中心論題：

• 開關電源電磁幹擾(EMI)的特點
• 電磁幹擾濾波器設計原則
• 電磁幹擾濾波器的電路結構與參數選擇
• 電磁幹擾濾波器的安裝

解決方案：

• 濾波元件要保證輸入濾波器諧振頻率低於開關電源的工作頻率
• 考慮所用電感器和電容器的安全性能

開關電源由於功耗小效率高，體積小，重量輕，穩壓範圍廣
，電路形式靈活等特點，廣泛地應用於計算機、通(tong)信(xin)等(deng)各(ge)類(lei)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)。但(dan)是(shi)隨(sui)著(zhe)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)，開(kai)關(guan)就(jiu)要(yao)高(gao)頻(pin)化(hua)，這(zhe)種(zhong)高(gao)頻(pin)化(hua)，其(qi)基(ji)波(bo)本(ben)身(shen)也(ye)就(jiu)構(gou)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)幹(gan)擾(rao)源(yuan)，發(fa)出(chu)一(yi)種(zhong)更(geng)強(qiang)的(de)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)波(bo)，此(ci)外(wai)通(tong)過(guo)改(gai)進(jin)元(yuan)器(qi)件(jian)達(da)到(dao)高(gao)頻(pin)化(hua)的(de)同(tong)時(shi)
，也(ye)會(hui)因(yin)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)波(bo)而(er)導(dao)致(zhi)一(yi)種(zhong)超(chao)標(biao)準(zhun)值(zhi)的(de)雜(za)散(san)的(de)信(xin)號(hao)。這(zhe)些(xie)信(xin)號(hao)構(gou)成(cheng)了(le)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)(EMI)，被幹擾對象是無線電通信。為使無線電波不受電磁幹擾的影響
，就要采取措施限定這種電磁幹擾，使之符合有關電磁兼容(EMC)標準或規範，這已經成為電子產品設計者越來越關注的問題。
 
開關電源電磁幹擾(EMI)的特點
開關電源功率變換器中的功率半導體器件的開關頻率通常較高，功率開關器件在高頻下的通
、斷過程中不可避免地要產生強大的電磁幹擾。與數字電路相比

，開關電源EMI 呈現出鮮明的特點：a.開關電源EMI 幹擾源的位置比較清楚，主要集中在功率開關器件、二極管以及與之相連的散熱器和高頻變壓器上。b.作為工作於開關狀態的能量轉換裝置，開關電源的電壓、電流變化率很高，其產生的EMI 噪聲信號既具有很寬的頻率範圍，又有一定的強度。c.印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)線(xian)不(bu)當(dang)也(ye)是(shi)引(yin)起(qi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。這(zhe)些(xie)幹(gan)擾(rao)經(jing)傳(chuan)導(dao)和(he)輻(fu)射(she)對(dui)其(qi)他(ta)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)幹(gan)擾(rao)。任(ren)何(he)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)，均(jun)可(ke)用(yong)差(cha)模(mo)和(he)共(gong)模(mo)信(xin)號(hao)來(lai)表(biao)示(shi)。在(zai)一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)
，差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao)幅(fu)度(du)小(xiao)，頻(pin)率(lv)低(di)
，所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)幹(gan)擾(rao)較(jiao)小(xiao)；共模幹擾幅度大，頻率高
，還可以通過導線產生輻射
，所造成的幹擾較大。因此，欲削弱傳導幹擾
，把EMI信號控製在有關EMC 標準規定的極限電平以下，最有效的方法就是在開關電源輸入和輸出電路中加裝電磁幹擾濾波器。電磁幹擾濾波器的設計

電磁幹擾濾波器設計原則
電磁幹擾濾波器的設計與選擇，應根據幹擾源的特性、頻率範圍、電壓、阻抗等參數及負載特性的要求綜合考慮，通常要考慮以下幾方麵的問題：
a.yaoqiudianciganraolvboqizaixiangyinggongzuopinduanfanweinei，nengmanzufuzaiyaoqiudeshuaijiantexing，ruoyizhonglvboqishuaijianliangbunengmanzuyaoqiudeshihou
，zekecaiyongduojilian，keyihuodebidanjigenggaodeshuaijian
，butongdelvboqijilian
，keyihuodezaikuanpindaineilianghaodeshuaijiantexing。

b.要滿足負載電路工作頻率和需抑製頻率的要求
，如果遇到要抑製的頻率和有用信號頻率非常接近，則需要頻率特性非常陡峭的EMI 濾波器。

c.在所要求的頻率上

，濾波器的阻抗必須與它連接的幹擾源阻抗和負載阻抗相匹配，如果負載是高阻抗，則EMI 濾波器的輸出阻抗應為低阻
；如果電源或幹擾源阻抗是低阻抗，則EMI 濾波器的輸出阻抗應為高阻
；如果電源阻抗或幹擾源阻抗是未知的或者是在一個很大的範圍內變化

