EMI濾波器設(shè)計原理

（a）典型反激式開關(guān)電源

（b）共模噪聲源等效電路

（c）差模噪聲源等效電路

圖4 典型反激式開關(guān)電源及其噪聲源等效電路

圖5 電源輸入端電壓、電流波形

在前述設(shè)計過程中，EMI濾波器元件（電感、電容）均被看作是理想的。然而由于實際元件存在寄生參數(shù)，比如電容的寄生電感，電感間的寄生電容，以及PCB板布線存在的寄生參數(shù)，實際的高頻特性往往與理想元件仿真有較大的差異。這涉及到EMC高頻建模等諸多問題，模型的參數(shù)往往較難確定，所以，本文僅考慮EMI濾波器的低頻抑制特性，而高頻建?？蓞⒖次墨I(xiàn)[8]等。故ZS及ZP取值與這些寄生電容、電感以及整流橋等效電容等寄生參數(shù)有關(guān)，直接采用根據(jù)電路拓?fù)浼皡?shù)建模的方案求解源阻抗難以實現(xiàn)，因而，在設(shè)計中往往采用實際測量Zsource。2.2 實際設(shè)計步驟

EMI濾波器設(shè)計往往要求在實現(xiàn)抑制噪聲的同時，自身體積要盡可能小，成本要盡可能低廉。同時，濾波效果也取決于實際的噪聲水平的高低，分析共模和差模噪聲的干擾權(quán)重，為此，在設(shè)計前要求確定以下參量，以實現(xiàn)設(shè)計的優(yōu)化。

1）測量干擾源等效阻抗Zsource和電網(wǎng)等效阻抗。實際過程中往往是依靠理論和經(jīng)驗的指導(dǎo)，先作出電源的PCB板，這是因為共模、差模的噪聲源和干擾途徑互不相同，電路板走線的微小差異都可能導(dǎo)致很大EME變化。

2）測量出未加濾波器前的干擾噪聲頻譜，并利用噪聲分離器將共模噪聲VMEASUREE,CM和差模噪聲Vmeasure,CM分離，做出相應(yīng)的干擾頻譜。

接著就可以進(jìn)行實際的設(shè)計了，仍以本文中提出的濾波器模型為例，步驟如下。

（1）依照式（9）計算濾波器所需要的共模、差模衰減，并做出曲線Vmeasure，CM－f和Vmeasure，DM－f，其中Vmeasure，CM和Vmeasure，DM已經(jīng)測得，Vstandard，CM和Vstandard，DM可參照傳導(dǎo)EMI干擾國標(biāo)設(shè)定。加上3dB的原因在于用噪音分離器的測量值比實際值要大3dB。

(Vreq,CM)dB=(Vmeasure,CM)－(Vstandard,CM)＋3dB

(Vreq,DM)dB=(Vmeasure,DM)－(Vstandard,DM)＋3dB（9）

（2）由圖3可知，斜率分別為40dB/dec和60dB/dec的兩條斜線與頻率軸的交點即為fR,CM和fR，DM。作Vmeasure，CM－f和Vmeasure，DM－f的切線，切線斜率分別為40dB/dec和60dB/dec，比較可知，只要測量他們與頻率軸的交點，即可得出fR,CM和fR，DM，圖6所示為其示意圖。

（a）實線為共模目標(biāo)衰減；虛線為斜率為40dB/dec切線

（b）實線為差模目標(biāo)衰減；虛線為斜率為60dB/dec切線

圖6 fR,DM與fR,CM的確定

（3）濾波器元件參數(shù)設(shè)計

——共模參數(shù)的選取 Cy