中心議題：

• EMI濾波器插入損耗的理論分析
• 影響插入損耗的各種原因

解決方案：

• RS與RL對插入損耗的影響及改進方法
• 分布參數對插入損耗的影響
• 電感材料性能對IL的影響
• RS
  、RL與EMI濾波器結構的選擇關係

從抗電磁幹擾角度來說，電源EMI濾波器實際是一個隻允許直流和工頻通過的低通濾波器，即從零頻（直流）至截止頻率（工頻）的通帶內以最小衰減通過電流（或電壓）。對電磁幹擾的阻帶，要求盡可能高的衰減
，過渡帶曲線盡可能陡（即過渡帶盡可能窄）。

由於EMI濾波器衰減的定義與傳統濾波器不同，所以
，傳統濾波器的各種傳遞函數表達式和現成的數據及圖表均不能直接用於EMI濾波器的設計。EMI濾波器的衰減用插入損耗來表示
，本文將探討電源EMI濾波器插入損耗的計算，以及影響插入損耗的各種原因和改進方法。
　　
EMI濾波器插入損耗的理論分析
　　
EMI濾波器插入損耗IL定義如下：

IL=10log(P1/P2)=20log(U1/U2)(1)
　　
式中
，P1和U1分別表示當EMI濾波器未插入前（圖1（a）），從噪聲源us傳遞到負載RL的功率和電壓


；P2和U2分別表示當EMI濾波器接入後（圖1(b)）
，從噪聲源傳遞到負載的功率和電壓。


圖1EMI濾波器接入前
、後的電路
　　
理論分析EMI濾波器的IL時
，把濾波器網絡用A參數來表示：

則可求得EMI濾波器的IL表達式為：

IL=20log|(a11RL+a12+a21RSRL+a22RL)/(RS+RL)|(3)
　　
圖2為高性能的EMI濾波器。其中，E表示共模信號輸入端。圖2中網絡的共模等效電路如圖3（a）所示
，差模等效電路如圖3（b）所示。圖3（b）中Le1、Le2、Cxi，i=1
，2，3
，分別表示等效電感和電容。

圖2EMI濾波器網絡

圖3圖2網絡的共模與差模等效電路
　　
由圖3（a）並根據式（4）可求得共模插入損耗為：

ILCM=10lg|(RS+RL-ω2CyD12+ω2D22)|-20lg(RS+RL)(4)
　　
式中，D1=L1RL+L2RS
；D2=L1+L2-ω2L1L2Cy+CyRSRL
　　
由圖3（b）同理可求得差模插入損耗為：
ILDM=10lg|(B12+B2+RSRLB3)|-20lg(RS+RL)(5)
　　
式中，B1=RL(1-ω2Cx2Le2)-ω2Cx2Le1(1-ω2Cx3Le2)+RS(1-ω2Cx2Le2)-ω2Cx1Le2-ω2Cx1Le1(1-ω2Cx2Le2)
；B2=ωLe2+ωLe1(1-ω2Cx2Le2)；B3=ωCx3+ωCx2(1-ω2Cx3Le2)+ωCx1(1-ω2Cx3Le2)–ω3Cx1Cx3Le1-ω3Cx1Cx2Le1(1-ω2Cx3Le2)。
　　
影響插入損耗的各種原因
　　
1RS與RL對插入損耗的影響及改進方法
　　
一般設計時，令RS/RL=50Ω/50Ω，這有利於簡化EMI濾波器的理論計算（把RS
、RL看成常數而不是變量）
，但實際運用RS/RL=50Ω/50Ω的概率很少。這顯然脫離了實際情況