，很難得到穩定的濾波特性
，為了使EMI 濾波器獲得良好的濾波特性，應在其輸入和輸出端，同時並接一個固定電阻。

d.電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)濾(lv)波(bo)器(qi)必(bi)須(xu)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)耐(nai)壓(ya)能(neng)力(li)，要(yao)根(gen)據(ju)電(dian)源(yuan)和(he)幹(gan)擾(rao)源(yuan)的(de)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)來(lai)選(xuan)擇(ze)濾(lv)波(bo)器(qi)，使(shi)它(ta)具(ju)有(you)足(zu)夠(gou)高(gao)的(de)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)
，以(yi)保(bao)證(zheng)在(zai)所(suo)有(you)預(yu)期(qi)工(gong)作(zuo)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)都(dou)能(neng)可(ke)靠(kao)地(di)工(gong)作(zuo)，能(neng)夠(gou)經(jing)受(shou)輸(shu)入(ru)瞬(shun)時(shi)高(gao)壓(ya)的(de)衝(chong)擊(ji)。

e.濾波器允許通過的電流應與電路中連續運行的額定電流一致。電流定高了

，會加大濾波器的體積和重量

；電流定低了
，又會降低濾波器的可靠性。

f.濾波器應具有足夠的機械強度，結構簡單
，重量輕，體積小，安裝方便，安全可靠。

電磁幹擾濾波器的電路結構與參數選擇
圖1 是開關電源EMI 濾波器的電路。其中L1

、L2為共模扼流圈
，其結構見圖2。由於它的兩個線圈匝數相等
，這兩個電感對於差模電流和主電流所產生的磁通是方向相反、互相抵消的，因而不起作用
；而(er)對(dui)於(yu)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)，能(neng)夠(gou)得(de)到(dao)一(yi)個(ge)大(da)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)呈(cheng)現(xian)高(gao)阻(zu)抗(kang)，以(yi)獲(huo)得(de)最(zui)大(da)的(de)濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)

，因(yin)此(ci)對(dui)其(qi)有(you)良(liang)好(hao)的(de)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)。但(dan)是(shi)，由(you)於(yu)種(zhong)種(zhong)原(yuan)因(yin)，如(ru)磁(ci)環(huan)的(de)材(cai)料(liao)不(bu)可(ke)能(neng)做(zuo)到(dao)絕(jue)對(dui)均(jun)勻(yun)，兩(liang)個(ge)線(xian)圈(quan)的(de)繞(rao)製(zhi)也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)完(wan)全(quan)對(dui)稱(cheng)等(deng)
，使(shi)得(de)L1和L2的電感量是不相等的
，於是，(L1－ L2)形成差模電感，它和L3與L4形成的獨立差模抑製電感與Cx電容器又組成L － N 獨立端口間的一個低通濾波器，用來抑製電源線上存在的差模幹擾信號。

 
在(zai)選(xuan)擇(ze)濾(lv)波(bo)元(yuan)件(jian)時(shi)，一(yi)定(ding)要(yao)保(bao)證(zheng)輸(shu)入(ru)濾(lv)波(bo)器(qi)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)低(di)於(yu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)。由(you)於(yu)隨(sui)著(zhe)電(dian)源(yuan)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)的(de)升(sheng)高(gao)，濾(lv)波(bo)器(qi)對(dui)運(yun)行(xing)噪(zao)聲(sheng)將(jiang)更(geng)容(rong)易(yi)抑(yi)製(zhi)
，所(suo)以(yi)設(she)計(ji)中(zhong)要(yao)注(zhu)意(yi)濾(lv)波(bo)器(qi)在(zai)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)低(di)時(shi)的(de)抑(yi)製(zhi)效(xiao)果(guo)。

C X電容被用來衰減差模幹擾
，C Y用來衰減共模幹擾
，R用於消除可能在濾波器中出現的靜電積累。若電容的容量大於0.1 μ F 時
，該放電電阻的阻值應為R＝t/(2.21C)

式中，t ＝ 1 s；C 為2 個CX的總和值。在圖1 所示電路中各元件參數在下列範圍內選擇：CX為0.1～２ μ F；CY為2 200 pF～0.033 μ F；L1、L2為幾至幾十毫亨
；隨工作電流的不同而選擇不同參數。

共模扼流圈使用的磁心有環形、E 形和U 形等，一般采用鐵氧體材料。環形磁心適用於大電流小電感量，它的磁路比E 形和U 形長

，沒有間隙
，用較少的圈數可獲得較大的電感量，由於這些特點，它具有較佳的頻率特性。E xingcixindexianquanxieloucitongxiao，gudangdianganlouciyoukenengyingxiangqitadianluhuoqitadianluyugongmodianganyouciouhe，erbunenghuodesuoxuyaodezaoshengshuaijianxiaoguoshi，yingkaolvcaiyongE 形磁心作共模電感。

