开关电源电路设计秘笈之阻尼输入滤波系列

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开关电源EMI滤波器原理与设计

提高设备性能
EMI滤波器可以减少电磁干扰对周围设备的影响，提高整个系统的性能和稳定性。
EMI滤波器的分类与特点
分类
EMI滤波器根据不同的应用场景和需求，可分为有源滤波器和无
源滤波器。
有源滤波器特点
有源滤波器通过放大电路和比较电路实时检测干扰信号并消除，具有较高的滤波效果，但成本较高。
无源滤波器特点
评估
通过对EMI滤波器性能的测试数据进行统计和分析，可以评估其性能是否满足设计要求和标准。
优化建议
根据评估结果，可以提出针对性的优化建议，如改进滤波器电路设计、选用更高性能的器件等。同时，也可以根据实际应用场景和需求，对EMI滤波器进行定制化设计和生产。
05
EMI滤波器在开关电源中的应用案例
01
02
03
插入损耗
滤波器对信号的衰减程度，通常用分贝（dB）表示。
阻抗
滤波器对不同频率信号的阻抗，通常用欧姆（Ω）表示。
带宽
滤波器对信号的频率范围，通常用赫兹（Hz）表示。
EMI滤波器的工作原理及作用机理
工作原理
EMI滤波器通过在电路中引入阻抗和感抗，对高频干扰信号进行抑制，从而减小电磁干扰对电源的影响。
电设备的安全和稳定。
以上案例表明，EMI滤波器在开关电源中具有广泛的应用，对于提高电源性能、确保设备安全稳
定运行具有重要作用。
06
未来发展趋势与挑战
新型EMI滤波器技术的研究与发展
新型EMI滤波器技术
随着电子设备对性能和效率的要求不断提高，新型EMI滤波器技术的研究与发展成为重要趋势。这包括研究新的滤波器结构、材料和设计方法，以提高EMI滤波器的性能和效率。

开关电源EMI滤波器原理与设计

EMI滤波器的分类
按安装位置分类
可以分为输入EMI滤波器和输出EMI滤波器。输入EMI滤波器安装在电源输入端，用于抑制电网中的电磁干扰；输出EMI滤波器安装在电源输出端，用于抑制电源对负载的电磁干扰。
按元件分类
可以分为无源EMI滤波器和有源EMI滤波器。无源EMI滤波器主要由电感和电容组成，有源EMI滤波器则增加了运算放大器等电子元件。
THANKS
感谢观看
工业控制
如PLC、伺服驱动、传感器等。
汽车电子
如发动机控制、刹车控制等。
案例一：某型号电源的EMI滤波器设计
背景介绍
某型号电源在运行过程中出现了严重的EMI干扰问题。
设计方案
采用EMI滤波器对电源输出端的干扰进行抑制。
设计细节
根据电源的输出阻抗特性和干扰频率，选择合适的滤波器元件和结构。
实验验证
提高效率
优化电路拓扑结构，以提高电源的效率。例如，采用同步整流、软开关等技术。
降低电磁干扰
合理设计电路拓扑结构，降低开关电源本身产生的电磁干扰。
改进元件布局和布线
优化元件布局
合理安排各个元件的位置，以减小它们之间的相互干扰。
合理布线
优化线路布局，减小电流回路的大小和复杂度，以降低线路的电感和电阻。
样品制作阶段
制作滤波器样品，并进行初步的测试和验证。
批量生产阶段
在生产线上进行批量生产，并进行持续的测试和验证。
应用现场阶段
在实际使用现场进行应用和验证，确保滤波器的性能和效果
符合设计要求。
06
开关电源EMI滤波器应用与案例分析
应用领域
电力电子设备
如电源、逆变器、变频器等。

