中心議題：

• 電磁幹擾濾波器的構造原理及應用
• EMI濾波器在開關電源中的應用
• EMI濾波器的技術參數及測試方法

隨著電子設備
、計算機與家用電器的大量湧現和廣泛普及
，電網噪聲幹擾日益嚴重並形成一種公害。特別是瞬態噪聲幹擾，其上升速度快

、持續時間短、電壓振幅度高(幾百伏至幾千伏)、隨機性強，對微機和數字電路易產生嚴重幹擾
，常使人防不勝防，這已引起國內外電子界的高度重視。

電磁幹擾濾波器(EMIFilter)shijinnianlaibeituiguangyingyongdeyizhongxinxingzuheqijian。tanengyouxiaodiyizhidianwangzaosheng，tigaodianzishebeidekangganraonenglijixitongdekekaoxing
，keguangfanyongyudianziceliangyiqi、計算機機房設備
、開關電源、測控係統等領域。

1電磁幹擾濾波器的構造原理及應用

1.11構造原理

電源噪聲是電磁幹擾的一種，其傳導噪聲的頻譜大致為10kHz~30MHz，最高可達150MHz。根據傳播方向的不同，電源噪聲可分為兩大類：一yi類lei是shi從cong電dian源yuan進jin線xian引yin入ru的de外wai界jie幹gan擾rao
，另ling一yi類lei是shi由you電dian子zi設she備bei產chan生sheng並bing經jing電dian源yuan線xian傳chuan導dao出chu去qu的de噪zao聲sheng。這zhe表biao明ming噪zao聲sheng屬shu於yu雙shuang向xiang幹gan擾rao信xin號hao，電dian子zi設she備bei既ji是shi噪zao聲sheng幹gan擾rao的de對dui象xiang，又you是shi一yi個ge噪zao聲sheng源yuan。若ruo從cong形xing成cheng特te點dian看kan，噪zao聲sheng幹gan擾rao分fen串chuan模mo幹gan擾rao與yu共gong模mo幹gan擾rao兩liang種zhong。串chuan模mo幹gan擾rao是shi兩liang條tiao電dian源yuan線xian之zhi間jian(簡稱線對線)的噪聲
，共模幹擾則是兩條電源線對大地(簡稱線對地)的噪聲。

因此
，電磁幹擾濾波器應符合電磁兼容性(EMC)的(de)要(yao)求(qiu)，也(ye)必(bi)須(xu)是(shi)雙(shuang)向(xiang)射(she)頻(pin)濾(lv)波(bo)器(qi)，一(yi)方(fang)麵(mian)要(yao)濾(lv)除(chu)從(cong)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)引(yin)入(ru)的(de)外(wai)部(bu)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)還(hai)能(neng)避(bi)免(mian)本(ben)身(shen)設(she)備(bei)向(xiang)外(wai)部(bu)發(fa)出(chu)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)，以(yi)免(mian)影(ying)響(xiang)同(tong)一(yi)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)下(xia)其(qi)他(ta)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。此(ci)外(wai)，電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)濾(lv)波(bo)器(qi)應(ying)對(dui)串(chuan)模(mo)、共模幹擾都起到抑製作用。

1.2基本電路及典型應用

電磁幹擾濾波器的基本電路如圖1所示。



該五端器件有兩個輸入端
、兩個輸出端和一個接地端
，使用時外殼應接通大地。電路中包括共模扼流圈(亦稱共模電感)L、濾波電容C1~C4。Ｌduichuanmoganraobuqizuoyong，dandangchuxiangongmoganraoshi，youyulianggexianquandecitongfangxiangxiangtong，jingguoouhehouzongdianganliangxunsuzengda，yinciduigongmoxinhaochengxianhendadegankang，shizhibuyitongguo，guchengzuogongmoeliuquan。tadelianggexianquanfenbieraozaidisunhao、高導磁率的鐵氧體磁環上，當有電流通過時，兩個線圈上的磁場就會互相加強。L的電感量與EMI濾波器的額定電流I有關，參見表1。

[page]xuyaozhichu，dangedingdianliujiaodashi
，gongmoeliuquandexianjingyeyaoxiangyingzengda，yibiannengchengshoujiaodadedianliu。ciwai，shidangzengjiadianganliang，kegaishandipinshuaijiantexing。C1和C2采用薄膜電容器
，容量範圍大致是0.01Μf~0.47μF，主要用來濾除串模幹擾。C3和C4跨接在輸出端
，並將電容器的中點接地
，能有效地抑製共模幹擾。C3和C4亦可並聯在輸入端
，仍選用陶瓷電容
，容量範圍是2200Pf~0.1μF。

