EMI滤波器电路原理及设计
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。
emi滤波器共模差模等效电路
emi滤波器共模差模等效电路
共模差模等效电路是用来描述差分信号和共模信号在电路中的传输和处理的模型。
在EMI（电磁干扰）滤波器中，也常常
使用共模差模等效电路来描述其工作原理。
共模信号是指同时作用于两个输入端口的信号，其电压在两个输入端口上的相位和幅值都是相同的。
差模信号是指同时作用于两个输入端口的信号，其电压在两个输入端口上的相位相反。
在一个EMI滤波器中，可以将其等效为一个共模电路和一个
差模电路的组合。
共模电路用于处理共模信号，差模电路用于处理差模信号。
在共模电路中，通常采用共模电感和共模电容来实现对共模信号的滤波。
在差模电路中，通常采用差模电感和差模电容来实现对差模信号的滤波。
共模差模等效电路可以帮助工程师理解和设计EMI滤波器，
以达到减小电磁干扰的目的。
一种应用于dc28v电源信号emi滤波及雷电防护电路的制作方法
一种应用于DC28V电源信号EMI滤波及雷电防护电路的制作方法一、引言随着电子设备在各个领域的广泛应用，电源信号的电磁干扰（EMI）问题日益突出。
同时，雷电对电子设备的破坏性影响也不容忽视。
因此，设计一种能够同时实现EMI滤波和雷电防护的电路至关重要。
本文介绍了一种应用于DC28V电源信号的EMI滤波及雷电防护电路的制作方法。
二、电路设计1.EMI滤波器设计：EMI滤波器的主要功能是抑制电源线上的电磁干扰，提高电源质量。
本设计采用共模滤波器和差模滤波器结合的方式，共模滤波器主要用于抑制共模干扰，差模滤波器主要用于抑制差模干扰。
滤波器电路由电感器和电容器的组合构成，通过合理选择电感值和电容值，实现对不同频率干扰的抑制。
2.雷电防护电路设计：雷电防护电路的主要功能是保护电子设备免受雷电过电压和过电流的影响。
本设计采用气体放电管和压敏电阻相结合的方式。
气体放电管在雷电过电压作用下能迅速击穿放电，将过电压限制在较低水平；压敏电阻在雷电过电流作用下能迅速阻断电流，防止电流过大造成设备损坏。
通过合理选择气体放电管和压敏电阻的参数，实现对雷电过电压和过电流的有效防护。
三、制作工艺1.电路板制作：选用合适的FR4或CEM-1基材，进行覆铜处理，设置合理的线宽和间距，保证电路板的电气性能和散热性能。
2.元器件焊接：采用低温焊接工艺，确保焊接质量，防止元器件因高温而损坏。
3.电路板测试：对制作完成的电路板进行电气性能测试，确保各项指标符合设计要求。
四、应用实例本制作方法已成功应用于某型号舰载电子设备的DC28V电源信号处理中，有效提高了设备的电磁兼容性和防雷能力，保证了设备的稳定运行。
五、结论本文介绍了一种应用于DC28V电源信号的EMI滤波及雷电防护电路的制作方法，包括电路设计和制作工艺两个方面的内容。
通过实际应用证明，本制作方法能有效提高设备的电磁兼容性和防雷能力，具有较高的实用价值。
未来，我们将继续优化电路设计和制作工艺，为更多领域提供优质的电源信号处理解决方案。
有刷电机emi滤波电路
有刷电机emi滤波电路有刷电机（Brushed DC Motor）是一种常见的电机类型，广泛应用于各种领域中。
然而，由于其工作原理的特性，有刷电机会产生电磁干扰（Electromagnetic Interference，简称EMI）。
为了减少这种干扰，可以采用EMI滤波电路对有刷电机进行滤波处理。
EMI滤波电路是一种用于抑制电磁干扰的电路，通过滤波器的设计和选择合适的元件，可以有效地抑制有刷电机产生的EMI干扰，保证其他电子设备的正常工作。
EMI滤波电路一般由滤波器和衰减器组成。
滤波器可以分为低通滤波器和带通滤波器两种类型。
低通滤波器主要用于抑制高频噪声，而带通滤波器则可以选择特定频率范围内的信号进行滤波。
根据实际需求，可以选择适合的滤波器类型。
在EMI滤波电路中，常用的滤波元件包括电感、电容和电阻。
电感可以通过阻碍电流变化的方式来抑制高频噪声，起到滤波的作用。
电容则可以通过储存和释放电荷的方式来滤波。
电阻则用于限制电流的流动，起到衰减的作用。
在设计EMI滤波电路时，需要考虑到有刷电机的工作电压和电流范围，并选择合适的滤波元件。
同时，还需要根据有刷电机产生的EMI干扰频谱特性，选择合适的滤波器类型和频率范围。
除了滤波电路的设计，还需要注意EMI滤波电路的布局和接地。