开关电源EMC滤波电路的设计

开关电源EMC滤波电路的设计为了满足电子设备对于电磁干扰的要求，开关电源需要通过EMC（电磁兼容性）滤波电路来减少电磁干扰的发生。

EMC滤波电路的设计是确保开关电源在正常工作时，尽量减少电磁干扰的传播。

EMC滤波电路通常可分为输入滤波和输出滤波两部分。

输入滤波主要用于抑制开关电源输入端的电磁干扰，输出滤波则用于抑制开关电源输出端的电磁干扰。

以下是一个1200字以上的关于开关电源EMC滤波电路设计的详细讨论。

首先，输入滤波电路的设计。

输入滤波电路的目的是通过使用不同类型的滤波器来抑制开关电源输入端的电磁干扰。

常见的输入滤波器包括：L型滤波器、π型滤波器和T型滤波器。

L型滤波器由一个电感和一个电容组成，电感用于抑制高频噪声，电容则用于抑制低频噪声。

设计L型滤波器时，需要根据开关电源的输入功率和频率要求选择电感和电容的数值。

通常情况下，电感的数值应根据输入电流的大小选择，而电容的数值应根据电源的额定电压选择。

π型滤波器是一种更复杂的输入滤波器，由两个电感和两个电容组成。

它的设计目的是在更广泛的频率范围内提供更好的噪声抑制。

π型滤波器与L型滤波器相似，但是通过在输入和输出之间添加一个额外的电感和电容，它可以更有效地抑制高频和低频噪声。

T型滤波器是一种用于高频噪声抑制的输入滤波器，通常用于开关电源中。

它由一个电感和两个电容组成。

T型滤波器与L型滤波器和π型滤波器相比，可以提供更高的噪声抑制。

接下来，是输出滤波电路的设计。

输出滤波电路的目的是降低开关电源输出端的电磁干扰。

常见的输出滤波器包括：LC型滤波器和RC型滤波器。

LC型滤波器由一个电感和一个电容组成。

它的设计目的是通过电感提供频率选择性的电流平滑，从而减少输出端的电磁干扰。

RC型滤波器由一个电阻和一个电容组成。

它主要用于抑制输出端的高频噪声。

在设计EMC滤波电路时，需要考虑开关电源的输入功率、频率和输出功率等参数。

此外，还需要注意滤波器元件的选取和放置，以确保它们能有效地减少电磁干扰的传播。

开关电源设计技巧之——阻尼输入滤波系列(下)

开关电源安排本领之四——阻僧输进滤波系列（下）之阳早格格创做统造源极阻抗正在“开关电源安排本领之三”中，咱们计划了输进滤波器的源极阻抗怎么样变得具备电阻性，以及其怎么样共开关安排器的背输进阻抗相互效率.正在极度情况下，那些阻抗振幅不妨相等，然而是其标记差异进而形成了一个振荡器.业界通用的尺度是输进滤波器的源极阻抗应起码比开关安排器的输进阻抗矮6dB，动做最小化振荡概率的仄安裕度.输进滤波器安排常常以根据纹波电流额定值或者脆持央供采用输进电容（图所示CO）开初的.第二步常常包罗根据系统的EMI央供采用电感(LO).正如咱们上个月计划的那样，正在谐振附近，那二个组件的源极阻抗会非常下，进而引导系统没有宁静.图1 形貌了一种统造那种阻抗的要领，其将串联电阻(RD) 战电容(CD) 与输进滤波器并联搁置.利用一个跨交CO 的电阻，不妨阻僧滤波器.然而是，正在大普遍情况下，那样干会引导功率耗费过下.另一种要领是正在滤波器电感的二端增加一个串联连交的电感战电阻.图4.1 CD战RD阻僧输出滤波器源极阻抗采用阻僧电阻有趣的是，一朝采用了四个其余电路组件，那么便会有一个阻僧电阻的最好采用.图4.2 隐现的是分歧阻僧电阻情况下那类滤波器的输出阻抗.白色直线表示过大的阻僧电阻.请思索一下极度的情况，如果阻僧电阻器开开，那么峰值大概会非常的下，且仅由CO战LO去设定.蓝色直线表示阻僧电阻过矮.如果电阻被短路，则谐振可由二个电容战电感的并联拉拢共共树坐.绿色直线代表最好阻僧值.利用一些包罗关型解的估计要领（睹参照文件1）便不妨很沉快天得到该值.图4.2 正在给定CD-CO比的情况下，有一个最好阻僧电阻采用组件正在采用阻僧组件时，图非常有用.该图是通过使用RD Middlebrook修坐的关型解得到的.横坐标为阻僧滤波器输出阻抗与已阻僧滤波器典型阻抗(ZO= (LO/CO)1/2) 的比.纵坐标值有二个：阻僧电容与滤波器电容 (N) 的比；以及阻僧电阻共该典型阻抗的比.利用该图，最先根据电路央供去采用LO战CO，进而得到ZO.随后，将最小电源输进阻抗除以二，得到您的最大输进滤波器源极阻抗 (6dB).最小电源输进阻抗等于Vinmin2/Pmax.只需读与阻僧电容与滤波器电容的比以及阻僧电阻与典型阻抗的比, 您即不妨估计得到一个横坐标值.比圆，一个具备10μH电感战10μH 电容的滤波器具备Zo= (10μH/10μF)1/2=1Ohm 的典型阻抗.如果它正对于一个12V最小输进的12W电源举止滤波，那么该电源输进阻抗将为Z=V2/P=122/12=12Ohms.那样，最大源极阻抗应等于该值的二分之一，也即6Ohms.当前，正在6/1=6的X轴上输进该图，那么，，即1μF，共时RD/ZO=3，也即3Ohms.图4.3 采用LO战CO后，即可从最大允许源极阻抗范畴内采用CD战RD参照文件1、《预防开关模式安排器中输进滤波器爆收振荡的安排本领》，做家：，Proceedings Powercon 5，1978年.上一期实质：阻僧输进滤波系列（上）请继承关注下一期实质：落压—降压电源安排中落压统造器的使用。

