电路设计:超宽带EMI滤波器的设计
EMI滤波器的设计原理
EMI滤波器的设计原理
首先,要了解EMI滤波器的设计原理,我们需要了解电磁干扰的基本
特性。电磁干扰是指在电路中传输的电流和电压信号中引入噪声或干扰的
现象。电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两种类型。传导干扰是指电
磁干扰通过导线或电路板上的传输线传播的干扰信号,而辐射干扰则是指
干扰信号通过电路中的元器件辐射到周围环境中。
为了抑制电磁干扰,EMI滤波器利用传输线理论来设计。传输线理论
是一种用于描述电磁波在导线或电缆中传播的理论。根据传输线理论,电
磁波在导线中的传播会受到电感和电容的影响。因此,通过选择合适的电
感和电容器,并将它们组合成适当的电路结构,可以实现对电磁干扰的滤
波作用。
1.频率响应:根据电磁干扰的频率范围选择合适的滤波器类型。常见
的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
2.阻抗匹配:为了最大限度地抑制电磁干扰,滤波器需要具有与干扰
信号源或受干扰设备之间的阻抗匹配。阻抗匹配可以减少信号的反射和传
输损耗。
3.电感和电容的选择:根据频率响应和阻抗匹配的要求选择合适的电
感和电容器。电感和电容器的数值越大,滤波器对干扰信号的抑制效果越好。
4.滤波网络的结构:根据具体的应用需求确定滤波器的电路结构。常
见的滤波器结构包括Pi型滤波器、T型滤波器、L型滤波器等。
在实际设计中,需要进行电路仿真和实验测试来评估滤波器的性能。通过调整电感和电容的数值、调整滤波器的结构等方式,可以进一步优化滤波器的性能。
总结起来,EMI滤波器的设计原理是基于电磁干扰的特性和传输线理论,通过选择合适的电感和电容器,并将它们组合成适当的电路结构,来实现对电磁干扰的滤波作用。在实际设计中,需要考虑频率响应、阻抗匹配、电感和电容器的选择以及滤波网络的结构等因素,通过电路仿真和实验测试来评估滤波器的性能并进行优化。
超宽带EMI滤波器的设计思路
超宽带EMI滤波器的设计思路
文章介绍超宽带EMI滤波器的设计思路,该滤波器的滤波频率可以达到40GHz甚至更高,在频率低端采用LC反射式滤波原理,在频率高端采用高性能吸波材料的吸收式滤波原理。
由于引入吸波材料,大于10GHz频段的滤波器仍然可以保证100dB以上的插入损耗,克服了传统LC滤波器在频率高端由于电路分布参数的影响导致滤波性能下降甚至完全失效的弊端。
1.引言
近十几年来,作为微波实验基础设施的屏蔽室,其应用的频率范围不断扩展,频率高端已由1GHz增加到18GHz,甚至40GHz,预计未来的趋势还会增加到60GHz,甚至100GHz。为保证屏蔽室在整个适用频段范围的屏蔽效能,即不因电源线或信号线的引入而使干扰信号也被引入或引出屏蔽室,这就要求屏蔽室的电源滤波器和信号滤波器在同样的频段范围具有规定的插入损耗。
EMI 滤 波 器 原 理 与 设 计 方 法 详 解
EMI 滤 波 器 原 理 与 设 计 方 法 详 解
输入端差模电感的选择输入端差模电感的选择::
1. 差模choke 置于L 线或N 线上,同时与XCAP 共同作用F=1 / (2*π* L*C)
2. 波器振荡频率要低于电源供给器的工作频率,一般要低于10kHz 。
3. L = N2AL (nH/N2)nH
4. N = [L (nH )/AL(nH/N2)]1/2匝
5. AL = L (nH )/ N2nH/N2
6. W =(NI )2AL / 2000µJ
输入端共模电感的选择输入端共模电感的选择::
共模电感为EMI 防制零件,主要影响Conduction 的中、低频段,设计时必须同时考虑EMI 特性及温升,以同样尺寸的Common Choke 而言,线圈数愈多(相对的线径愈细),EMI 防制效果愈好,但温升可能较高。传导干扰频率范围为0.15~30MHz ,电场辐射干扰频率范围为30~100MHz 。开关电源所产生的干扰以共模干扰为主。产生辐射干扰的主要元器件除了开关管和高频整流二极管还有脉冲变压器及滤波电感等。注意:1. 避免电流过大而造成饱和。2.Choke 温度系数要小,对高频阻抗要大。3.感应电感要大,分布电容要小。4.直流电阻要小。
B = L * I / (N * A) (B shall be less than 0.3)
L = Choke inductance. I = Maximum current through choke. N = Number of turns on choke.
