加差模电感。
一是X 电容和Y 电容。
由于存在电容绝缘体的漏电阻、引线上的电感和电容等，实际电容器并不是纯粹的电容。
用阻抗分析仪WK6500B 测试X 电容（2.2μF）（由于本文仅考虑滤波器对传导干扰的影响，故本次测试频段为150 kHz~30 MHz），通过阻抗测试曲线可以读出其阻抗最小点频率。
随着频率的增长，电容的阻抗逐渐占支配地位，并以－ 20 dB /10 倍频的速率随频率减小，电感的阻抗值增加。
Y 电容的建立方法与X 电容的建立方法一致。
在使用X 电容或Y 电容时，抑制电流的频率须在电容的自谐振频率附近，否则该电容的实际阻抗将比理想特性阻抗大。
金属封装结构表面贴装开关电源模块的整个电路元器件全部都装配在基片上。
PWM控制片、功率开关管、整流二极管等有源器件全部采用表面贴装封装元件。
在初级回路中，功率开关管芯片、PWM控制芯片、运算放大器芯片、电源正负输入线的走线轨迹等都会与外壳底板之间产生寄生电容CP，寄生电容的容量大小取决于基片的厚度和它们在底板上所占据的面积。
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。
开关电源输入EMI滤波器设计与仿真
摘要：开关电源中常用EMI滤波器抑制共模干扰和差模干扰。
三端电容器在抑制开关电源高频干扰方面有良好性能。
文中在开关电源一般性能EMI滤波器电路结构基础上，给出了使用三端电容器抑制高频噪声的滤波器结构。
并使用PSpice软件对插入损耗进行仿真，给出了仿真结果。
关键词：开关电源；EMI滤波器；三端电容器；插入损耗
1 开关电源特点及噪声产生原因
随着电子技术的高速发展，电子设备种类日益增多，而任何电子设备都离不开稳定可靠的电源，因此对电源的要求也越来越高。
开关电源以其高效率、低发热量、稳定性好、体积小、重量轻、利于环境保护等优点，近年来取得快速发展，应用领域不断扩大。
开关电源工作在高频开关状态，本身就会对供电设备产生干扰，危害其正常工作；而外部干扰同样会影响其正常工作。
开关电源干扰主要来源于工频电流的整流波形和开关操作波形。
这些波形的电流泄漏到输入部位就成为传导噪声和辐射噪声，泄漏到输出部位就形成了波纹问题。
考虑到电磁兼容性的有关要求，应采用EMI电源滤波器来抑制开关电源上的干扰。
文中主要研究的是开关电源输入端的EMI滤波器。
2 EMI滤波器的结构
开关电源输入端采用的EMI滤波器是一种双向滤波器，是由电容和电感构成的低通滤波器，既能抑制从交流电源线上引入的外部电磁干扰，还可以避免本身设备向外部发出噪声干扰。
开关电源的干扰分为差模干扰和共模干扰，在线路中的传导干扰信号，均可用差模和共模信号来表示。
差模干扰是火线与零线之间产生的干扰，共模干扰是火线或零线与地线之间产生的干扰。
抑制差模干扰信号和共模干扰信号普遍有效的方法就是在开关电源输入电路中加装电磁干扰滤波器。
EMI滤波器的电路结构包括共模扼流圈(共模电感)L，差模电容Cx和共模电容Cy。
共模扼流圈是在一个磁环(闭磁路)的上下两个半环上，分别绕制相同匝数但绕向相反的线圈。
两个线圈的磁通方向一致，共模干扰出现时，总电感迅速增大产生很大的感抗，从而可以抑制共模干扰，而对差模干扰不起作用。
为了更好地抑制共模噪声，共模扼流圈应选用磁导率高，高频性能好的磁芯。
共模扼流圈的电感值与额定电流有关。
差模电容Cx通常选用金属膜电容，取值范围一般在0．1～1μF。
Cy用于抑制较高频率的共模干扰信号，取值范围一般为2200～6800 pF。
常选用自谐振频率较高的陶瓷电容。
