電源EMI濾波器插入損耗的研究

（2）EMI濾波器的并聯(lián)電容要接到高阻抗源（RS大）或高阻抗負(fù)載（RL大）。只有這樣，EMI濾波器實(shí)際工作的IL與理論分析才能基本一致。

改善插入損耗的方法
當(dāng)EMI濾波器的設(shè)計(jì)完成后，或在實(shí)際應(yīng)用中IL部分頻段不達(dá)標(biāo)，或需要再改善IL的曲線，一般有下列幾種方法來(lái)改善插入損耗。

1 切比雪夫修正系數(shù)法
為了克服式（3）設(shè)計(jì)中的不足，引入切比雪夫修正系數(shù)M(ω),即式（3）減去20lg[M(ω)],可獲得修正后的插入損耗的改善。切比雪夫修正系數(shù)為：
M(ω)=C0+C1ω+C22ω+C33ω+C44ω+C55ω+C66ω+C77ω+C88ω (6)
式中，C0=-22474.82；C1ω=56888.04；C2ω=-61886.31；C3ω=37902.16；C4ω=-14274.88；C5ω=3380.81；C6ω=-491.16；C7ω=39.97；C8ω=-1.39。

2 頻段修正法
當(dāng)電氣設(shè)備使用場(chǎng)合已確定時(shí)，該設(shè)備的EMI標(biāo)準(zhǔn)就得按使用場(chǎng)合所在行業(yè)的EMI標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，例如，某開關(guān)電源用在信息行業(yè)，就可以使用信息行業(yè)EMI標(biāo)準(zhǔn)來(lái)診斷，即引用GB9254(相當(dāng)于EN5502)A或B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)開關(guān)電源產(chǎn)生共模，差模干擾的特點(diǎn)，把頻率分為三段：0.15～0.5MHz以差模干擾為主；0.5～5MHz以差、共模干擾共存；5～30MHz以共模干擾為主。如果0.15～0.5MHz頻段不達(dá)標(biāo)，可以加強(qiáng)差模仰制，方法可以是增加CX的值，必要時(shí)要增加差模線圈；如果5～30MHz頻段不達(dá)標(biāo)，可以加強(qiáng)共模仰制，方法可以是增加Cy的值，必要時(shí)要增加共模的級(jí)數(shù)（由1級(jí)增至2級(jí)）。如果上述措施均告失效時(shí)，意味著EMI濾波器設(shè)計(jì)有深層次的問(wèn)題，則應(yīng)重新設(shè)計(jì)。

測(cè)試結(jié)果與分析
根據(jù)圖2電路，設(shè)計(jì)元件參數(shù)CX=470μF，Cy=100μF，L1=L2=80mH。當(dāng)電源內(nèi)阻RS和負(fù)載RL均為50Ω時(shí)，差、共模插入損耗的理論計(jì)算與測(cè)試曲線如圖4所示。其中，A、B分別為共模插入損耗的理論計(jì)算曲線(ILCMI)和測(cè)試曲線(ILCMT)；C,D分別為差模插入損耗的理論計(jì)算曲線(ILDMI) 和測(cè)試曲線(ILDMT)。B曲線和A曲線在頻率為1MHz以前是一致的；B曲線在頻率為1MHz以后就偏離了A曲線，這是因?yàn)殡姼衅鞑捎眉{米晶體軟磁性材料造成的。D曲線和C曲線在頻率為0.1MHz以前是一致的；D曲線在頻率為0.1MHz以后就偏離了C曲線，這是因?yàn)樵植紖?shù)、各元件間分布參數(shù)對(duì)IL的影響和電感器采用納米晶體軟磁性材料等因素造成的。

圖4 插入損耗的理論計(jì)算與測(cè)試曲線

下面來(lái)檢驗(yàn)圖2所示網(wǎng)絡(luò)對(duì)開關(guān)電源的電流(電壓)諧波的抑制效果：
未接入圖2所示網(wǎng)絡(luò)前，分別對(duì)某型號(hào)的29英寸彩電、17英寸彩顯中的開關(guān)電源輸入端口電流和電壓的諧波進(jìn)行測(cè)量；接入圖2所示網(wǎng)絡(luò)后，等條件重復(fù)測(cè)量前種情況的各參數(shù)。測(cè)量條件是：首先對(duì)被測(cè)電子設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格屏蔽，防止臨近設(shè)備及環(huán)境對(duì)被測(cè)電子設(shè)備的EMI；線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)路(LISN)輸入阻抗為50。在測(cè)量來(lái)自電氣設(shè)備傳導(dǎo)干擾時(shí)，必須在電網(wǎng)交流電源與待測(cè)設(shè)備之間接一個(gè)LISN。采用8793A型諧波分析儀測(cè)量電流諧波含量。具有代表性的測(cè)量結(jié)果見表1。表1中，THDi表示電流總諧波含量，THDv表示電壓的總諧波含量，“N”表示圖2所示網(wǎng)絡(luò)。從表1中，我們可以知道：

(1)在開關(guān)電源傳導(dǎo)干擾中，電流諧波干擾起主導(dǎo)作用，也就是要抑制的主要對(duì)象；

(2)在開關(guān)電源中，電壓諧波分量一般小于基波分量的6% 。

(3)接入圖2所示EMI濾波器后，彩電、彩顯中的開關(guān)電源電流(電壓)諧波含量減至原來(lái)的三分之一左右。

(4)彩顯中的開關(guān)電源電流(電壓)諧波含量少于彩電。