电源滤波器电路设计

电源滤波器电路设计
电源滤波器电路设计的目的是通过滤除电源线上的噪声和波动，提供稳定、纯净的电源供电。

下面是一种常见的电源滤波器电路设计：
1. 输入滤波：在电源输入端接入一个电容器和一个磁珠（也称作磁环）。

电容器用于滤除高频噪声，磁珠则用于滤除电源线上的高频干扰信号。

2. LC滤波器：接下来是一个电感-电容（LC）滤波器。

该滤
波器由一个电感线圈和一个电容器组成，用于滤除更高频的噪声和波动。

电感线圈会将高频信号短路至地，电容器则用于消除电源线上的高频干扰。

3. 电源肖特基二极管：在输出端接入一个肖特基二极管，用于滤除电源线上的低频干扰。

肖特基二极管具有高反向电压极限和低正向电压降，能够有效地将低频噪声短路至地。

4. 输出电容器：在电源输出端接入一个大容量电容器，用于平滑电源输出，降低电压波动和提供稳定的电源供电。

以上是一个基本的电源滤波器电路设计，具体的电路参数和元件数值可以根据实际需求和应用场景进行调整。

在实际设计中，还需要考虑功耗、成本、尺寸等因素，并结合实际测试和仿真结果进行优化。

开关电源输入电路方案及输入整流滤波电路

开关电源输入电路方案及输入整流滤波电路开关电源输入电路方案及输入整流滤波电路开关电源输入电路包含沟通抗搅扰电路、整流电路、滤波电路三个根柢单元电路，如图3-1所示。

1.沟通抗搅扰电路电源输入端的两根沟通线上一起存在共模和差模两种搅扰信号，共模信号是指两根沟通线上接纳到的搅扰信号，有关于参阅点巨细持平、方向一样，如图3-2（a）输入端的信号所示，例如像电磁感应等搅扰信号薯蓣共模信号；差模信号是指两根沟通线接纳到的搅扰信号，有关于参阅点，巨细持平，方向相反，如图3-2（b）输入端的信号所示，例如电网电压瞬时不坚定等搅扰信号归于差模信号。

沟通抗搅扰电路如图3-1（a）所示，接在开关电源的市电工频电压输入端，它只容许400Hz以下的低频信号经过,关于1kHz～50MHz之间的高频信号具有40～100dB的衰减量。

它的效果有两个，一是按捺开关电源中的高频辐射不污染工频电网；二是运用电网中高频搅扰不影响开关电源开关作业。

在图3-1（a）所示的抗搅扰滤波电路中，C1、C2用以滤除差模搅扰电压信号，C4、C5用以滤除共模搅扰电压信号，电感L1、L2称为共模扼流圈，在一个闭合高磁道率铁芯上绕制两个绕向一样的线圈，当共模电流以一样的方向流过两个线圈时，发作的磁场是一样的，有彼此加强的效果，使每一线圈的共模阻抗增高，共模电流大大削弱，对共模电流信号有较强的按捺效果如图3-2（a）所示。

在差模电流效果下，搅扰电流发作方向相反的磁通，在铁芯中彼此抵消，使线圈电感挨近0，对差模信号没有按捺效果，为了削减高频电流信号旁路，电感L1、L2应具有小的散布电容，应均匀地绕制在一个无气隙的磁芯架骨上；磁芯资料应选用与开关电源频率相一起的资料。

其对共模搅扰信号的按捺效果如图3-2所示，并且是双向的。

归纳剖析，实习运用中的抗搅扰滤波器电路的滤波特性不对错常抱负，频率进一步上升时，特性就会逐步下降，滤波效果就会变差，选用单级的抗搅扰滤波器，得不到较好的滤波效果，在某些分外场合，可运用2～3级串联组合的抗搅扰滤波电路，得到比照抱负的滤波效果，但本钱和造价会添加，出于经济要素思考，通常开关稳压电源只运用一级抗搅扰滤波电路，对共模信号和差模信号的按捺效果暗示可用图3-3所标明，并且对搅扰信号的按捺效果是双向的。

开关电源AC和DC的输入滤波电路原理

开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。

辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。

以下是开关电源AC和DC的输入滤波电路原理：1、AC输入整流滤波电路原理：①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。

当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。

②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。

当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。

因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。

③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。

若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。

2、DC输入滤波电路原理：①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。

C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。

②在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。

当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。

如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。

轻松学习开关电源输入整流滤波电路的设计

轻松学习开关电源输入整流滤波电路的设计基础电路一般直流稳压电源都使用220伏市电作为电源，经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压，最终成为稳定的直流电源。

这个过程中的变压、整流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路，没有这些电路对市电的前期处理，稳压电路将无法正常工作。

1、整流电路经过变压器变压后的仍然是交流电，需要转换为直流电才能提供给后级电路，这个转换电路就是整流电路。

整流电路的作用是将交流电变换成直流电。

完成这一任务主要靠二极管的单向导通作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。

在直流稳压电源中利用二极管的单项导电特性，将方向变化的交流电整流为直流电。

在小功率（1KW以下）整流电路中，常见的几种整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流电路。

单相整流就是我们常说的单相AC220V交流电整流。

如果是三相电就需要采用三相整流电路，原理和单相是一样的。

2、几种整流电路1）、半波整流2）、全波整流3）、桥式整流4）、倍压整流半波、全波整流电路在开关电源变压器输出整流中使用较多，由于元件少，节省空间，但是效率没有桥式整流高。