L3、L4一般采用金屬粉壓磁心，由於粉壓磁心適用頻率範圍較低，在幾十千赫～幾兆赫，其直流重疊特性好，在大電流應用時電感量也不會大幅度下降，最適合作差模電感。

差模電容CX接在交流進線兩端
，它上麵除加有額定交流電壓外

，還會疊加交流進線之間存在的各種EMI 峰值電壓，所以該電容的耐壓及耐瞬態峰值電壓的性能要求較高；同時要求該電容失效後，不能危及後麵電路及人身安全。CX電容器的安全等級又分為X1和X2兩類
，X1類適用於一般場合，X2類適用於會出現高的噪聲峰值電壓的應用場合。因此，要根據EMI 濾波器的應用場合和可能存在的EMI 信號的峰值，正確選用適合安全等級的電容。

共模電容CY接jie在zai交jiao流liu電dian進jin線xian與yu機ji殼ke地di之zhi間jian，要yao求qiu它ta們men在zai電dian氣qi和he機ji械xie性xing能neng上shang
，應ying有you足zu夠gou大da的de安an全quan餘yu量liang
，萬wan一yi它ta們men發fa生sheng擊ji穿chuan短duan路lu
，將jiang使shi設she備bei機ji殼ke帶dai上shang交jiao流liu電dian，如ru設she備bei的de絕jue緣yuan或huo接jie地di保bao護hu失shi效xiao，可ke能neng使shi操cao作zuo人ren員yuan遭zao受shou電dian擊ji，甚shen至zhi危wei及ji人ren身shen安an全quan。因yin此ciCYdianrongqiderongliangyaojinxingxianzhi，shiqizaiedingpinlvdedianyaxialoudianliuxiaoyuanquanguifanzhi。lingwaihaiyaoqiuyouzugoudenaiyajinaishuntaigaofengzhidianyadeyuliang，bingqiewanyifashengdianyajichuantayingchuyukailuzhuangtai
，erbuhuishishebeijikedaidian。

由於濾波器工作在高電壓、大電流、惡劣的電磁幹擾環境中，因此在設計和選擇濾波器時
，必須考慮所用電感器和電容器的安全性能，對於電感線圈
，其磁心、繞線的材料
，絕緣材料和絕緣距離、線圈溫升等都應予以重視。對於電容
，其電容種類、耐壓、安全等級、容量和漏電等都應優先考慮，特別要求選擇經過國際安全機構安全認證的產品。

電磁幹擾濾波器的安裝
恰當地安裝濾波器，才能獲得良好的效果
，通常情況下應考慮以下幾點。

a.lvboqiyingjinliangkaojinshebeirukouchuanzhuang
，yingjinliangsuoduanzaishebeineimeiyoujingguolvboqidejiaoliujinxian。zuihaoanzhuangzaiganraoyuanchukouchu，zaijiangganraoyuanhelvboqiwanquanpingbiqilai。ruguoganraoyuanneiqiangkongjianyouxian，zeyingzaikaojinganraoyuandianyuanxianchukouwaice
，lvboqiketiyuganraoyuanketiyingjinxinglianghaodedajie。

b.濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)線(xian)必(bi)須(xu)分(fen)開(kai)，防(fang)止(zhi)輸(shu)入(ru)端(duan)與(yu)輸(shu)出(chu)端(duan)線(xian)路(lu)耦(ou)合(he)，降(jiang)低(di)濾(lv)波(bo)特(te)性(xing)
，通(tong)常(chang)利(li)用(yong)隔(ge)板(ban)或(huo)底(di)盤(pan)來(lai)固(gu)定(ding)濾(lv)波(bo)器(qi)。若(ruo)不(bu)能(neng)實(shi)施(shi)隔(ge)離(li)方(fang)法(fa)，則(ze)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)引(yin)線(xian)。

c.濾波器中電容器導線應盡量短
，以防止感抗與容抗在某頻率上形成諧振。

d.濾波器接地線上有很大的短路電流，能輻射電磁幹擾，要進行良好的屏蔽。

e.焊接在同一插座上的每根導線必須進行濾波，否則會完全失去濾波的衰減特性。

f.管狀濾波器必須完全同軸安裝，使電磁幹擾電流成輻射狀流過濾波器。

 
開關電源電磁幹擾濾波器是無源網絡

，它具有雙向抑製性能。將它插入在交流電網中與電源之間
，相當於這二者的EMI 噪聲之間加上一個阻斷屏障
，這樣一個簡單的無源濾波器起到了雙向抑製噪聲的作用，從而在各種電子設備中獲得廣泛的應用。