emi滤波器电路设计 -回复
emi滤波器电路设计-回复
EMI滤波器电路设计是电子工程中非常重要的一项工作,它的作用是降低或消除电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI),使电路正常运行。本文将以EMI滤波器电路设计为主题,一步一步回答相关问题。
第一步:了解EMI滤波器的原理和分类
EMI滤波器的基本原理是利用滤波器电路对电路信号进行处理,降低或消除电磁辐射、传导噪声对其他设备的影响。根据滤波器的工作原理和频率响应,EMI滤波器可以分为三类:无源LC滤波器、有源滤波器和混合滤波器。其中无源LC滤波器是应用最广泛的一种。
第二步:确定EMI滤波器的设计要求
在设计EMI滤波器电路之前,需要根据具体应用场景和系统要求,确定一些设计参数和要求,例如带宽范围、最大允许的衰减等级、最大允许的漏电流等。这些参数和要求将直接影响到滤波器电路的设计和性能。
第三步:选择合适的滤波器拓扑结构
在选择滤波器的拓扑结构时,需要考虑滤波器的频率响应、带宽需求以及设计要求等多个因素。常见的LC滤波器拓扑结构包括L型滤波器、π型滤波器和T型滤波器等。此外,还可以根据实际需要选择有源滤波器或混合滤波器等。
第四步:计算滤波器的元件数值和参数
在确定滤波器的拓扑结构后,需要根据具体的设计要求和滤波器电路的特性,计算滤波器的元件数值和参数。这包括滤波器电感、电容和电阻等的数值选择和设计。
第五步:绘制EMI滤波器的电路图
根据前面的设计计算结果,可以使用相应的电路设计软件或者手绘工具绘制EMI滤波器的电路图。电路图应该清晰明了,标明每个元件的数值和型号,接线端口应该有合适的标记。
EMI滤波器应用设计原理
EMI滤波器设计原理
高频开关电源由于其在体积、重量、功率密度、效率等方面的诸多优点,已经被广泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域。在开关电源应用于交流电网的场合,整流电路往往导致输入电流的断续,这除了大大降低输入功率因数外,还增加了大量高次谐波。同时,开关电源中功率开关管的高速开关动作(从几十kHz到数MHz),形成了EMI(electromagnetic interference)骚扰源。从已发表的开关电源论文可知,在开关电源中主要存在的干扰形式是传导干扰和近场辐射干扰,传导干扰还会注入电网,干扰接入电网的其他设备。
减少传导干扰的方法有很多,诸如合理铺设地线,采取星型铺地,避免环形地线,尽可能减少公共阻抗;设计合理的缓冲电路;减少电路杂散电容等。除此之外,可以利用EMI滤波器衰减电网与开关电源对彼此的噪声干扰。
EMI骚扰通常难以精确描述,滤波器的设计通常是通过反复迭代,计算制作以求逐步逼近设计要求。本文从EMI滤波原理入手,分别通过对其共模和差模噪声模型的分析,给出实际工作中设计滤波器的方法,并分步骤给出设计实例。
1 EMI滤波器设计原理
在开关电源中,主要的EMI骚扰源是功率半导体器件开关动作产生的
d v/d t和d i/d t,因而电磁发射EME(Electromagnetic Emission)通常是宽带的噪声信号,其频率围从开关工作频率到几MHz。所以,传导型电磁环境(EME)的测量,正如很多国际和国家标准所规定,频率围在0.15~30MHz。设计EMI滤波器,就是要对开关频率及其高次谐波的噪声给予足够的衰减。基于上述标准,通常情况下只要考虑将频率高于150kHz的EME衰减至合理围即可。
EMI滤波器的设计
EMI滤波器的设计