桥式整流是使用较多的整流电路，一般根据功率大小可以选择分立元件和集成整流桥堆。

半波整流全波整流桥式整流倍压整流3、工作原理简单分析以最常用的桥式整流电路说明整流电路的工作原理。

图1-1 单相桥式整流电路图1-2 正半周期图1-3 负半周期图1-2可以看出在电源正半周时，T次级上端为正，下端为负，整流二极管D1和D3导通，电流由变压器T次级上端经过D1、RL、D3回到变压器T次级下端；由图1-3可以看出在电源负半周时，T次级下端为正，上端为负，整流二极管D2和D4导通，电流由变压器T次级下端经过D2、RL、D4回到变压器T次级上端。

RL两端的电压始终是上正下负，其波形与全波整流时一致。

3-1 桥式整流电路主要参数3-2 分立元件和集成桥堆整流二极管整流桥4、滤波电路交流电经过整流后得到的是脉动直流，这样的直流电源由于所含交流纹波很大，不能直接用作电子电路的电源。

开关电源输入整流滤波

开关电源输入整流滤波1、开关电源的输入电路开关电源的输入电路通常有输入滤波电路、整流电路、输入浪涌抑制电路、平滑滤波电路组成，如图1所示图1图中RT1为负温度系数热敏电阻，通常用来抑制输入浪涌电流，阻值1~10几欧姆不等，C5为平滑滤波电容。

当电源输入端接入市电时，市电电压会经过输入滤波器、RT1热敏电阻、整流桥BRG1对电容C5~C6进行充电。

2、整流桥的导通时间与选通特性50Hz交流电压经过全波整流后变成脉动直流电压u1，再通过输入滤波电容得到直流高压U1。

在理想情况下，整流桥的导通角本应为180°(导通范围是从0°～180°)，但由于滤波电容器C的作用，仅在接近交流峰值电压处的很短时间内，才有输入电流流经过整流桥对C充电。

50Hz交流电的半周期为10ms，整流桥的导通时间tC≈3ms，其导通角仅为54°(导通范围是36°～90°)。

因此，整流桥实际通过的是窄脉冲电流。

桥式整流滤波电路的原理如图2所示，整流滤波电压及整流电流的波形分别如图3和4所示。

图2图3图4设输入有效值电流为IRMS，整流桥额定的有效值电流为IBR，应当使IBR≥2IRMS。

计算IRMS的公式如下：式中，PO为开关电源的输出功率，η为电源效率，umin为交流输入电压的最小值，cosφ为开关电源的功率因数，通常允许cosφ=0．5～0．9电路确定后电源输出功率越低输入电压越高功率因数会相应更低。

由于整流桥实际通过的不是正弦波电流，而是窄脉冲电流(参见图1)，因此整流桥的平均整流电流Id<IRMS，一般可按Id=(0．5～0．7)IRMS来计算IAVG值。

例如，我们的电源输出功率75W，交流输入电压范围是85～265V，效率η=80％。

将Po=75W、η=80％、umin=85V、cosψ=0．5一并代入上式得到，IRMS=2.2A，电源输入峰值电流为充电电流为输入峰值电压/(输入电路的等效电阻+RT1),通常输入电路的等效电阻值远小于RT1阻值可近似为输入峰值电压/RT1，假如RT1=10欧姆，则在额定输入条件下输入峰值电流=220V*1.414/10=31.1A，在电源温度较高的情况下电流会更高。

(20)开关电源的电源线输入滤波器(2009年6月23日,共92页)

2009-9-14
QIANZHENYU
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① 共模滤波电路由于开关电源的共模噪声源阻抗为高阻抗（见图4，为四个有代表性的开关电源，1号与2 号为封闭结构，额定输出功率分别为300W和150W；3号和4 号为开放结构，额定输出功率为200W和120W），按照滤波元件配用原则，与之对应的滤波器输出端应该是低阻抗大电容 Cy ，但是出于安全的考虑，电源线对地的泄漏电流受到严格限制，所以Cy的值不能取得很大。由于Cy在高频中体现的低阻抗，使得与之配合的共模电感应当是高阻抗串联的大电感 LCM 。高阻抗的还正好可以用来和交流电网对地的低阻抗情况相配合。
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QIANZHENYU
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应该指出，电源线滤波器的插入损耗值并不能精确预测滤波器在设备中的实际滤波效果（因为实际使用环境下的干扰源的内阻和被保护设备的输入阻抗都不是50Ω，而且变动的范围还很大），然而它可以作为同类滤波器性能比较及批量进货时对产品的一种验证手段（验证的判断标准是，以标准方式测得的插入损耗值必须满足或超过手册上的数据。亦即手册上给出的数据应当是供应商能保证提供的最小值）。
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③ 一个完整的开关电源用共模和差模滤波电路一个完整的开关电源用共模和差模的滤波电路见图6所示（与在《开关电源的骚扰和抑制问题概述》一讲中得到的滤波电路如出一辙）。通常滤波电路中的差模电感不专门设置，就利用共模电感器里的剩余差模电感担任。如果单环线路的插入损耗不能满足要求时，应选择双环线路。
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② 共模电感的工作原理共模电感的绕组结构是两个绕组分别绕在一个磁环的上、下两个半环上，两个线圈的匝数相同，绕向相反，见图2。此结构对相线和中线上的共模干扰有抑制作用（因为共模干扰是同相的，所以在磁环中形成的磁力线是相互叠加的）；而对相线和中线中形成的差模干扰和工频电流无抑制作用（因为差模电流是反相的，所以在磁环中形成的磁力线是相互抵消的）。正由于共模电感只对共模干扰有抑抑制作，所以共模电感被命名为“共模电感”。

