EMI_filter

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。

关键词：EMI滤波器；阻抗失配原则；插入损耗；源阻抗
中图分类号: TN03
文献标识码: B
Design of EMI filters
Wu Xiaojun , Qin Kaiyu , Tang Bo ( institute of astronautics & aeronautics，University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731 )
0 引言
随着电子技术的发展，电磁兼容性问题成为电路设计 工程师极为关注和棘手的问题。大家普遍认为电磁兼容性 标准中最重要的也是最难解决的两个问题就是传导发射和 辐射发射。本文研究的重点是传导干扰。传导干扰主要包 括设备信号线传导干扰、接地线共地阻抗干扰，以及电源
线传导干扰，其中电源线传导干扰的抑制非常重要但又最 为薄弱。根据噪声的传播路径，抑制电磁干扰的途径可以有： 削弱干扰源的能量，切断噪声耦合路径，提高设备对电磁 干扰的抵抗能力。目前抑制干扰的措施大多是设法切断电 磁干扰和受扰设备之间的耦合通道，EMI 滤波器就是其中 一种行之有效的方法。
2.1.1 测量并分离原始噪声
测量噪声的设备包括线路阻抗稳定网络 (LISN )、噪声 分离器 (Noise Separator)、频谱分析仪 (Spectrum Analyzer )、 计算机和被测设备 (EUT) 几个部分，设备的连接如图 5 所示。
被测设备的 EMI 噪声由 LISN 提取后，经过噪声分离 器将噪声分离为共模、差模两部分，分离网络的输出信号 即研究所需的独立的 CM、DM 信号输入至频谱分析仪，而 后由诊断软件对从频谱分析仪传送到计算机的信号进行处 理，计算机可以方便显示和储存噪声频谱图。

季清 1
1)
阮新波 1
杨飞 1
徐明 2
பைடு நூலகம்
2) 南京航空航天大学，南京 210016 美国弗吉尼亚理工大学，黑堡 24060 1) 2) Email：jiqing@ Email：minxu@
摘
要
许多电源设计者在设计 EMI 滤波器时缺乏理论指导，然而不合理的设计往往增加不必要的体积与成本。本文
GCM (s) =
' VCM (s) L = LCM + DM VCM (s) 2
对于单级共模滤波器而言，通常情况下 fR≈fC，在 设计时应该避免 fR 接近 150kHz~30MHz 的频率范围。
5．单级 EMI 滤波器的设计方法
单级 EMI 滤波器设计应遵循以下步骤[1]： 1） 在不加滤波器时测量 EUT 的共模与差模干扰。 目前也有研究通过仿真和建模的方法预测 EUT 产生 的干扰[11][12]，但对于复杂的电源结构，干扰预测仍然 是难点。因此，目前获取共模和差模干扰的主要途径 依然基于测量。 2） 将未加滤波器时的测量结果与相关标准的干扰 限值对比，计算滤波器在各频率所需要实现的共模衰 减 Vreq,CM 和差模衰减 Vreq,DM。计算时用测量值减去标 准的限值，再加上 6dB 的裕量，即：
1 Z SCM ω (2CY ) 1 1 ω (CX 2 + CY ) 2 Z SDM
图6
单级滤波器电压插入增益幅频曲线
转折频率 fC 的表达式为：
fC = 1 L 2π LCM + DM 2CY 2
(6)
(3) (4)
实际由于二阶 LC 滤波器存在谐振频率 fR，在该 频率附近反而会对干扰有放大作用。fR 的表达式为：

EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器的原理是基于信号的频率特性和线路的阻抗匹配。

在设计EMI滤波器时，首先需要分析电路中的电磁干扰源，并根据干扰频率的不
同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。

在滤波器的设计中，核心是选择合适的元件参数以及电路拓扑结构。

其中电感和电容是常用的滤波元件，它们的选择需要考虑滤波器的频率响
应特性。

一般来说，电感可用于低频段的滤波，而电容则适用于高频段的
滤波。

在滤波器的设计中还需要考虑元件的阻抗匹配，以提高滤波效果。

除了滤波器，EMI滤波器还包括抑制器。

抑制器通过增加抑制网络，
进一步提高滤波器对电磁干扰的抑制效果。

抑制网络一般包括与电磁干扰
源之间的串联电感和并联电容。

它们通过改变电路的阻抗特性，减少电磁
干扰信号的传输和辐射。

在设计EMI滤波器时，还需要考虑电路的输入和输出特性以及滤波器
的功率损耗。

输入和输出特性的分析包括电压、电流和功率的测量与计算，以保证滤波器在工作范围内的性能。

而功率损耗则是指滤波器对信号的能
量损耗，需要控制在合理的范围内，以避免对整体电路性能的影响。

总之，EMI滤波器的设计原理是基于信号的频率特性和线路的阻抗匹配。

通过选择合适的滤波器类型、元件参数和抑制网络，可以实现对电磁
干扰的抑制。

设计时需要考虑电路的输入和输出特性以及滤波器的功率损耗，以保证滤波器正常工作并提供良好的滤波效果。