直流电源EMI滤波器的设计原则、网络结构、参数选择
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。
直流电源EMI滤波器的设计
直流电源EMI滤波器的设计直流电源EMI滤波器的设计原则、网络结构、参数选择1 设计原则-满足最大阻抗失配插入损耗要尽可能增大，即尽可能增大信号的反射。
设电源的输出阻抗和与之端接的滤波器的输人阻抗分别为ZO和ZI，根据信号传输理论，当ZO≠ZI时，在滤波器的输入端口会发生反射，反射系数p＝(ZO－ZI)/(ZO＋ZI)显然，ZO与ZI相差越大，p便越大，端口产生的反射越大，EMI信号就越难通过。
所以，滤波器输入端口应与电源的输出端口处于失配状态，使EMI信号产生反射。
同理，滤波器输出端口应与负载处于失配状态，使EMI信号产生反射。
即滤波器的设什应遵循下列原则：源内阻是高阻的，则滤波器输人阻抗就应该是低阻的，反之亦然。
负载是高阻的，则滤波器输出阻抗就应该是低阻的，反之亦然。
对于EMI信号，电感是高阻的，电容是低阻的，所以，电源EMI滤波器与源或负载的端接应遵循下列原则：如果源内阻或负载是阻性或感性的，与之端接的滤波器接口就应该是容性的。
如果源内阻或负载是容性的，与之端接的滤波器接口就应该是感性的。
2 EMI滤波器的网络结构EMI信号包括共模干扰信号CM 和差模干扰信号DM，CM 和DM 的分布如图1所示。
它可用来指导如何确定EMI滤波器的网络结构和参数。
EMI滤波器的基本网络结构如图2 所示。
上述4种网络结构是电源EMI滤波器的基本结构，但是在选用时，要注意以下的间题：双向滤波功能——电网对电源、电源对电网都应该有滤波功能。
能有效地抑制差模干扰和共模干扰——工程设计中重点考虑共模干扰的抑制。
最大程度地满足阻抗失配原则。
几种实际使用的电源EMI滤波器的网络结构如图3 所示。
3 电源EMI滤波器的参数确定方法a）放电电阻的取值在允许的情况下，电阻取值要求越小越好，需要考虑以下情况：第一，电阻要求采用二级降额使用，保证可靠性。
降额系数为0.75 V，0. 6 W。
根据欧姆定律可求出n＞（0.75Ve）2/（0.6 Pe）。
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）nH4. N = [L （nH ）/AL(nH/N2)]1/2匝5. AL = L （nH ）/ N2nH/N26. 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.A = Effective area of choke. (for drum core, can approximate with cross section area of center pole.)假设在50KHZ 有24DB 的衰减则，共模截止频率Fc = Fs*10Att/4 0 = 50*10-24/40=12.6KHZ 电感值L= (RL*0.707)/(∏*Fc) = (500.707)/(3.14*12.6) = 893uH使用磁芯和磁棒作滤波电感时应注意自身的阻抗，对于共模电感不能使用低阻抗的磁芯和磁棒，否则会造成炸机现象。
emi电源滤波器的选型
EMI电源滤波器的选型EMI电源滤波器的主要性能指标一般包括插入损耗、频率特性、阻抗匹配、额定的电流值、绝缘电阻值、漏电流、物理尺寸及重量、使用环境以及本身的可靠性。
在使用时考虑最多的是额定的电压及电流值、插入损耗、漏电流三项。
当我们选用电源滤波器时，应主要考虑三个方面的指标：一、首先是电压/电流电源有交流直流之分，与此相对应，许多厂家的电源滤波器也分为交流和直流两种。
从原理上讲，交流电源滤波器既可用在交流电源上，也可在直流电源上使用；但直流电源滤波器不能用在交流的场合，这主要因为直流滤波器中的电容器的耐压较低，并且有可能其交流损耗较大，导致过热。
即使直流滤波器耐压没有问题，由于直流滤波器中使用了容量较大的共模滤波电容器，如果在交流的场合会产生漏电流超标的问题。
因此，直流电源滤波器绝对不能用在交流的场合。
交流滤波器用在直流场合，从安全的角度看没有问题，但要付出成本和体积的代价；在样机阶段，如果手头正好有交流滤波器，可以代替直流滤波器。
当电源滤波器的工作电流超过额定电流时，不仅会造成滤波器过热，而且会导致滤波器的低频滤波性能降低。
这是因为滤波器中的电感在较大电流的情况下，磁芯会发生饱和现象，使实际电感量减小。
因此，确定滤波器的额定工作电流时，要以设备的最大工作电流为准，确保滤波器在最大电流状态下具有良好的性能，否则当干扰在最大工作电流状态下出现时，设备会受到干扰或传导发射超标。