合理的布局可以减少电磁干扰的传播和辐射，保证滤波效果的最大化。
接地的设计也非常重要，良好的接地可以提供低阻抗路径，将干扰电流导向地，进一步减少干扰的影响。
需要注意的是，EMI滤波电路并不能完全消除所有的电磁干扰，只能将其降低到可以接受的范围。
因此，在实际应用中，还需要综合考虑其他抑制EMI干扰的方法，如屏蔽、地线设计等。
有刷电机的EMI滤波电路是一种有效抑制电磁干扰的方法。
通过合理的滤波器设计、选择合适的滤波元件和良好的布局接地，可以在保证有刷电机正常工作的同时，减少对其他电子设备的干扰。
这对于提高系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
输入EMI滤波器电路设计规范
输入EMI滤波器电路设计规范
摘要：本文介绍了一种单相输入EMI电源滤波器电路，该电路一般作为中小功率电源的输入部分电路，以满足电源的EMC要求。
缩略词解释
EMC：ElectromagneTIc CompaTIbility，电磁兼容性
EMI：ElectromagneTIc Interference，电磁干扰
1.适用范围
该单元电路参数只要做适当调试、更改，便可用于绝大部分中小功率电源。
2.满足的技术指标（特征指标）
电源的规格为：
输入：AC 120V~290V
输出：48V/50A
输出功率：2900W
3. 详细电路图
图1 单元电路原理图
4. 工作原理简介
电源滤波器是一种由无源元件构成的低通滤波网络。
它毫无衰减地将50Hz，400Hz 的交流电源功率传输到设备上，却大大衰减通过电源线传输的EMI信号，保护设备免受其害。
同时，它又能抑制设备本身产生的EMI信号，防止它进入电网，污染电磁环境，危害其他的设备。
电源EMI滤波器是电子设备满足有关电磁兼容标准的行之有效的器件。
组成电源EMI滤波器的核心元件为：共模电感，差模电感，X和Y电容。
其中共模电感和Y电容共同构成LC两阶低通滤波器，主要用来抑制共模噪声，绕制时除了尽量减小杂散电容外，还应适当控制不平衡电感（一般为1％左右〕，虽然不平衡电感有抑制差模噪音的作用，但不平衡电感太大，容易导致共模电感出现磁芯饱和现象。
对差模噪音的抑制和。
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滤波器介绍
EMI滤波器介绍EMI（Electromagnetic Interference）滤波器是一种用于抑制电磁干扰的设备，通过滤除电路中的高频干扰信号，保障电子设备的正常工作。
EMI滤波器在各种电子设备中得到广泛应用，包括电源、通信设备、自动化控制系统等。
下面将详细介绍EMI滤波器的工作原理、分类和应用场景。
被动滤波器是EMI滤波器中应用最为广泛的一种，它主要通过电感和电容来实现滤波。
电感是一种储存电能的装置，对于低频信号具有较好的传导性能，可以将其中的高频噪声滤除。
而电容则具有对高频信号有良好的传递性能，可以将所需信号传递给负载端。
通过合理的组合和调整电感和电容的数值，可以实现对不同频率干扰信号的滤除。
有源滤波器是一种基于主动元件的滤波器，主要通过运算放大器和反馈电路的组合来实现。
有源滤波器可以提供更高的滤波效果和更广泛的频率范围，因为它可以根据电路参数的变化来调整滤波器的频率响应。
有源滤波器通常用于对高精度信号的滤波，如音频和视频信号。
根据EMI滤波器的应用场景，可以将其分为电源滤波器和信号滤波器两大类。
电源滤波器主要用于电源线路中，用于滤除电源线上的高频干扰信号，避免其进入电子设备中，从而保证设备的正常工作。
电源滤波器通常由电感、电容和阻抗器组成，通过合理的排列和组合，可以对不同频率的干扰信号进行滤除。
电源滤波器的类型有很多，包括单级LC滤波器、CLC滤波器、LCπ滤波器等。
这些滤波器通常需要根据电源线的特性和所需滤波效果进行选择和设计。
信号滤波器主要用于通信设备、自动化控制系统等电子设备中，用于滤除输入输出信号中的干扰噪声，确保信号传输的可靠性和稳定性。
信号滤波器通常由电感、电容和阻抗器组成，通过调整和优化这些元件的数值和排列，可以实现对不同频率干扰信号的滤除。
信号滤波器的类型也有很多，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
根据具体的应用场景和需求，可以选择合适的滤波器来实现对信号的滤除。
开关电源EMI滤波器原理与设计研究