滤波器技术的基本用途是选择信号和抑制干扰,滤波器是是压缩信号回路干扰频谱的一种方法,当干扰频谱的成分不同于有用信号的频谱时,就可以用滤波器将无用的干扰信号过滤,减小到一定程度,使传出系统的干扰不甚于超出给定的规范;使传入系统的干扰不甚于引起系统的误动作。滤波器将有用信号和干扰频谱隔离得越充分,它对减少有用信号回路干扰的效果越好。因此恰当的设计滤波器,对抑制传导干扰是极其重要的。
EMI滤波器的设计原则
滤波器的设计既可以用电抗性组件实现,也可用吸收组件实现。前者将不要的干扰信号反射回去,后者将不需要的信号吸收掉。反射式滤波器通常由电感和电容这两种电抗组件组成,使在通带内提供低的串联阻抗和高的并联阻抗;而在阻带内提供高的串联阻抗和低的并联阻抗。反射式滤波器就是利用LC建立起一个高的串联阻抗和低的并联阻抗,把干扰频率成分的能量反射回信号源,而达到抑制干扰的目的。
滤波器的有效性取决于滤波器连接的前后网络的阻抗,要达到有效的抑制EMI 信号的目的,必须根据滤波器两端连接的EMI信号的源阻抗和负载阻抗合理连接。
如图1所示,当滤波器的输入阻抗Z OUT与负载电阻Z L相等时,两者匹配,此时负载无反射。当Z L≠Z OUT时,电路失配,则终端会产生反射,我们定义反射系数Γ=(Z OUT-Z L)/(Z OUT+Z L)(1)
Z L图1:滤波器的工作原理
当负载电抗时,反射系数是复数。反射系数与衰减的关系是:
A r =-10lg(1-∣T∣2 ) (2)
工程应用中常用反射系数Γ来表示通带内的最大适配情况。图2中的滤波器网络是电源EMI 滤波器,ΓI 表示源端对滤波网络的反射系数; ΓZ 表示负载端对滤波网络的反射系数,分三种情况讨论:
EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器(Electromagnetic Interference Filter)是一种用于抑制电磁干扰的电路。电磁干扰是指电子设备之间相互干扰产生的电磁辐射或者干扰信号,会对设备的正常操作和性能产生负面影响。EMI滤波器通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号,从而实现对电磁干扰的抑制。
一般来说,低通滤波器是指可以通过低于其中一特定频率的信号,而对高于该特定频率的信号进行滤波的电路。低通滤波器常用于消除高频电磁干扰。一个常见的低通滤波器电路是RC滤波器,由电容器和电阻器组成。电容器对于高频信号具有很大的阻抗,从而将高频信号绕过电路,实现滤波作用。选择合适的电容和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。
相比之下,高通滤波器是指可以通过高于其中一特定频率的信号,而对低于该特定频率的信号进行滤波的电路。高通滤波器常用于消除低频电磁干扰。一个常见的高通滤波器电路是RL滤波器,由电感器和电阻器组成。电感器对于低频信号具有很大的阻抗,从而将低频信号绕过电路,实现滤波作用。选择合适的电感和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。
除了RC和RL滤波器,还有其他各种类型的EMI滤波器电路,比如LC滤波器、二阶滤波器、传输线滤波器等,可以根据具体应用的需求进行选择和设计。
在EMI滤波器电路的设计中,首先需要确定需要滤波的频率范围,然后根据频率范围选择合适的滤波器类型。其次,需要根据滤波器的阻抗特
性和传输线的特性来选择适当的元件值。还需要注意电路的功率和电流容量,以确保电路能够在正常工作范围内工作。
电源电路emi设计
电源电路emi设计
一、概述
电源电路的EMI(电磁干扰)设计是确保电子设备稳定运行的关键环节。以下介绍电源电路EMI设计的各个方面,包括输入滤波器设计、输出滤波器设计、接地设计、屏蔽设计、布局设计、电缆设计、去耦电容设计、电源模块选择、传导干扰抑制和辐射干扰抑制。
