EMI電源濾波器的插入損耗分析

摘要：在一般EMI濾波器的共模和差模等效電路的基礎(chǔ)上，分析了源阻抗和負(fù)載阻抗對(duì)濾波器插入損耗的影響。提出了共模插入損耗和差模插入損耗的計(jì)算方法，推導(dǎo)了濾波器插入損耗與阻抗關(guān)系的表達(dá)式，并且對(duì)這一關(guān)系作了仿真分析，仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論計(jì)算和分析的正確性。
關(guān)鍵詞：EMI濾波器；插入損耗；共模；差模

隨著電子設(shè)備的不斷增多，電磁干擾(EMI)現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。在傳導(dǎo)干擾中，以電源線傳導(dǎo)干擾最為嚴(yán)重。抑制電源線上干擾的主要途徑是使用EMI濾波器，通常用插入損耗表征濾波器的特性。然而，在實(shí)際使用時(shí)，即使EMI濾波器的插入損耗設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)，也有可能因?yàn)樵醋杩购拓?fù)載阻抗的變化而得不到最佳的濾波效果。
本文針對(duì)EMI濾波器的共模和差模插入損耗進(jìn)行計(jì)算分析，并研究濾波器源阻抗與負(fù)載阻抗的變化對(duì)濾波器性能的影響，通過(guò)仿真驗(yàn)證了方法的有效性。

1 EMl濾波器的插入損耗
EMI濾波器對(duì)干擾噪聲的抑制能力用插入損耗IL(Insertion Loss)來(lái)衡量。插入損耗定義為：沒(méi)有濾波器接入時(shí)，從噪聲源傳輸?shù)截?fù)載的功率P1和接入濾波器后，從噪聲源傳輸?shù)截?fù)載的功率P2之比，用dB表示，濾波器接入前、后的電路如圖1所示。

濾波器插入損耗的表達(dá)式為

式(1)中，RS和RL分別表示源阻抗和負(fù)載阻抗；a11、a12、a21、a22表示濾波器網(wǎng)絡(luò)的A參數(shù)。
根據(jù)式(1)可推導(dǎo)出共模插入損耗的表達(dá)式為

同理根據(jù)式(1)可推導(dǎo)出差模插入損耗的表達(dá)式為