被动式EMI滤波器主要通过电感和电容的组合来实现干扰的吸收和抑制。而主 动式EMI滤波器则通过在信号线上加入特殊的电子器件来消除干扰。
EMI耗
额定电压是EMI滤波器的重要参数之一，它 表示滤波器可以承受的最大电压值。
插入损耗是指EMI滤波器接入电路后，对信 号传输造成的影响。插入损耗越小，说明滤 波器的性能越好。
群时延
温度系数
群时延是指滤波器对信号传输时间的影响。 群时延越小，说明滤波器的传输速度越快。
温度系数是指EMI滤波器在温度变化时，其 性能变化的程度。温度系数越小，说明滤波 器的稳定性越好。
02
开关电源EMI滤波器设计基 础
EMI滤波器电路拓扑结构
1 2
共模滤波电路
用于减小电源线上共模噪声，包括电阻、电容 和电感等元件。
抑制共模噪声
通过采用共模扼流圈等元件，可以抑制共模噪声，提高滤波 器的性能。
抑制差模噪声
采用差模扼流圈等元件，可以抑制差模噪声，提高滤波器的 性能。
EMI滤波器与整流器的配合设计
整流器与滤波器的配合设计
整流器输出的波形对EMI滤波器的性能有很大影响，因此需要合理设计整流 器与滤波器之间的电路连接方式，以减小整流器对EMI滤波器性能的影响。
2023
《开关电源emi滤波器原理 与设计研究》
目录
• 开关电源EMI滤波器概述 • 开关电源EMI滤波器设计基础 • 开关电源EMI滤波器优化设计 • 开关电源EMI滤波器性能评估 • 开关电源EMI滤波器设计实例 • 结论与展望
01
开关电源EMI滤波器概述
EMI滤波器的定义和作用
EMI滤波器定义
整流器与滤波器的参数匹配
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。
低通滤波器
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 dv/dt 和 di /d t ，因而电磁发射 EME （Electromagnetic Emission ） 通常是宽带的噪声信 号，其频率范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，频率范围在 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 衰减至合理范围内即可。
在数字信号处理领域普遍认同的低通滤波器概念同样适用于电力电子装置中。
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滤波器是用来减少开关电源产生的电磁干扰(EMI)的一种装置。
EMI是指开关电源工作时产生的高频干扰信号，可能会对其他电子设备、无线通信和无线电接收产生干扰，影响它们的正常工作。
EMI滤波器通过合理设计，能有效地抑制开关电源产生的EMI信号，从而减少对其他设备的干扰。
EMI滤波器的原理是基于电流和电压的相位关系来实现的。
开关电源在工作时会产生高频电流脉冲，而这些电流脉冲会通过开关电源输入端的电容等元件，从而形成高频电流回路。
EMI滤波器通过给开关电源输入端加上一个电感元件，阻断高频电流回路的形成，从而减小EMI信号的辐射。
设计EMI滤波器时需要考虑以下几个因素：1.工作频率范围：EMI滤波器需要在开关电源产生EMI信号的频率范围内有效工作。
根据具体的应用环境和要求，选择合适的滤波器工作频率范围。
2.滤波特性：滤波器需要具有良好的滤波特性，对于较高频率的EMI信号能够有较好的抑制效果。
常用的滤波器类型有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
3.过渡区域：滤波器在过渡区域需要平衡阻抗和频率之间的变化。
过渡区域越宽，滤波器的性能越好。
过渡区域的宽度需要根据具体要求进行设计。
4.安全和可靠性：EMI滤波器需要满足安全和可靠性的要求。
在设计过程中，需要考虑电源参数范围、电流和电压的安全范围等因素，以确保滤波器的稳定性和可靠性。
设计EMI滤波器的方法有多种，可以根据需求选择不同的设计方法。
常见的方法包括线性滤波器设计、Pi型滤波器设计和C型滤波器设计等。
其中，Pi型滤波器是应用最广泛的一种，它由两个电感和一个电容组成，能够对高频信号进行抑制。
总之，开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了降低开关电源产生的电磁干扰，保证其他设备的正常工作。
通过合理的滤波器设计和选择合适的滤波器类型，可以有效地减少EMI信号对其他设备的干扰，提高系统的抗干扰性能。
