EMI电源滤波器基本知识介 .docx

《EMI电源滤波器基本知识介 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EMI电源滤波器基本知识介 .docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品名师归纳总结EMI 电源滤波器基本学问介绍电磁干扰（ EMI ）电源滤波器（以下简称滤波器）是由电感、电容组成的无源器件。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 ）范畴内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减的通过。EMI 电源滤波器是电子设备设计工程师把握传导干扰和辐射电磁干扰的首选工具（一） EMI 电源滤波器部分技术参数简介插入损耗滤波器的插入损耗是不加滤波器时从噪声源传递到负载的噪声电压与接入滤波器时负载上的噪声电压之比。插入损耗衡量 EMI 电源滤波器电性能的重要参数，用下式表示：EoIL 20log-E式中:Eo不加滤波

2、器时，负载上的干扰噪声电平。E接入滤波器后，同一负载上的干扰噪声电平。干扰方式有共模干扰和差模干扰两种，其定义为：共模干扰：叠加于火线（ P）、零线（ N）和的线（ E）之间的干扰电压。差模干扰：叠加于火线（ P）和零线（ N）之间的干扰电压。因此插入损耗又分为共模插入损耗和差模插入损耗，插入损耗的测试原理图如下：泄漏电流：滤波器的泄漏电流是指在250VAC 的电压下，火线和零线与外壳间流过的电流。它主要取决于滤波器中的共模电容。从插入损耗考虑，共模电容越大，电性能越好，此时，漏电流也越大。但从安全方面考虑，泄漏电流又不能过大， 否就不符合安全规范要求。特殊是一些医疗保健设备，要求泄漏电流尽可

3、能小。因此，要依据具体设备要求来确定共模电容的容量。泄漏电流测试电路如下所示耐压测试为确保（沟通）电源滤波器的质量，出厂前全部进行耐压测试。测试规范为：火线与的线（或零线与的线）之间施加频率为50Hz 的 1500VAC 高压，时间一分钟，不发生放电现象和咝咝声。火线与零线之间施加 1450V 直流高压，时间一分钟，不发生放电现象和咝咝声（二） EMI 电源滤波器的选用依据设备的额定工作电压、额定工作电流和工作频率来确定滤波器的类型。滤波器的额定工作电流不要取的过小，否就会损坏滤波器或降低滤波器的寿命。但额定工作电流也不要取的过大，这是由于电流大会增大滤波器的体积或降低滤波器的电性能，为了既不

4、降低滤波器的电性能，又能保证滤波器安全工作，一般按设备额定电流的 1.2 倍来确定滤波器的额定工作电流。依据设备现场干扰源情形，来确定干扰噪声类型，是共模干扰仍是差模干扰，这样才能有针对性的选用滤波器。如不能确定干扰类型，可通过实际摸索来确定滤波器型号，这种方法往往是一种既实际又有效的方法。依据设备最大泄漏电流的答应值来选择滤波器，特殊对一些医疗保健设备更是如此（三） EMI 电源滤波器使用的留意事项电源滤波器的安装位置要靠近电源入口处，尽量缩短引线长度。确保滤波器外壳与机箱外壳良好接触，外壳接爱惜的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结话题：解读几种有效开关电源电磁干扰抑制滤波器

5、耐压测试规范是（线 -的）1500V AC，（线 -线） 1450VDC ，时间一分钟。由于这种测试对内部器件带有确定损耗，用户测试次数不能过多，时间不能过长。否就会降低滤波器的寿命，甚至损坏滤波器。解读几种有效开关电源电磁干扰抑制前关于开关电源EMI（Electromagnetic Interference）的争论，有些从 EMI 产生的机理动身，有些从 EMI 产生的影响动身，都提出了许多有用有价值的技术方案。这里分析与比较了几种有效的技术方案，并为开关电源 EMI 的抑制措施提出新的参考建议。 开关电源电磁干扰的产愤怒理开关电源产生的干扰 , 按噪声干扰源种类来分 , 可分为尖峰干扰和谐