3.3v电源输入的滤波电路设计

1. 介绍3.3v电源输入的滤波电路设计是在电子电路设计中非常重要的一部分。

在很多电子设备中，3.3v电源都是非常常见的工作电压，而且电源的稳定性对整个电路的正常工作有着至关重要的作用。

设计一个高质量的、有效的滤波电路对于保证电路的稳定性和可靠性至关重要。

2. 滤波电路的作用滤波电路的主要作用是滤除输入电源中的噪声和干扰，保证电源输出的稳定性。

在3.3v电源输入的情况下，通常会面临来自电源线的纹波、开关干扰和其他噪声等问题。

设计一个滤波电路可以有效地解决这些问题，保证电路的正常工作。

3. 滤波电路的设计要点在设计3.3v电源输入的滤波电路时，需要考虑以下几个要点：3.1 选择合适的滤波元件在滤波电路中，滤波元件是非常重要的组成部分。

常见的滤波元件包括电容、电感和电阻等。

在选择滤波元件时，需要考虑其频率特性、阻抗特性以及工作温度等因素。

还需要考虑元件的尺寸和成本等因素。

3.2 接地设计良好的接地设计可以有效地降低电路中的干扰和噪声。

在3.3v电源输入的滤波电路设计中，合理布局和设计接地是非常重要的一环。

需要注意避免地面回路的串扰，尽量减小接地回路的面积，保证接地的稳定性。

3.3 滤波电路的连接方式滤波电路的连接方式也对其性能有着很大的影响。

在设计滤波电路时，需要选择合适的连接方式，保证其能够有效地滤除输入电源中的噪声和干扰。

常见的连接方式包括串联滤波和并联滤波等。

4. 滤波电路设计实例下面以一个具体的实例来介绍3.3v电源输入的滤波电路设计。

在这个实例中，我们将通过选择合适的电容和电感来设计一个串联LC 滤波器。

我们需要根据实际需求和电源特性来选择合适的电容和电感。

按照电路设计原理和滤波器的工作原理来连接电容和电感，组成一个完整的滤波电路。

通过仿真和实际测试来验证滤波电路的性能，保证其能够有效地滤除输入电源中的噪声和干扰。

5. 总结和展望3.3v电源输入的滤波电路设计是电子电路设计中非常重要的一部分。

开关电源滤波器设计

开关电源滤波器设计（一）一、前言传导EMI 是由电源、信号线传导的噪声，连接在同一电网系统中的设备所产生的EMI会经过电源线相互干扰，为了对传到EMI进行抑制，通常在设备宇电源之间加装滤波器，本文主要探讨开关电源的EMI滤波器设计方法。

二、开关电源的传到EMI来源与组成开关电源的噪声包含有共模和差模两个分量，此两分量分别是由共模电流和差模电流所造成的。

图一所示为共模电流和差模电流的关系图，其中LISN 为电源传输阻抗稳定网络，是传导性EMI 量测的重要工具。

在三线式的电力系统中，由电源所取得的电流依其流向可分为共模电流和差模噪声电流。

其中，共模噪声电流ICM 指的是Line、Neutral 两线相对于接地线(Ground)之噪声电流分量，而差模噪声电流IDM 指的是直接流经Line 和Neutral两线之间而不流经过地线之噪声电流分量。

开关电源图一共模电流和差模电流之关系图在Line 上，共模噪声电流和差模噪声电流分量是以向量和的关系结合，而在Neutral 上，共模噪声电流和差模噪声电流分量则是以向量差的关系结合，两者的关系以数学式表示如下：其中，为流经Line 之总噪声电流，为流经Neutral 之总噪声电流。

为了有效抑制噪声，我们必须针对噪声源的产生及其耦合路径进行分析。

共模噪声主要是由电路上之Power MOSFET(Cq)、快速二极体(Cd)及高频变压器(Ct)上之寄生电容和杂散电容所造成的，如图二所示。

而差模噪声则由电源电路初级端的非连续电流及输入端滤波大电容(CB)上的寄生电阻及电感所造成，如图三所示。

图二共模电流耦合路径图三差模电流耦合路径开关电源滤波器设计（二）三、EMI 滤波器的基本架构本文所使用的EMI 滤波器的架构如图四所示，其中的元件包含了共模电感(LC)、差模电感(LD)、X 电容(CX1、CX2)、Y 电容(CY)，以下将对各元件作一一介绍：图四EMI滤波器的架构1 共模电感(CM inductor)：共模电感是将两组线圈依图五的绕线方式绕在一个铁心上，这种铁心一般是采用高值的Ferrite core，由于值较高，故电感值较高，典型值是数mH 到数十mH 之间。