在确定滤波器的额定电流时，要留有一定的余量；特别是人们习惯上对交流电称“有效值”，而不是交流电的“峰值”，留有一定余量是非常有必要的。
一般滤波器的额定电流值应取实际电流值的1.5倍。
二、其次是插入损耗从抑制干扰的角度考虑，插入损耗是最重要的指标。
插入损耗分为差模插入损耗和共模插入损耗。
选用电源滤波器是怎样确定所需要的插入损耗呢？首先在设备的电源入口处不安装滤波器，对设备进行传导发射和传导敏感度的测量，并与要满足的标准进行比较，看两者之间相差多少分贝，滤波器的作用是弥补上这个差距。
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：① 对电源频率50HZ、60HZ 或400HZ 的交流信号而言，要求滤波网络无损耗传送。
即：ΓI =ΓZ =0； Z S =Z IN ; Z L =Z OUT ;② 为了滤除电网传来的EMI 信号，要求：Z S =Z IN ; ΓI =0 ；电网上的干扰传入滤波网络；Z L >>Z OUT ; ΓZ =1滤波网络全部吸收干扰（从负载全反射）。
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。
在实际应用中，EMI滤波器电路通常需要与其他电路结合使用，比如与电源、传输线路、信号线路等进行连接。
因此，需要特别注意电路的布局和接线，以减少电磁干扰的传播路径。
总之，EMI滤波器电路是一种用于抑制电磁干扰的重要电路，通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号，实现对电磁干扰的抑制。
在设计EMI滤波器电路时，需要根据具体应用需求选择合适的滤波器类型，并根据电路的阻抗特性和传输线的特性选择适当的元件值。
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。
电源EMI滤波器的设计、特性及其选取原则
Ｅ 电 源 滤 波 器 是 一 种 由电 感 、电 容组 成 的 低 ＭＩ
通 滤 波 器 ，它 允 许 直 流 或 ５ ｚ的 信 号 通 过 ，对 频 ０Ｈ 率 较 高 的 其 它 信 号 和 干 扰 信 号 有 较 大 的 衰 减 作 用 。 由 于 干 扰 信 号 有 差 模 和 共 模 两 种 ，因 此 电 源 滤 波 器要 求 对这 两 种干 扰都 有 很 好 的衰 减作 用 。
关 键 词 ：滤波器；Ｅ Ｉ Ｍ ；电源；设计
中 图分 类 号 ：Ｔ １ １ Ｎ ７ ３ ．
文 献标 识 码 ：Ａ
Ｄ ｅ ｉ ｎ． ｓｇ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎ ｌ ｃ ｉ ｎ ｏ ａ ａ ｔ ｒ ｓｉ ｓ ａ ｄ Ｓｅ ｅ ｔｏ ｆ Ｐｏ ｅ ｕ ｌ ｗ ｒ Ｓ ｐｐ ｙ ＥＭ Ｉ Ｆｉ ｅ ｌ ｒ ｔ
，
ｏ ｈ ｅｆ ｃ ｉｅ ｍｅ ｎｓ ａ ａ ｌ ｂ ｅ ｔ ｅｓｒ ｉ ｏ ｄｕ ｔｖ ｍ ｉｓ ｏ ｎ ｒ ｄ ａ ｉ ｅ ｅｍｉｓｏ ｆ ｔ ｅ ｆｅ ｔｖ ａ ｖ ｉａ ｌ ｏ ｒ ｔａ ｎ ｃ ｎ ｃ ｉ ｅ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｄ ａ ｉ ｔｖ ｓ ｉｎ． Ｓ ｖ ｒ ｌａ — ｅ ｅ ａ ｓ
的一 种 方 法 ， 主 要 从 以 下 几 个 方 面 讨 论 了 电 源 Ｅ 滤 波 器 的 设 计 、 特 性 及 选 取 原 则 ： Ｉ 电 源 Ｅ 滤 波 器 ＭＩ ） ＭＩ 的 基 本 原 理 、种 类 及 主 要 特 性 指 标 ； ２ 电 源 线 上 的 干 扰 类 型 及 电 源 Ｅ 滤 波 器 的 作 用 ； ３ 电 源 Ｅ ） ＭＩ ） ＭＩ 滤 波 器 设 计 原 则 、网 络 结 构 、参 数 选 择 ； ４ 电 源 Ｅ 滤 波 器 的 安 装 要 求 。 ） ＭＩ
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直流电源EMI滤波器的设计原则、网络结构、参数选择
1设计原则——满足最大阻抗失配
插入损耗要尽可能增大，即尽可能增大信号的反射。
设电源的输出阻抗和与之端接的滤波器的输人阻抗分别为ZO和ZI，根据信号传输理论，当ZO≠ZI时，在滤波器的输入端口会发生反射，反射系数
p＝（ZO－ZI）／（ZO＋ZI）
显然，ZO与ZI相差越大，p便越大，端口产生的反射越大，EMI信号就越难通过。
所以，滤波器输入端口应与电源的输出端口处于失配状态，使EMI信号产生反射。