6、波干扰两种。如按耦合通路来分 , 可可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结分为传导干扰和辐射干扰两种。现在按噪声干扰源来分别说明：1 、二极管的反向复原时间引起的干扰高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过, 在其受可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结反偏电压而转向截止时 ,会反向流淌 , 致使载流由于 PN 结中有较多的载流子积存, 因而在载流子消逝之前的一段时间里, 电流子消逝的反向复原电流急剧削减而发生很大的电流变化di/dt。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 、开关管工作时产生的谐波干扰功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正

7、激型、推挽型和桥式变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结换器的输入电流波形在零电压开关时 , 这种谐的电流突变 , 也会产生阻性负载时近似为矩形波 , 其中含有丰富的高次谐波重量。当接受零电流、波干扰将会很小。另外 , 功率开关管在截止期间 , 高频变压器绕组漏感引起尖峰干扰。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结荡产生干扰。3 、沟通输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向复原期间会引起高频衰减振开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量, 通过开关电源的输入输出线传可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳

8、总结播出去而形成的干扰称产生电场和磁场。这之为传导干扰。而谐波和寄生振荡的能量, 通过输入输出线传播时 , 都会在空间种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结走线通常接受手工布4 、其他缘由元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够完善，印刷线路板（PCB）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结以及方位的不合理置，具有很大的任凭性， PCB的近场干扰大，并且印刷板上器件的安装、放置，都会造成 EMI 干扰。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 开关电源 EMI 的特点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结强度较大。干

9、的位置较为 而印刷线路板估量的难度。作为工作于开关状态的能量转换装置，开关电源的电压、电流变化率很高， 产生的干扰扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器，相对于数字电路干扰源清楚。开关频率不高（从几十千赫和数兆赫兹），主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰。PCB 走线通常接受手工布线 , 具有更大的任凭性 , 这增加了 PCB分布参数的提取和近场干扰可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 EMI 测试技术可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结射频电流探头目前诊断差模共模干扰的三种方法：射频电流探头、差模抑制网络、噪声分别网络。用是测量差模 共模干扰最简洁的

10、方法，但测量结果与规范限值比较要经过较复杂的换算。差可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结模抑制网络结想的方法，构比较简洁， 测量结果可直接与规范限值比较，但只能测量共模干扰。噪声分别网络是最理但其关键部件变压器的制造要求很高。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 目前抑制干扰的几种措施可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结这三方面着手。切断电磁干扰 种措施基本上是屏蔽、接通常有较大的能好的绝缘片的线, 因而通过法是接受两层 径。为了抑制 工屏蔽罩 , 然后与大的相连可体原就上可以 接的为好 , 这样稳固的参考电 与大的相连 .形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播

11、途径和受扰设备。因而, 抑制电磁干扰也应当从第一应当抑制干扰源 , 直接排除干扰缘由。 其次是排除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射, 的传播途径。第三是提高受扰设备的抗扰才能, 减低其对噪声的敏捷度。目前抑制干扰的几都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，它们确是行之有效的方法。 常用的方法的和滤波。接受屏蔽技术可以有效的抑制开关电源的电磁辐射干扰。例如, 功率开关管和输出二极管功率损耗 , 为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底板上。器件安装时需要导热性进行绝缘 , 这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容, 开关电源的底板是沟通电源的器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到沟

12、通输入端产生共模干扰, 解决这个问题的办绝缘片之间夹一层屏蔽片, 并把屏蔽片接到直流的上, 割断了射频干扰向输入电网传播的途开关电源产生的辐射 , 电磁干扰对其他电子设备的影响, 可完全依据对磁场屏蔽的方法来加将整个屏蔽罩与系统的机壳和的连接为一体, 就能对电磁场进行有效的屏蔽。电源某些部分以起到抑制干扰的作用。例如, 静电屏蔽层接的可以抑制变化电场的干扰。电磁屏蔽用的导不接的 , 但不接的的屏蔽导体常常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应, 所以仍以使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用。电路的公共参考点与大的相连, 可为信号回路供应位。因此, 系统中的安全爱惜的线、 屏蔽接的线和公共参考的