EMC基础：开关电源噪声对策的基础知识及输入滤波器

EMC基础：开关电源噪声对策的基础知识及输入滤波器开关电源噪声对策的基础知识
此前对“差模（常模）噪声与共模噪声”和“串扰”的基本噪声进行了介绍。

下图是这些噪声及其相应的基本对策。

要想降低差模噪声（蓝色），可在电路板上缩小大电流路径的环路面积，并增加最优解耦和输入滤波器。

尽可能地抑制噪声的发生源–差模噪声是非常重要的，这也关系到降低共模噪声。

而降低共模噪声（红色）的方法有缩短布线，抑制串扰，还有切断共模路径（增加阻抗）。

后续将依次对图中红色字体所示的滤波器（输入滤波器及共模滤波器）和解耦进行解说。

开关电源的输入滤波器
开关电源的输入滤波器是针对共模噪声和差模噪声，分别采用适合不同噪声特性的滤波器。

差模滤波器
共模滤波器采用电容器、电感、铁氧体磁珠和电阻等。

图例中是使用了LC的π型滤波器。

各部件对噪声具有如下作用：
电容器：将噪声电流旁路到GND。

电感：反射噪声电流。

铁氧体磁珠：将噪声电流的低频信号通过电感成分反射、高频信号通过电阻成分转换为热。

电阻：将噪声电流转换为热。

共模滤波器
对于共模噪声的对策是使用共模滤波器（共模扼流圈）。

共模滤波器大致可以分电源线路用和信号线路用两种。

在开关电源的输入端一般使用电源线路用的共模滤波器。

通过提高共模电流路径的阻抗来切断路径。

开关电源rcd吸收的阻尼电阻

开关电源rcd吸收的阻尼电阻
开关电源的RCD（Resistor Capacitor Diode）电路通常用于
滤波和稳压。

在这种电路中，阻尼电阻的作用是限制电流的流动，
以防止电路中的电容器和电感器在开关时产生过大的电压或电流。

阻尼电阻还可以帮助消耗电感器中的能量，从而减少开关时的电压
尖峰。

这有助于保护开关电源的其他元件，延长其寿命。

阻尼电阻的值通常根据具体的电路设计要求来确定。

一般来说，阻尼电阻的阻值越大，其对电路的影响就越大，可以更有效地限制
电流的流动。

然而，阻尼电阻的值过大也可能会影响电路的性能，
因此需要在设计中进行平衡。

在选择阻尼电阻时，需要考虑电路的工作频率、电压和电流等
参数，以确保阻尼电阻能够有效地发挥作用。

此外，还需要考虑阻
尼电阻的功率耗散能力，以防止其过载损坏。

总的来说，阻尼电阻在开关电源的RCD电路中扮演着重要的角色，能够帮助稳定电压、限制电流并保护其他元件，但在选择和设
计时需要综合考虑各种因素，以确保电路的性能和稳定性。

开关电源emi滤波器原理与设计

1. 传导发射测试：测量开关电源EMI滤波器在电源线上的传导发射电平。
3. 插入损耗测试：测量滤波器插入前后信号的衰减量，反映滤波器的抑制能力。
测试结果分析与改进建议
结果分析
根据测试数据，分析开关电源EMI滤波器的性能，包括传导发射、辐射发射和插入损耗等指标。
改进建议
根据分析结果，提出针对性的改进措施和建议，如优化滤波器电路设计、改进元件参数等，以提高滤波器的性能。
05
开关电源EMI滤波器应用案例分析
应用场景与案例选择
应用场景
开关电源广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通信设备、家电等。在这些设备中，EMI（电磁干扰）问题常常成为影响设备性能和稳定性的重要因素。
案例选择
为了更好地说明开关电源EMI滤波器的应用，本文选择了两个具有代表性的案例进行分析，分别是计算机电源供应系统（PSU）和电动汽车充电桩。
03
开关电源EMI滤波器元件选择与布局
元件选择的原则与技巧
元件选择的原则选择低ESR（等效串联电阻）电容选择低DCR（直流电阻）电感
元件选择的原则与技巧
选择低电阻、低电感的PCB（印刷电路板）元件选择的技巧
根据EMI滤波器的性能要求，选择适当的元件值和类型
元件选择的原则与技巧
考虑元件的可靠性、耐温性能和寿命
考虑元件的成本和可获得性
元件布局的要点与注意事项
元件布局的要点合理安排输入和输出线，避免平行布线
尽量减小电感器和电容器的距离
元件布局的要点与注意事项
输入和输出线应远离 PCB边缘
避免在PCB上形成大的环路
元件布局的注意事项
元件布局的要点与注意事项
避免使用过长的元件引脚

开关电源设计技巧之——阻尼输入滤波系列(下)

开关电源设计技巧之四——阻尼输入滤波系列（下）控制源极阻抗在“开关电源设计技巧之三”中，我们讨论了输入滤波器的源极阻抗如何变得具有电阻性，以及其如何同开关调节器的负输入阻抗相互作用。