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。
EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器电路原理及设计引言开关电源以其体积小、重量轻、效率高等优点被广泛应用于电力电子设备系统中，但是开关电源易受到电磁干扰，产生误动作，且本身的高频信号也会引起大量的噪声，会污染电网环境，干扰同一电网其他电子设备的正常工作。
这样就对EMC提出了更高的要求指标。
分类：开关电源中的电磁干扰（EMI）主要有传导干扰和辐射干扰。
通过正确的屏蔽和接地系统设计可以得到有效的控制，对于传导干扰来说，加装EMI滤波器，是一种比较经济有效的措施，辐射干扰的抑制可以通过加装变压器屏蔽铜片。
EMI滤波器介绍开关电源与交流电网相连，尽管开关电源是一个单端口网络，但具有相线（L），零线（N），地线（E）的开关电源实际上形成了两个AC端口，所以噪声源在实际分析中可以将其分解为共模和差模噪声源。
火线（L）与零线（N）之间的干扰叫做差模干扰（属于对称性干扰），火线（L）与地线（E）之间的干扰叫做共模干扰（非对称性干扰）。
在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小；共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。
开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
1.开关电源的EMI干扰源开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
（1）功率开关管功率开关管工作在On-O ff快速循环转换的状态，dv/dt和di/dt都在急剧变换，因此，功率开关管既是电场耦合的主要干扰源，也是磁场耦合的主要干扰源。
（2）高频变压器高频变压器的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换，因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。
（3）整流二极管整流二极管的EMI来源集中体现在反向恢复特性上，反向恢复电流的断续点会在电感（引线电感、杂散电感等）产生高 dv/dt，从而导致强电磁干扰。
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
EMI电源滤波器的原理与分析
IL二 1019(pt ) 用2
其中: IL为插入损耗, P ,和P Z为
流圈L 是一个双重缠绕的环形电感 , 其磁芯一般采用低损耗 高导磁率 频率特性好的铁氧体材料 共模扼流 圈对差模干扰不起作用 共模干扰
接入滤波器前后从噪声源传输到负载
的功率 若负载阻抗在接入滤波器前后始
终不变 , 则
p l二 1 2 U 21
sour e t Pes a nd r ason s,est blshes a t Pi c y e a i y ealm od elof E M Ifit r , a nd t n ana l le s he yzes t e h
d e s ig n m e e h a n i m o f fil r a n d strue tu r P a ra m e te r s e le e tio n P r b le m . O n th i b a s is , th e s te e s o s in s 6 r io n !0 5 5 O f E M I fil r 15 S im u ls t6 d s n d s n a liz e d . t te K e y w o 闭 s : E l e tr m a g n e tie in te r e r n e e e o f e F il r te In s e r io n L o s s t
干扰和 差模干扰来表示 , 由于共模和
3 .2 插入损耗仿真及测试
软件仿真的目的是得出E M I 电 源滤波器的频率特性 , 验证 电路参 数能否使滤波器达到预期的效果
但是 由于电感和电容高频分步参数的 不确定性 用于制作共模扼流 圈的软 受力
差模两种传导噪声的来源不同, 传导
EMC滤波电路的原理与设计---整理【WENDA】..