13、线各自形成接的母线后, 最终都可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在电路系统设计中应遵循“一点接的”的原就, 假如形成多点接的 , 会显现闭合的接的环路, 当磁力线穿可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结分布电容的影过该回路时将产生磁感应噪声, 实际上很难实现“一点接的”。因此, 为降低接的阻抗 , 排除响而实行平面式或多点接的, 利用一个导电平面 底板或多层印制板电路的导电平面层等 作可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结为参考的 , 需回电流的幅 连接后 , 再连源产生并向专用的滤波或选择滤波种由电容、电输入电源线间非对称的共模干的抑制共模干要接的的各部分就

14、近接到该参考的上。为进一步减小接的回路的压降, 可用旁路电容削减返值。在低频和高频共存的电路系统中 , 应分别将低频电路、高频电路、功率电路的的线单独接到公共参考点上。滤波是抑制传导干扰的一种很好的方法。 例如, 在电源输入端接上滤波器 , 可以抑制开关电电网反馈的干扰 , 也可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害。 在滤波电路中 , 仍接受许多元件, 如穿心电容器、 三端电容器、 铁氧体磁环 , 它们能够改善电路的滤波特性。恰当的设计器, 并正确的安装和使用滤波器, 是抗干扰技术的重要组成部分。EMI滤波技术是一种抑制尖脉冲干扰的有效措施, 可以滤除多种缘由产生的传导干扰。一感组成的 EMI

15、 滤波器 , 接在开关电源的输入端。电路中,C1 、C5 是高频旁路电容 , 用于滤除两的差模干扰。 L1 与 C2、C4。L2 与 C3、C4 组成共模干扰滤波环节 , 用于滤除电源线与的之间扰。 L3、L4 的初次级匝数相等、极性相反, 沟通电流在磁芯中产生的磁通相反, 因而可有效扰。测试说明 , 只要适当选择元器件的参数, 便可较好的抑制开关电源产生的传导干扰。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 目前开关电源 EMI 抑制措施的不足之处可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结途径动身，这受扰设备的抗现有的抑制措施大多从排除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射, 切断电磁

16、干扰的传播确是抑制干扰的一种行之有效的方法，但很少有人涉及直接把握干扰源, 排除干扰，或提高扰才能，殊不知后者仍有许多进展的空间。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 改进措施的建议可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结关电源器件本我认为目前从电磁干扰的传播途径动身来抑制干扰，已渐进成熟。 我们的视点要回到开身来。从多年的工作实践来看，在电路方面要留意以下几点：(1) 印制板布局时 , 要将模拟电路区和数字电路区合理的分开, 电源和的线单独引出 , 电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结源供应处集合到一点。布线时 , 高频数字信号线要用短线, 主要信号线最好集

17、中在板中心 , 同时电源线尽可能远离高频数字信号线或用的线隔开。其次，可以依据耦合系数来布线，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结尽量削减干噪声。扰耦合。(2) 印制板的电源线和的线印制条尽可能宽, 以减小线阻抗 , 从而减小公共阻抗引起的干扰可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10铝电容代替铝电解(3) 器件多项用贴片元件和尽可能缩短元件的引脚长度, 以减小元件分布电感的影响。(4) 在 Vdd 及 Vcc 电源端尽可能靠近器件接入滤波电容, 以缩短开关电流的流通途径, 如用解和 0 1 电容并联接在电源脚上。对于高速数字的电源端可以用钽电解电电容, 由于钽电解的对的阻抗比铝电解小得多。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结产生开关电源电磁干扰的因素仍许多，抑制电磁干扰仍有大量的工作。全面抑制开关电源的各种噪声才会使开关电源得到更广泛的应用。可编辑资料 - - - 欢迎下载