EMl 滤波器的设计原理

输出
L l0~33mH C2 0.0l ! F 630 V (d)
C3 0 . l !F 630V C4 0 . l !F 630V
输出
大地
lMHZ~30MHZ 的 噪 声 电 压 衰 减 65dB 。 计 算 EMI 滤 波 器 对 地 漏 电 流 的 公 式 为 : （3） I LD = 2 " f CV C 式中， I LD 为 漏 电 流 ， f 是电网频率。以图 l 为 例， f = 50 HZ ， C = C 3 + C 4 = 4400 pF ， V C 是 C3、 C4
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。
输入
"1 8 m~ #1 0.1 ! F
输入
#3 #2 0.1 ! F 2200pF #4 2200pF
"2 8 m~ #5 0.1 ! F
输出
1.2 基 本 电 路 及 典 型 应 用
2 沙占友.电源噪声滤波器应用.自动化仪表， 1991 ; ( 9 ) 3 林 先 放.开 关 电 源 的 抗 干 扰 问 题.电 源 技 术 应 用 ， 2000 ;( 8 )
（收稿日期： 2001 - 01 - 20 ）
!"#Байду номын сангаас测 量 插 入 损 耗 的 方 法
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《电子技术应用》2001 年第 5 期
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
输出
图 2
两 级 复 合 式 EMI 滤 波 器 电 路
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《电子技术应用》2001 年第 5 期
通讯与电视
电容， 容 量 范 围 是 2200 pF ~ 0 . l ! F 。 为 减 小 漏 电 流 ， 电 容 量 不 得 超 过 0.l!F， 并 且 电 容 器 中 点 应 与 大 地 接 通 。 C l ~ C 4 的 耐 压 值 均 为 630 VDC 或 250 VAC 。 图 2 示 出 一 种 两 级 复 合 式 EMI 滤 波 器 的 内 部 电 路， 由于采用两级 （亦称两节） 滤波， 因此滤除噪声的 效 果 更 佳 。针 对 某 些 用 户 现 场 存 在 重 复 频 率 为 几 千 赫 兹的快速瞬态群脉冲干扰的问题， 国内外还开发出群 脉冲滤波器 （亦称群脉冲对抗器） ， 能对上述干扰起到 抑制作用。
通讯与电视
EMl 滤波器的设计原理
河北科技大学电子信息工程系 （ 050054 ） 沙 占 友
摘 要 ： EMI 滤 波 器 能 有 效 抑 制 电 网 噪 声 ， 提高电子仪器、 计算机和测控系统的抗干扰能力及可
靠 性 。 详 细 阐 述 了 EMI 滤 波 器 的 设 计 原 理 、 典型应用及测试方法。 关键词： 电磁干扰
流、 漏电流、 测试电压、 绝缘电阻、 直流电阻、 使用温 插 入 损 耗 A dB、 外形尺寸、 重量 度范围、 工 作 温 升 Tr 、 等。上述参数中最重要的是插入损耗（亦称插入衰 减） ， 它是评价电磁干扰滤波器性能优劣的主要指标。 插入损耗 （ A dB） 是频率的函数， 用 dB 表 示 。 设 电 磁干扰滤波器插入前后传输到负载上的噪声功率分 有公式： 别 为 Pl 、 P2 ，
个接地端， 使用时外壳应接通大地。电路中包括共模 滤 波 电 容 # 1 ~ # 4 。" 对 串 模 扼流圈 （亦称共模电感） "、 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 。" 的 电 感 量 与 EMI 滤 波 器 的 额 定电流 ! 有关， 参 见 表 1。需 要 指 出 ， 当额定电流较大 时， 共模扼流圈的线径也要相应增大， 以便能承受较 大的电流。此外， 适当增加电感量， 可改善低频衰减 特 性 。 #1 和 #2 采 用 薄 膜 电 容 器 ， 容 量 范 围 大 致 是 0. 主 要 用 来 滤 除 串 模 干 扰 。 #3 和 #4 跨 01 ! F ~ 0 . 47 ! F ， 接在输出端， 并将电容器的中点接地， 能有效地抑制 共 模 干 扰 。#3 和 #4 亦 可 并 联 在 输 入 端 ， 仍 选 用 陶 瓷