二、输入滤波器设计
输入滤波器的主要目的是减小电源线上的传导干扰。设计时应考虑使用低通滤波器,以减小高频率的噪声。同时,要选择适当的元件参数,以在不影响正常工作电流的情况下,有效滤除噪声。
三、输出滤波器设计
输出滤波器的目的是减小设备对外的电磁辐射。应使用适当阶数和元件参数的滤波器,并根据设备的工作频率和可能的辐射频率来确定滤波器的特性。
四、接地设计
良好的接地是EMI设计的关键。应选择适当的接地方式,如单点接地、多点接地或混合接地,以减小接地阻抗,降低因地线导致的电压降,从而减小共模电流。
五、屏蔽设计
屏蔽是减少电磁辐射的有效方法。可以使用金属屏蔽材料对电源线和电源组件进行屏蔽,以减少外部电磁场对设备的影响和设备对外部的电磁辐射。
六、布局设计
电源电路的布局设计对于EMI控制至关重要。应合理安排电源电路中各元件的位置,尽量减小元件间的电磁耦合,降低噪声的传播。
七、电缆设计
电缆是电磁干扰的主要传播途径之一。应选择低阻抗、低感抗的电缆,并进行合理的电缆布局和捆扎,以减小电缆对电磁干扰的传播。
八、去耦电容设计
去耦电容可以减小电源中的噪声,提高电路的稳定性。在电路板上的关键元件附近应合理放置去耦电容,并选择适当的电容值和耐压值。
九、电源模块选择
EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器的原理是基于信号的频率特性和线路的阻抗匹配。在设计EMI滤波器时,首先需要分析电路中的电磁干扰源,并根据干扰频率的不
同选择合适的滤波器类型。常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
在滤波器的设计中,核心是选择合适的元件参数以及电路拓扑结构。
其中电感和电容是常用的滤波元件,它们的选择需要考虑滤波器的频率响
应特性。一般来说,电感可用于低频段的滤波,而电容则适用于高频段的
滤波。在滤波器的设计中还需要考虑元件的阻抗匹配,以提高滤波效果。
除了滤波器,EMI滤波器还包括抑制器。抑制器通过增加抑制网络,
进一步提高滤波器对电磁干扰的抑制效果。抑制网络一般包括与电磁干扰
源之间的串联电感和并联电容。它们通过改变电路的阻抗特性,减少电磁
干扰信号的传输和辐射。
在设计EMI滤波器时,还需要考虑电路的输入和输出特性以及滤波器
的功率损耗。输入和输出特性的分析包括电压、电流和功率的测量与计算,以保证滤波器在工作范围内的性能。而功率损耗则是指滤波器对信号的能
量损耗,需要控制在合理的范围内,以避免对整体电路性能的影响。
总之,EMI滤波器的设计原理是基于信号的频率特性和线路的阻抗匹配。通过选择合适的滤波器类型、元件参数和抑制网络,可以实现对电磁
干扰的抑制。设计时需要考虑电路的输入和输出特性以及滤波器的功率损耗,以保证滤波器正常工作并提供良好的滤波效果。
EMI滤波器的设计原理分析
EMI滤波器的设计原理分析
随着电子设备、计算机与家用电器的大量涌现和广泛普及,电网噪声干扰日益严重并形成一种公害。特别是瞬态噪声干扰,其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高(几百伏至几千伏)、随机性强,对微机和数字电路易产生严重干扰,常使人防不胜防,这已引起国内外电子界的高度重视。
电磁干扰滤波器(EMI Filter)是近年来被推广应用的一种新型组合器件。它能有效地抑制电网噪声,提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性,可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源、测控系统等领域。