同理，滤波器输出端口应与负载处于失配状态，使EMI信号产生反射。
即滤波器的设什应遵循下列原则：源内阻是高阻的，则滤波器输人阻抗就应该是低阻的，反之亦然。
负载是高阻的，则滤波器输出阻抗就应该是低阻的，反之亦然。
对于EMI信号，电感是高阻的，电容是低阻的，所以，电源EMI滤波器与源或负载的端接应遵循下列原则：
如果源内阻或负载是阻性或感性的，与之端接的滤波器接口就应该是容性的。
如果源内阻或负载是容性的，与之端接的滤波器接口就应该是感性的。
2 EMI滤波器的网络结构
EMI信号包括共模干扰信号CM和差模干扰信号DM，CM和DM的分布如图1所示。
它可用来指导如何确定EMI滤波器的网络结构和参数。
EMI滤波器的基本网络结构如图2所示。
上述4种网络结构是电源EMI滤波器的基本结构，但是在选用时，要注意以下的间题：
l）双向滤波功能——电网对电源、电源对电网都应该有滤波功能。
2）能有效地抑制差模干扰和共模干扰——工程设计中重点考虑共模干扰的抑制。
3）最大程度地满足阻抗失配原则。
几种实际使用的电源EMI滤波器的网络结构如图3所示。
3电源EMI滤波器的参数确定方法
a）放电电阻的取值
在允许的情况下，电阻取值要求越小越好，需要考虑以下情况：
第一，电阻要求采用二级降额使用，保证可靠性。
降额系数为0.75 V，0. 6 W。
根据欧姆定律可求出n＞（0.75Ve）2／（0.6 Pe）。
第二，经过雷击浪涌后有残压，其瞬时值一般在1000 V取值；其瞬时功率值不能超过额定功率值的4倍，也可求出R＞(Vcy)2／（4Pe）。
两者综合考虑取R值，一般情况下，电阻R的取值为75－200 K之间。
功率为2－3 W。
金属模电阻。
b）Cx电容的取值
在允许的情况下，容量要求越大越好，其值很难确切地估算出来，一般情况下，要求取值在l－5uf之间（对每个电容）。
电容的耐压值必须经过雷击浪涌后取值，有残压，其瞬时值一般在1000V／s时不损坏，按二级降额的原则选取，取值在275 V，频率特性与电容的取值有关，取值越小，频率特性越好。
c）Cy电容的取值
在允许的情况下，容量要求越大越好，其值很难确切地估算出来，但是不能太大，太大则漏电流较大，一般情况下，要求取值在2 200－4 700 pf之间（对每个电容）。
电容的耐压值必须经过雷击浪涌后取值，有残压，其瞬时值一般在1000V／S 时不损坏，按二级降额的原则选取，取值275 V，频率特性与电容的取值有关，取值越小，频率特性越好。
Cx电容和Cy电容，一般都是通过较小的电容并联来满足容量的要求，这样滤波器的高频特性好。
d) 电感的取值
材料的选取原则——从以下几个方面考虑：第一，磁芯材料的频率范围要宽，要保证最高频率在1GHz，即在很宽的频率范围内有比较稳定的磁导率。
第二，磁导率高，但是在实际中很难满足这一要求，所以，磁导率往往是分段考虑的。
磁芯材料一般是铁氧体。
电感量的估算——考虑阻抗和频率。
共模扼流圈取值1.5－5 mH，差模扼流圈取值为10－50uH；。
4直流电源EMI滤波器的安装耍求
滤波器对电磁干扰的抑制作用不仅取决于滤波器本身的设计和它的实际工作条件，而且在很大程度上还取决于滤波器的安装情况。
滤波器引线与安装位置也是很重要的问题。
这是考虑到电源线除了沿电源线的传导时会传输电磁干扰外，还会在传输过程中将电磁干扰辐射出去，对附近的敏感电路（或设备）造成辐射耦合。
因此必须考虑滤波器的输人线和输出线之间不存在耦合，否则会导致滤波器的性能下降。
为此，滤波器的输人线最好不直接引人设备内部，而是经过滤波之后才进入设备内部，利用设备机壳的自然屏蔽作用，把电源产生的辐射场排除在设备外部。
电源输人线不要过长。
滤波器的安装位置要紧靠电源人口。
滤波器输入线和输出线不要靠得太近。
滤波器要良好接地，并且不能单根线按地，要与金属机壳大面积接触。
滤波器的引脚或引线要尽可能的短。
滤波器如果要和其它电路相连接，最好用接插件。
5总结
1）滤波器金属外壳与机箱壳必须保证良好的接触，并将接地线接好。
2）滤波器输人线、输出线必须有一定的距离，避免滤波器性能下降。
3）滤波器的连线以选用双绞线为佳，可以消除部分高频干扰。
4）滤波器的安装位置应首选在电源入口处，以缩短输入线在机箱内的长度，减小辐射干扰
5）滤波器的选用主要考虑其插人损耗，生产厂商所给出的曲线一般取自50Ω系统测试的结果，而实际应用的系统一般不在50Ω，插人损耗会有一些偏差，实际应用中电源滤波器是带通滤波器，要注意高频特性的影响。
6）滤波器选用的第2点是要注意工作电压，工作电流和漏电流，以免影响使用。
7）滤波器的低频特性性能与体积有关，如果希望低频性能好，一般以牺牲体积为代价。