為減小漏電流，電容量不得超過0.1μF，並且電容器中點應與大地接通。C1~C4的耐壓值均為630VDC或250VAC。圖2示出一種兩級複合式EMI濾波器的內部電路
，由於采用兩級(亦稱兩節)lvbo
，yincilvchuzaoshengdexiaoguogengjia。zhenduimouxieyonghuxianchangcunzaizhongfupinlvweijiqianhezidekuaisushuntaiqunmaichongganraodewenti
，guoneiwaihaikaifachuqunmaichonglvboqi(亦稱群脈衝對抗器)

，能對上述幹擾起到抑製作用。

EMI濾波器在開關電源中的應用

為減小體積、降低成本，單片開關電源一般采用簡易式單級EMI濾波器
，典型電路如圖3所示




圖(a)與圖(b)中的電容器C能濾除串模幹擾，區別僅是圖(a)將C接在輸入端，圖(b)則接到輸出端。圖(c)、(d)所示電路較複雜，抑製幹擾的效果更佳。圖(c)中的L
、C1和C2用來濾除共模幹擾
，C3和C4濾除串模幹擾。R為泄放電阻
，可將C3上積累的電荷泄放掉
，避免因電荷積累而影響濾波特性
；斷電後還能使電源的進線端L、N不帶電，保證使用的安全性。圖(d)則是把共模幹擾濾波電容C3和C4接在輸出端。



EMI濾波器能有效抑製單片開關電源的電磁幹擾。圖4中曲線a為不加EMI濾波器時開關電源上0.15MHz~30MHz傳導噪聲的波形(即電磁幹擾峰值包絡線)。曲線b是插入如圖3(d)所示EMI濾波器後的波形
，能將電磁幹擾衰減50dBμV~70dBμV。顯然


，這種EMI濾波器的效果更佳。[page]

3EMI濾波器的技術參數及測試方法

主要技術參數

EMI濾波器的主要技術參數有：額定電壓、額定電流
、漏電流
、測試電壓
、絕緣電阻、直流電阻、使用溫度範圍
、工作溫升Tr、插入損耗AdB、外形尺寸

、重量等。上述參數中最重要的是插入損耗(亦稱插入衰減)，它是評價電磁幹擾濾波器性能優劣的主要指標。插入損耗(AdB)是頻率的函數，用dB表示。設電磁幹擾濾波器插入前後傳輸到負載上的噪聲功率分別為P1、P2，有公式：

AdB=10lgP1/P2(1)

假定負載阻抗在插入前後始終保持不變
，則P1=V12/Z，P2=V22/Z。式中V1是噪聲源直接加到負載上的電壓，V2是在噪聲源與負載之間插入電磁幹擾濾波器後負載上的噪聲電壓
，且V2＜＜V1。代入(1)式中得到

AdB=20lg(2)

插入損耗用分貝(dB)biaoshi
，fenbeizhiyuda

，shuomingyizhizaoshengganraodenengliyuqiang。jianyulilunjisuanbijiaofansuoqiewuchajiaoda，tongchangshiyoushengchanchangjiajinxingshijiceliang
，genjuzaoshengpinpuzhudiancechusuoduiyingdecharusunhao
，ranhouhuichudianxingdecharusunhaoquxian，tigonggeiyonghu。



圖5給出一條典型曲線。由圖可見，該產品可將1MHz~30MHz的噪聲電壓衰減65dB。計算EMI濾波器對地漏電流的公式為

ILD=2πfCVC(3)

式中
，ILD為漏電流

，f是電網頻率。以圖1為例，f=50Hz
，C=C3+C4=4400pF，VC是C3
、C4上的壓降
，亦即輸出端的對地電壓
，可取VC≈220V/2=110V。由(3)式不難算出，此時漏電流ILD=0.15mA。C3和C4若選4700pF，則C=4700pFX2=9400pF，ILD=0.32mA。顯然
，漏電流與C成正比。對漏電流的要求是愈小愈好，這樣安全性高，一般應為幾百微安至幾毫安。在電子醫療設備中對漏電流的要求更為嚴格。

需要指出，額定電流還與環境溫度TA有關。例如國外有的生產廠家給出下述經驗公式：

I=I1(4)

式中，I1是40°C時的額定電流。舉例說明，當TA=50℃時，I=0.88I1；而當TA=25℃時
，I=1.1511。這表明，額定電流值隨溫度的降低而增大，這是由於散熱條件改善的緣故。