1 电磁干扰滤波器的构造原理及应用
1.11 构造原理
电源噪声是电磁干扰的一种,其传导噪声的频谱大致为
10kHz~30MHz,最高可达150MHz。根据传播方向的不同,电源噪声可分为两大类:一类是从电源进线引入的外界干扰,另一类是由电子设备产生并经电源线传导出去的噪声。这表明噪声属于双向干扰信号,电子设备既是噪声干扰的对象,又是一个噪声源。若从形成特点看,噪声干扰分串模干扰与共模干扰两种。串模干扰是两条电源线之间(简称线对线)的噪声,共模干扰则是两条电源线对大地(简称线对地)的噪声。因此,电磁干扰滤波器应符合电磁兼容性(EMC)的要求,也必须是双向射频滤波器,一方面要滤除从交流电源线上引入的外部电磁干扰,另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声干扰,以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。此外,电磁干扰滤波器应对串模、共模干扰都起到抑制作用。
1.2 基本电路及典型应用
电磁干扰滤波器的基本电路如图1所示。
开关电源EMI滤波器原理和设计研究
开关电源EMI滤波器原理和设计研究
开关电源EMI滤波器是用于抑制开关电源产生的电磁干扰(EMI)的
一种电路。开关电源工作时,因为开关元件的开闭引起的瞬态电流和电压
变化,会在电源线上产生高频噪声干扰,通过电磁辐射和传导的方式传播
到其他电路中,对其他设备和系统产生干扰。
EMI滤波器的设计旨在通过选择合适的滤波器拓扑结构、滤波器元件
和参数,以及合理布局和连接方式,来有效地抑制开关电源产生的高频噪声。
EMI滤波器的原理是通过串联和并联等方式构成一个低通滤波器,将
开关电源的高频噪声滤除,使其只能在设定的频率范围内传递,从而减少
对其他设备和系统的干扰。
EMI滤波器的设计研究需考虑以下几个方面:
1.滤波器拓扑结构选择:常见的EMI滤波器拓扑结构包括LC滤波器、RC滤波器和LCL滤波器等。不同的拓扑结构适用于不同的滤波需求,需
根据实际应用场景选择适合的拓扑结构。
2.滤波器元件选择:滤波器中的元件包括电感、电容和电阻等。选择
合适的元件需要考虑元件的频率响应特性、阻抗特性、容值和功率等参数。
3.滤波器参数优化:滤波器的参数优化可以通过频率响应曲线和阻抗
匹配等方法进行,以确保滤波器在设计频率范围内能够有效地滤除高频噪声。
4.布局和连接方式设计:合理的布局和连接方式可以减少电磁辐射和
传导的路径,从而进一步提高滤波器的性能。
此外,还需对滤波器进行实验验证,通过在实际电路中的应用来评估滤波器的性能和有效性。
总之,开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了抑制开关电源的高频噪声干扰,需要对滤波器的拓扑结构、元件选择、参数优化以及布局和连接方式进行综合考虑和设计,以提高滤波器的性能和效果。
EMI滤波器设计方法
电源EMI滤波器的设计方法
1. 确定fcn的一般方法
扼流圈截止频率fcn要根据电磁兼容性设计要求确定。对于骚扰源,要求将骚扰电平降低到规定的范围;对于接收器,其接收品质体现在对噪声容限的要求上。对于一阶低通滤波器截止频率可按下式确定:
骚扰源:fcn=kT×(系统中最低骚扰频率);
接收机:fcn=kR×(电磁环境中最低骚扰频率)。