在极端情况下，这些阻抗振幅可以相等，但是其符号相反从而构成了一个振荡器。

业界通用的标准是输入滤波器的源极阻抗应至少比开关调节器的输入阻抗低6dB，作为最小化振荡概率的安全裕度。

输入滤波器设计通常以根据纹波电流额定值或保持要求选择输入电容（图 4.1所示CO）开始的。

第二步通常包括根据系统的EMI要求选择电感(LO)。

正如我们上个月讨论的那样，在谐振附近，这两个组件的源极阻抗会非常高，从而导致系统不稳定。

图1 描述了一种控制这种阻抗的方法，其将串联电阻(RD) 和电容(CD) 与输入滤波器并联放置。

利用一个跨接CO 的电阻，可以阻尼滤波器。

但是，在大多数情况下，这样做会导致功率损耗过高。

另一种方法是在滤波器电感的两端添加一个串联连接的电感和电阻。

图4.1 CD和RD阻尼输出滤波器源极阻抗选择阻尼电阻有趣的是，一旦选择了四个其他电路组件，那么就会有一个阻尼电阻的最佳选择。

图4.2 显示的是不同阻尼电阻情况下这类滤波器的输出阻抗。

红色曲线表示过大的阻尼电阻。

请思考一下极端的情况，如果阻尼电阻器开启，那么峰值可能会非常的高，且仅由CO和LO来设定。

蓝色曲线表示阻尼电阻过低。

如果电阻被短路，则谐振可由两个电容和电感的并联组合共同设置。

绿色曲线代表最佳阻尼值。

利用一些包含闭型解的计算方法（见参考文献1）就可以很轻松地得到该值。

图4.2 在给定CD-CO比的情况下，有一个最佳阻尼电阻选择组件在选择阻尼组件时，图4.3非常有用。

该图是通过使用RD Middlebrook建立的闭型解得到的。

横坐标为阻尼滤波器输出阻抗与未阻尼滤波器典型阻抗(ZO= (LO/CO)1/2) 的比。

纵坐标值有两个：阻尼电容与滤波器电容(N) 的比；以及阻尼电阻同该典型阻抗的比。

开关电源的环路设计

开关电源的环路设计开关电源的环路设计可以分为三个基本阶段：输入滤波、稳压电路和输出滤波。

输入滤波是为了保护开关电源不受到噪音干扰而设计的。

这是通过输入电容器和电感器形成的LC滤波器来实现的。

在输入电容器的两端串联一个电感器就可以构成LC滤波器。

LC滤波器的作用是隔离输入AC 信号，并将噪声信号注入到地线。

稳压电路是为了保持开关电源的输出电压稳定而设计的。

它包括一个误差放大器、一个脉冲宽度调制器和一个电感器滤波器。

误差放大器可以检测输出电压，如果电压低于设定值，误差放大器就调整PWM信号来增加输出电压。

PWM信号使开关管的工作周期保持不变，但占空比发生变化。

电感器滤波器可以使输出电压更平滑，减少负载干扰。

输出滤波器可以消除由于PWM信号引起的高频噪声，并将噪声杂波注入地线。

输出电容器和电感器可以形成LC滤波器，并且这种滤波器和输入LC滤波器类似，使高频噪声注入地线。

在开关电源的环路设计中，需要考虑的一个重要因素是交叉互干扰。

所谓的交叉互干扰是指输入、输出和控制信号之间的相互影响。

设计师应最小化电路中不同元件之间的电感和电容，以减少交叉互干扰的影响。

另外，还要注意开关电源在额定负载下的稳定性。

如果负载电流或电压波动严重，将会导致输出电压的变化。

为了保持稳定性，可以选择适当的高功率输出管，以及适当的补偿电路。

在实际设计中，环路设计需要考虑到许多因素，如高温和高频噪声等环境因素，以保证开关电源的安全和稳定性。

总之，开关电源的环路设计关键在于实现有效的输入和输出滤波，并确保稳压电路的可靠性和稳定性。

开关电源EMI滤波器原理与设计

contents •开关电源EMI滤波器概述•EMI滤波器的工作原理•EMI滤波器的设计方法•EMI滤波器的制造工艺•EMI滤波器的测试与验证•EMI滤波器的应用与案例分析目录在开关电源中，EMI滤波器对于保护电源免受外部电磁干扰以及防止内部干扰影响其他电路具有重要意义，保证了电源的稳定性和可靠性。

EMI滤波器的定义与重要性EMI滤波器的重要性EMI滤波器定义EMI滤波器的分类EMI滤波器的特点EMI滤波器的分类与特点发展趋势技术挑战EMI滤波器的发展趋势EMI滤波器通常由电感、电容和电阻等元件组成，根据需要还可以加入铁氧体磁珠、二极管等其他元件。