由于接地，共模电容Cy上会产生漏电流Ii-d。
因为漏电流会对人体安全造成伤害，所以漏电流应尽量小，通常<1．0 mA。
共模电容取值与漏电流大小有关，所以不宜过大，取值范围一般为2200～4700 pF。
R为Cx的泄放电阻。
电源滤波器的性能很大程度上取决于其端阻抗，根据信号传输理论，滤波器输入端与电源端的端接、滤波器输出端与负载端的端接应遵循阻抗极大不匹配原则。
因此，滤波器设计时应遵循：(1)源内阻是高阻(低阻)的，滤波器输入阻抗就应该是低阻(高阻)；(2)负载是高阻(低阻)的，则滤波器输出阻抗就应该是低阻(高阻)。
对EMI 信号来说，电感是高阻，电容是低阻，则有图1中的4种滤波器选用类型。
电源滤波器一般用来抑制30 MHz以下频率范围的噪音，但对30 MHz以上的辐射发射干扰也有一定的抑制作用。
根据开关电源共模、差模干扰的特点。
可以按干扰的分布大概划分为3个频段：O．15～0．5 MHz差模干扰为主；0．5～5 MHz差模、共模干扰共存；5～30 MHz 共模干扰为主。
3 插入损耗
插入损耗是评价滤波器性能的主要指标，它是频率的函数。
插入损耗的定义为，没有滤波器接入时，从噪声源传输到负载的功率P1和接入滤波器后噪声源传输到负载的功率P2之比，用dB表示。
插入损耗越大，说明滤波器抑制干扰的能力越强。
滤波器接入前后的电路图，如图3(a)和图3(b)所示。
滤波器的插入损耗由式(1)表示。
4 三端电容器
在高频线路中，因为一般电容器的引线具有电感分量，所以影响了其高频特性。
而三端电容器在结构上可以做到与电容器串联的剩余电感分量很小，因此其插入损耗特性优于两端电容器，从而改善了电容器的高频特性。
三端电容器有引线式和片状式两种。
6 PSpice仿真
(1)使用三端电容的电路的插损与以往电路插损的比较。
取差模电容Cx为0．1μF，共模电容Cy为2200pF，共模电感L取8mH。
三端电容的等效串联电感ESL取0．36nH。
在50 Ω／50 ΩQ系统中分别对一般结构的EMI滤波器和使用了三端电容器的EMI滤波器的插入损耗进行PSpice仿真。
如图7所示，EMI滤波器在使用三端电容时，谐振点之后的插损效果明显好于在滤波器中使用两端电容的插损。
提高了滤波
器在高频段的性能。
(2)不同Cy值，固定ESL。
在使用三端电容的滤波器电路中，输入阻抗和输出阻抗都取50时，分别取共模电容Cy 为4700pF，3300pF和2200pF，其他参数不变，观察共模电容Cy变化时对插入损耗的影响。
通过图8的仿真结果看出，随着共模电容的增大，在高频段插入损耗有所提高，并且滤波器谐振点降低；而在低频段基本没有变化。
因此可以通过选择较大的共模电容来提高滤波器高频段的插入损耗。
由于共模电容需要接地，有漏电流，Iid的存在，对人身安全存在威胁。
而共模电容越大，漏电流越大，所以选择共模电容时需要在漏电流满足安全条件的情况下取值。
(3)固定Cy值，不同ESL。
考察三端电容器与信号线串联的等效串联电感ESL对插入损耗的影响。
取共模电容Cy 为3 300 pF，取ESL分别为0．03 nH，0．36 nH和0．72 nH，其他参数值不变。
从图9
的仿真结果可以看出，随着ESL降低，谐振点提高，谐振点之后的插入损耗下降。
7 结束语
在一般性能EMI滤波器的基础上，使用三端电容器作为共模电容对原滤波器加以改进，仿真结果表明，在高频段有较好的插损效果。
由于实际使用时设备的阻抗大小以及在高频时元件的寄生效应均会对EMI滤波器的插损产生影响，因此还需根据实际情况对滤波器进行具体优化设计。