式中,kT、kR根据电磁兼容性要求确定,一般情况下取1/3或1/5。例如:电源噪声扼流圈或电源输出滤波器截止频率取fcn=20~30kHz(当开关电源频率f=100kHz时);信号噪声扼流圈截止频率取fcn=10~30MHz(对传输速率为100Mbps的信息技术设备)。此外,对于输入电流有特殊波形的设备,例如接有直接整流-电容滤波的电源输入电路(未作功率因数校正(PFC)的开关电源和电子镇流器之类电器通常如此),要滤除2~40次电流谐波传导干扰,噪声扼流圈截止频率fcn可能取得更低一些。例如,美国联邦通信委员会(FCC)规定电磁干扰起始频率为300kHz;国际无线电干扰特别委员会(CISPR)规定为150kHz;美国军标规定为10kHz。
2. 噪声滤波器电路
当扼流圈插入电路后,其提供的噪声抑制效果,不但取决于扼流圈阻抗ZF大小,也与扼流圈所在电路前后阻抗(即源阻抗和负载阻抗)有关。网络分析指出:在工作频率范围内,传输线输入输出阻抗匹配,可以最大限度传输信号功率;对于噪声,我们自然会想到插入噪声滤波器,使其输入输出阻抗在噪声频率范围内失配,以最大限度抑制噪声。因此,噪声滤波器结构和构成元件的选择要由噪声滤波器所在电路的源阻抗和负载阻抗而定。从这个意义上说抗EMI滤波器实际上是噪声失配滤波器。这里,我们特别提出噪声失配概念有利于对噪声与噪声滤波器相互作用的分析(见后面应用原理部分)。
EMI电源滤波器的设计
EMI电源滤波器的设计
EMI电源滤波器通常由三部分组成:差模滤波部分、共模滤波部分和
终端滤波部分。差模滤波器主要用于滤除差模模式的干扰信号,共模滤波
器主要用于滤除共模模式的干扰信号,而终端滤波器用于进一步滤除残余
的高频干扰信号。
在设计EMI电源滤波器时,首先需要确定所需的滤波频率范围以及所
能容忍的最大干扰水平。然后,选择合适的滤波器拓扑结构和元件。常用
的拓扑结构包括RC滤波器、LC滤波器、Pi型滤波器、T型滤波器等。
具体的设计步骤如下:
1.确定滤波频率范围:根据应用需求和电磁兼容性(EMC)标准要求,确定滤波器应该滤除的频率范围。
2.选择滤波器拓扑结构:根据滤波频率范围选择合适的滤波器拓扑结构。RC滤波器适用于低频滤波,LC滤波器适用于高频滤波,Pi型滤波器
和T型滤波器适用于中频滤波。
3.计算元件数值:根据滤波器的拓扑结构和所需的滤波频率范围,计
算出所需的电阻、电容和电感元件的数值。这些元件的数值可以通过经验
公式或者电路仿真工具进行计算。
4.选取合适的元件:根据计算的元件数值,选取合适的电阻、电容和
电感元件。在选取电感元件时,需要考虑元件的电流和电压容量,以保证
滤波器的可靠性和稳定性。
5.组装滤波器电路:根据设计的滤波器电路图,组装电阻、电容和电
感元件。在组装过程中,需要确保元件的良好焊接和连接,以避免电流或
电压泄漏。
6.测试和优化:组装完成后,对滤波器进行测试和优化。通过使用示
波器或者频谱分析仪等测试设备,可以检测滤波器的滤波效果和性能,并
进行必要的优化调整。
总结起来,EMI电源滤波器的设计需要经过确定滤波频率范围、选择
(完整)EMI滤波器的设计原理及参数计算方法
EMI滤波器的设计原理
随着电子设备、计算机与家用电器的大量涌现和广泛普及,电网噪声干扰日益严重并形成一种公害。特别是瞬态噪声干扰,其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高(几百伏至几千伏)、随机性强,对微机和数字电路易产生严重干扰,常使人防不胜防,这已引起国内外电子界的高度重视。
电磁干扰滤波器(EMI Filter)是近年来被推广应用的一种新型组合器件。它能有效地抑制电网噪声,提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性,可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源、测控系统等领域。