，其理論分析與實際插入損耗相差較大。因此，CISPR出版物4.2.2.2建議：除RS/RL=50Ω/50Ω測試方法外，另外補充RS/RL=0.1Ω/100Ω和RS/RL=100Ω/0.1Ω兩種極端情況的測試方法。可以理解為幫助用戶了解該EMI濾波器在兩種極端情況下，其插入損耗有效範圍是否滿足要求。
　　
2分布參數對插入損耗的影響
　　
在低頻段，電感器和電容器的分布參數可忽略不計，但在較高的頻段工作時
，它們的分布參數對IL的(de)影(ying)響(xiang)就(jiu)會(hui)顯(xian)示(shi)出(chu)來(lai)。而(er)電(dian)容(rong)器(qi)中(zhong)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)感(gan)，元(yuan)件(jian)與(yu)金(jin)屬(shu)外(wai)殼(ke)之(zhi)間(jian)，元(yuan)件(jian)與(yu)元(yuan)件(jian)之(zhi)間(jian)，印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)線(xian)等(deng)均(jun)存(cun)在(zai)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)。這(zhe)些(xie)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)會(hui)加(jia)入(ru)電(dian)路(lu)運(yun)算(suan)。解(jie)決(jue)元(yuan)件(jian)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)對(dui)IL的影響有下列幾種方法：
　　
（1）選擇優質元件；
（2）估計元件分布參數，建立EMI濾波器高頻等效模型，並把元件分布參數參加濾波器設計
；
（3）如果IL達不到要求，可以增加濾波器的級數；
（4）通過元件布局、印刷電路板設計有利於電磁兼容等方法來解決。
　　
3電感材料性能對IL的影響
　　
在(zai)高(gao)頻(pin)段(duan)，電(dian)感(gan)器(qi)采(cai)用(yong)的(de)納(na)米(mi)晶(jing)體(ti)軟(ruan)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)的(de)頻(pin)響(xiang)不(bu)如(ru)猛(meng)鋅(xin)鐵(tie)氧(yang)體(ti)軟(ruan)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)的(de)頻(pin)響(xiang)。因(yin)此(ci)
，在(zai)高(gao)頻(pin)段(duan)

，電(dian)感(gan)器(qi)應(ying)采(cai)用(yong)錳(meng)鋅(xin)鐵(tie)氧(yang)軟(ruan)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)，這(zhe)有(you)利(li)於(yu)高(gao)頻(pin)段(duan)加(jia)大(da)插(cha)入(ru)損(sun)耗(hao)，即(ji)提(ti)高(gao)濾(lv)波(bo)器(qi)對(dui)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)的(de)仰(yang)製(zhi)效(xiao)果(guo)。但(dan)是(shi)
，由(you)於(yu)納(na)米(mi)晶(jing)體(ti)軟(ruan)磁(ci)材(cai)料(liao)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)導(dao)磁(ci)率(lv)（μ0可達到13.5萬,μe可達到17.9萬）和he高gao飽bao和he磁ci感gan特te性xing，這zhe些xie特te性xing指zhi標biao遠yuan優you越yue鐵tie氧yang體ti和he鈷gu基ji晶jing體ti軟ruan磁ci性xing材cai料liao，因yin此ci，采cai用yong納na米mi晶jing體ti材cai料liao有you利li於yu低di頻pin段duan的de共gong模mo插cha入ru損sun耗hao
，即ji減jian少shao通tong帶dai的de插cha入ru損sun耗hao。
　　
4RS、RL與EMI濾波器結構的選擇關係
　　
由式（4）可知：IL與RS、RL有直接關係，即使EMI濾波器設計達到IL指標
，對於不同RS、RL，其結構如果選擇不當，也不能達到較好的濾波效果。因此
，根據RS、RL的實際情況，選用EMI濾波器結構應遵循下列兩點原則：
　　
（1）EMI濾波器的串聯電感要接到低阻抗源（RS小）或低阻抗負載（RL小）；
　　
（2）EMI濾波器的並聯電容要接到高阻抗源（RS大）或高阻抗負載（RL大）。隻有這樣，EMI濾波器實際工作的IL與理論分析才能基本一致。