其中，电感和电容的作用是阻止特定频率的电磁波通过，而电阻则可以吸收电磁波的能量。

EMI滤波器的电路设计需要根据开关电源的工作频率、电磁干扰的频率和幅度、以及所需的滤波效果等因素来确定元件的参数和电路结构。

插入损耗共模抑制比频带宽度耐压等级确定滤波器的性能指标包括滤波器的插入损耗、反射损耗、阻抗匹配等指标，根据应用场景和电磁兼容标准来确定。

包括电容器、电感器、电阻器等，根据设计需求来选择适当的元件类型和规格。

根据设计需求和元件参数，设计出满足性能指标的滤波器电路。

利用仿真软件对所设计的滤波器电路进行仿真验证，确保其性能指标符合要求。

将所设计的滤波器电路制作成样品，并进行测试，确保其实际性能符合设计要求。

选择适当的滤波器元件仿真验证制作与测试设计滤波器电路设计流程与步骤确定反射损耗反射损耗是指滤波器对信号的反射量，也是衡量滤波器性能的重要指标之一。

反射损耗的计算方法包括反射系数法和导纳变换法等。

确定插入损耗插入损耗是指滤波器插入前后信号电平的差值，是衡量滤波器性能的重要指标之一。

插入损耗的计算方法包括频域法和时域法等。

阻抗匹配为了使信号能够顺利传输，滤波器需要与信号源和负载阻抗进行匹配。

阻抗匹配的计算方法包括欧姆定律法和奇偶模分析法等。

参数选择与计算例如，设计一个针对某开关电源的EMI滤波器，需要考虑到该开关电源的工作频率、输出电压、输出电流等因素，以及所连接的负载特性和电磁兼容标准等。

开关电源输入滤波电路的优化设计研究

开关电源输入滤波电路的优化设计研究摘要：原有的输入滤波电路结构复杂，所用元器件较多，却还不能达到EMC指标要求。

为此，本文提出了一个简单实用的拓扑结构，并详细介绍了输入滤波电路的设计方法，理论分析和测试结果证明了该方法的可行性和实用性。

关键词：电磁干扰电磁兼容输入滤波电路开关电源一、引言开关电源是通讯系统的动力之源，已在通信领域中达到广泛应用。

但由于其高频率、宽频带和大功率，它自身就是一个强大的电磁干扰（EMI）源，严重时会导致周围的电子设备功能紊乱，使通讯系统传输数据错误、出现异常的停机和报警等，将造成不可弥补的后果；同时，开关电源本身也置身于周围电磁环境中，对周围的电磁干扰也很敏感（EMS），如果没有很好的抗电磁干扰能力，它也就不可能正常工作。

因此，营造一种良好的电磁兼容（EMC）环境，是确保电子设备正常工作的前提，且也成为电子产品设计者的重要考虑因素。

不仅如此，国内外已有多种法规和标准对电子产品的电磁干扰限值和灵敏度作出规定和限制。

欧共体有关EMC的委员会于92年制定了相关法令，96年开始生效，法令规定不符合EMC标准的产品不得进入市场，同时将EMC认证和安规认证作为产品认证的首要条件。

我国信息产业部也多次召开电磁兼容标准论证会，并作出规定：2001年1月1日以后进入市场的产品必须有EMC标志。

可见，电磁兼容（EMC）认证已是产品顺利进入市场并走出国门最基本的要求。

但是，由于以前设计的电源产品，对EMC重视不够，致使所有的电源产品几乎均超标，已经影响到公司电源产品的销售，因此，解决这一问题已是迫在眉睫。

而影响电源EMC超标的主要原因就是：输入滤波电路的设计不合理。

到目前为止，还没有介绍电源输入滤波电路设计方法的报道。

本文首次对电源输入滤波电路设计方法进行全面、详细的讨论，提出了一套简单实用的滤波电路，并应用到我司的电源产品中。

给出的测试结果和理论分析证明了该设计方法的实用性和可行性。

二、输入滤波电路的拓扑结构优化设计输入电路中主要包含五个元件：共模、差模电感，X、Y电容，放电电阻。

开关电源滤波电感器的设计

开关电源滤波电感器设计
四、输出滤波电感 1、纹波电流已知的情况下，可以用些公式计算正激变换器，半桥或全桥输出滤波电感所需的电感量。
2、根据电感谷值电流IVS和峰值电流IPS之比K 来计算输出滤波电感：
正激、全桥、半桥变换器滤波电感计算公式如式5-9，5-10，5-13ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ示。
开关电源滤波电感器设计
开关电源滤波电感器设计
一、电感分类
用于开关电源（图8-1）的电感有： ① 单线圈电感－输出滤波电感（Buck）、升压电感（Boost）、反激电感（Buck-Boost）和输入滤波电感。 ② 多线圈电感－耦合输出滤波电感、反激变压器。 ③ EMI 共模滤波电感。
开关电源滤波电感器设计
电路中，电感有两个工作模式（图8-2）： ① 电感电流断续模式－瞬时安匝（在所有线圈中）在每个开关周期内有一部分时间停留在零状态。 ② 电感电流连续模式－在一个周期内，电感电流尽管可以过零（如倍流电路中滤波电感），电感的安匝（磁势）没有停留在零的时间。
开关电源滤波电感器设计
六、半桥变换器输出滤波电感器设计实例: 1、已知条件：
2、设计步骤：
开关电源滤波电感器设计
开关电源滤波电感器设计
开关电源滤波电感器设计
五、输出虑波电感器的主要设计步骤: 1、滤波电感材料的选取 2、根据已知条件规定的允许纹波电流值或K值计算电感量 3、计算滤波电感的储能 4、根据电感器的储能计算所需磁芯的尺寸，利用AP面积法 5、计算电流密度j(J) 6 、计算线圈导体的裸线面积极AXP和线径dXP 7 、计算线圈的匝数N 8、计算磁芯所加气隙长度lg 9 、核算磁通密度Bm 10、计算电感线圈的铜损PCU和铁损PFe 11、计算电感线圈的温升