1 电磁干扰滤波器的构造原理及应用
1.11 构造原理
电源噪声是电磁干扰的一种,其传导噪声的频谱大致为10kHz~30MHz,最高可达150MHz.根据传播方向的不同,电源噪声可分为两大类:一类是从电源进线引入的外界干扰,另一类是由电子设备产生并经电源线传导出去的噪声。这表明噪声属于双向干扰信号,电子设备既是噪声干扰的对象,又是一个噪声源。若从形成特点看,噪声干扰分串模干扰与共模干扰两种。串模干扰是两条电源线之间(简称线对线)的噪声,共模干扰则是两条电源线对大地(简称线对地)的噪声。因此,电磁干扰滤波器应符合电磁兼容性(EMC)的要求,也必须是双向射频滤波器,一方面要滤除从交流电源线上引入的外部电磁干扰,另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声
干扰,以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。此外,电磁干扰滤波器应对串模、共模干扰都起到抑制作用。
1。2 基本电路及典型应用
电磁干扰滤波器的基本电路如图1所示。
该五端器件有两个输入端、两个输出端和一个接地端,使用时外壳应接通大地.电路中包括共模扼流圈(亦称共模电感)L、滤波电容C1~C4。L对串模干扰不起作用,但当出现共模干扰时,由于两个线圈的磁通方向相同,经过耦合后总电感量迅速增大,因此对共模信号呈现很大的感抗,使之不易通过,故称作共模扼流圈。它的两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上,当有电流通过时,两个线圈上的磁场就会互相加强。L的电感量与EMI滤波器的额定电流有关,参见表1。
EMI电源滤波器的设计
EMI电源滤波器的设计
EMI(Electromagnetic Interference)电源滤波器是一种用来减少
或阻止电源上的电磁干扰的设备。电磁干扰可能会来自电源本身,也可能
是外部电源信号通过电源线传播进来。在电气和电子设备中,EMI电源滤
波器的设计是非常重要的,它可以有效地减少电磁干扰对电子设备正常运
行的干扰。本文将介绍EMI电源滤波器的设计过程和相关考虑因素。
首先,EMI电源滤波器的设计需要明确滤波器的目标和要求。不同的
应用场景和要求可能需要不同类型或不同参数的滤波器,因此在设计之前
需要明确这些要求。一般来说,EMI电源滤波器的主要目标是滤除电源线
上的高频干扰信号,保证电源线上的电能传输稳定和可靠。
接下来,设计者需要考虑滤波器的工作频率范围。EMI电源滤波器一
般工作在几十kHz至几十MHz的范围内,设计时需要选择适当的频率范围,并且根据实际应用场景确定滤波器的通带和阻带要求。
在设计过程中,选择合适的滤波器拓扑结构是非常重要的。常见的
EMI电源滤波器拓扑结构包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
低通滤波器用于滤除高频干扰信号,常见的结构包括RC低通滤波器和LC
低通滤波器等。带通滤波器可以滤除一定范围的频率信号,常见的结构包
括LC带通滤波器和RL带通滤波器等。带阻滤波器可以滤除一些特定频率
范围的信号,常见的结构包括LC带阻滤波器和RL带阻滤波器等。根据实
际应用需求,选择合适的滤波器结构。
在滤波器的具体参数设计中,设计者还需要考虑滤波器的阻抗匹配问题。滤波器与电源或负载间的阻抗匹配是保证滤波器正常工作的重要因素。
emi设计要点
电磁干扰(EMI)设计要点主要包括以下几个方面:
1.滤波:在电源输入端加装滤波器,以减少电磁干扰的发射和传导。滤波器由电感器和电容器组成
的元件,它能允许某一部分频率的信号通过,而阻止另一部分频率的信号。