EMI 滤 波 器 能 有 效 抑 制 单 片 开 关 电 源 的 电 磁 干 扰 。 图 4 中 曲 线 a 为 不 加 EMI 滤 波 器 时 开 关 电 源 上 0 . l5 MHZ ~ 30 MHZ 传 导 噪 声 的 波 形 （ 即 电 磁 干 扰 峰 值 （d） 所 示 EMI 滤 波 器 后 包络线） 。 曲线 b 是插入如图 3
输出
0.047 ! F 630 V (b)
输出
0 . l !F
C 2 630V>2
C3 0.47 ! F 630 V
L l0~33mH R 560k# l / 2W (c) C4 0.0l ! F 630 V
据噪声频谱逐点测出所对应的插入损耗， 然后 绘出典型的插入损耗曲线， 提供给用户。图 5 给出一条典型曲线。由图可见，该产品可将
图 4 加 EMI 滤 波 器 前 、 后干扰波形的比较
的波形， 能 将 电 磁 干 扰 衰 减 50 dB ! V ~ 70 dB ! V 。 显 然 ， 这 种 EMI 滤 波 器 的 效 果 更 佳 。
3 EMI 滤 波 器 的 技 术 参 数 及 测 试 方 法
3.1 主 要 技 术 参 数 额定电压、 额定电 EMI 滤 波 器 的 主 要 技 术 参 数 有 ：
2 EMI 滤 波 器 在 开 关 电 源 中 的 应 用
为减小体积、 降低成本， 单片开关电源一般采用 简 易 式 单 级 EMI 滤 波 器 ， 典 型 电 路 如 图 3 所 示 。 图 与图 （b） 中的电容器 C 能滤除串模干扰， 区别仅 （a） 是图 （a） 将 C 接在输入端， 图 （b） 则接到输出端。图 （c） 、 （d） 所示电路较复杂， 抑制干扰的效果更佳。图 （c） 中 的 L 、 Cl 和 C2 用 来 滤 除 共 模 干 扰 ， C3 和 C4 滤 除 串 模 干 扰 。R 为 泄 放 电 阻 ， 可 将 C3 上 积 累 的 电 荷 泄 放掉， 避免因电荷积累而影响滤波特性； 断电后还能 保 证 使 用 的 安 全 性 。图 使电源的进线端 L、 N 不带电， （d） 则 是 把 共 模 干 扰 滤 波 电 容 C3 和 C4 接 在 输 出 端 。
EMI滤波器的设计原理
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数： 沙占友 河北科技大学电子信息工程系 电子技术应用 APPLICATION OF ELECTRONIC TECHNIQUE 2001,27(5) 17次
3 #3 #2 0.1 ! F 2200pF 4 #4 2200pF 5
输出 接大地
1 电磁干扰滤波器的构造原理及应用
1.1 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 10 k~Z ~ 30 M~Z ， 最 高 可 达 150 M~Z 。 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。 的要 因此， 电磁干扰滤波器应符合电磁兼容性 （ EMC ） 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
测量插入损耗的电路如图 6 所示。e 是噪声信号 发生器， 一 Zi 是 信 号 源 的 内 部 阻 抗 ， ZL 是 负 载 阻 抗 ， 般 取 50 ! 。噪 声 频 率 范 围 可 选 10 k~Z ~ 30 M~Z 。首 先 要 在不同频率下分别测出插入前后负载上的噪声压降 再代入 （2） 式 中 计 算 出 每 个 频 率 点 的 A dB 值 ， V 1、 V 2， 最后绘出插入损耗曲线。需要指出， 上述测试方法比 较烦琐， 每 次 都 要 拆 装 EMI 滤 波 器 。 为 此 可 用 电 子 开 关对两种测试电路进行快速切换。 参考文献 1 沙占友.新编实用数字化测量技术.北京:国防工业出
四通工控 A-B 软起动器经销商（010） 62626144 62626145
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i
e
~
（a） 插入前
ZL
V1
Zi e
~
电磁干扰 滤波器
ZL
V2
（b） 插入后 图 6 图 5 典型的插入损耗曲线 测量插入损耗的电路
（A） 引入的外部电磁干扰，另 一 方 额定电流 ! 输入 输入 1
" 8 m~ #1 0.1 ! F
输出
2
图 1
电磁干扰滤波器的基本电路