2.屏蔽:通过屏蔽技术减少电磁波的辐射和干扰,采用导电或导磁材料对干扰源进行包围,限制其
电磁场向外扩散,或利用屏蔽体反射、吸收或引导电磁波,使外来电磁能量在屏蔽体内部某一区域流动,而不影响屏蔽体以外的区域。
3.接地:良好的接地设计能够减小电子设备间的电磁干扰,同时保证设备的正常运行。设备的安全
地是保护设备和人身安全的重要措施。设备的工作地线分为信号地线和功率地线。
4.布局与布线:在电子设备的布局与布线设计中,应尽量减小电磁干扰的影响。布局方面应考虑将
干扰源与敏感元件进行隔离,避免相互干扰;布线方面应尽量减少线路的长度和弯曲程度,采用双绞线或同轴电缆等传输线,并选择合适的传输介质。
5.电路设计:在电路设计中应考虑电磁兼容性,采取有效的抑制和防护措施。例如,采用适当的去
耦措施、选用低噪声的电子元件、优化电路设计等。
6.测试与评估:在设计完成后,应对电子设备进行电磁干扰测试和评估,确保其符合相关标准和规
定的要求。测试包括辐射骚扰、传导骚扰等测试项目,评估则包括对设备性能、可靠性和安全性的评估。
综上所述,EMI设计要点包括滤波、屏蔽、接地、布局与布线、电路设计和测试与评估等方面。在实际应用中,应根据具体情况选择合适的设计方案,综合考虑各种因素,确保电子设备的电磁兼容性和正常运行。
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电路设计:超宽带EMI滤波器的设计
文章介绍超宽带EMI滤波器的设计思路,该滤波器的滤波频率可以达到40GHz甚至更高,在频率低端采用LC反射式滤波原理,在频率高端采用高性能吸波材料的吸收式滤波原理。由于引入吸波材料,大于10GHz频段的滤波器仍然可以保证100dB 以上的插入损耗,克服了传统LC滤波器在频率高端由于电路分布参数的影响导致滤波性能下降甚至完全失效的弊端。1.引言近十几年来,作为微波实验基础设施的屏蔽室,其应用的频率范围不断扩展,频率高端已由1GHz增加到18GHz,甚至40GHz,预计未来的趋势还会增加到60GHz,甚至100GHz。为保证屏蔽室在整个适用频段范围的屏蔽效能,即不因电源线或信号线的引入而使干扰信号也被引入或引出屏蔽室,这就要求屏蔽室的电源滤波器和信号滤波器在同样的频段范围具有规定的插入损耗。文中介绍的超宽带电磁干扰EMI滤波器在频率高端的处理方法是利用电介质或磁介质的电损耗或磁损耗将高频干扰信号转变成热量,从而实现滤波的效果。我们在滤波器中填充的电磁介质对于低频电磁波的吸收作用较弱,不会造成有用信号的大幅度衰减。2.超宽带EMI滤波器的设计思路超宽带EMI滤波器在频率低端采用LC反射式滤波原理,在频率高端采用高性能吸波材料的吸收式滤波原理。滤波器设计过程中,先根据需求方提供的通带截止频率、阻带插入损耗和额定电流以及漏电流的规定对滤波器的低频端进行计算机建模,这样就可以得到所需电感和电容的数目以及相应的元件值,进而画出相应的电路图。由于EMI滤波器只需满足要求的截止频率和插入损耗,没有特别的频率响应限制,因而低频端建模采用的是电路简单并且元器件较少的切比雪夫滤波响应,可减小滤波器的体积和重量。低频端仅能解决100MHz以下的频段,100MHz以上的频段由于电路中导线的分布电感和电感线圈的分布电容等分布参数的影响导致LC滤波电路性能下降甚至完全失效。高频端的处理方法是加工一段空心同轴线,在同轴线的内外导体之间填充磁损耗和电损耗很高的吸波材料,将高频干扰信号在传播路径中衰减掉。同轴线内外导体之间填充的电介质或磁介质,如铁氧体、导电碳黑等多为导体,会导致同轴线内外导体短路,为此需要在内外导体之间增加一层绝缘层。低频端的LC滤波电路在100MHz以下的频段具有较好的插入损耗性能,但是由于