第一章开关电源电路—EMI滤波电路原理滤波原理：阻抗失配；作为电感器就是低通（更低的频率甚至直流能通过）高阻（超过一定频率后就隔断住难于通过）（或者是损耗成热消散掉），因此电感器滤波靠的是阻抗Z=(R^2+(2ΠfL)^2)^1/2。
也就是分成两个部分，一个是R涡流损耗，频率越高越大，直接把杂波转换成热消耗掉，这种滤波最干净彻底；一个是2ΠfL 这部分是通过电感量产生的阻挡作用，把其阻挡住。
实际都是两者的结合。
但是要看你要滤除的杂波的频率，选择合适的阻抗曲线。
因为电感器是有截止频率的，超过这个频率就变成容性，也就失去电感器的基本特性了，而这个截止频率和磁性材料的特性和分布电容关系最大，因此要滤波更高的频率的干扰，就需要更低的磁导率，更低的分布电容。
因此一般我们滤除几百K以下的共模干扰，一般使用非晶做共模电感器，或者10KHZ以上的高导铁氧体来做，这样主要使用阻抗的WL这一方面的特性，主要发挥阻挡作用。
电感器滤波器是通过串联在电路里实现。
撒旦谁打死多少次顺风车安顺场。
因此：共模滤波电感器不是电感量越大越好主要看你要滤除的共模干扰的频率范围。
先说一下共模电感器滤波原理共模电感器对共模干扰信号的衰减或者说滤除有两个原理,一是靠感抗的阻挡作用,但是到高频电感量没有了，然后靠的是磁心的损耗吸收作用;他们的综合效果是滤波的真实效果。
当然在低频段靠的是电感量产生的感抗.同样的电感器磁心材料绕制成的电感器,随着电感量的增加,Z阻抗与频率曲线变化的趋势是随着你绕制的电感器的电感量的增加,Z 阻抗峰值电时的频率就会下降,也就是说电感量越高所能滤除的共模干扰的频率越低,换句话说对低频共模干扰的滤除效果越好,对高频共模信号的滤除效果越差甚至不起作用。
这就是为什么有的滤波器使用两级滤波共模电感器的原因一级是用低磁导率(磁导率7K以下铁氧体材料甚至可以使用1000的NiZn材料) 材料作成共模滤波电感器,滤出几十MHz或更高频段的共模干扰信号,另一级采用高导磁材料(如磁导率10000\15000的铁氧体材料或着非晶体材料)来滤除1MHz以下或者几百kHz的共模干扰信号。
EMI滤波器的设计原理
EMI滤波器的设计原理1 电磁干扰滤波器的构造原理及应用1.1 构造原理1.2 基本电路及其典型应用电磁干扰滤波器的基本电路如图1所示。
电磁干扰的屏蔽方法EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因，本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。
电磁兼容性(EMC)是指“一种器件、设备或系统的性能，它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。
”对于无线收发设备来说，采用非连续频谱可部分实现EMC性能，但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。
例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰，我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。
EMC问题来源所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化，有时变化速率还相当快，这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量，而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。
EMI有两条途径离开或进入一个电路：辐射和传导。
信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去；而信号传导则通过耦合到电源 .... .、信号和控制线上离开外壳，在开放的空间中自由辐射，从而产生干扰。
很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现，大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽：从源头处降低干扰；通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。
EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标，这些性能在设计阶段的早期就应完成。
对设计工程师而言，采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。
如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用，从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。
无论是金属还是涂有导电层的塑料，一旦设计人员确定作为外壳材料之后，就可着手开始选择衬垫。
金属屏蔽效率可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估，其单位是分贝，计算公式为SE dB=A+R+B其中A：吸收损耗(dB) R：反射损耗(dB) B：校正因子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况)一个简单的屏蔽罩会使所产生的电磁场强度降至最初的十分之一，即SE等于20dB；而有些场合可能会要求将场强降至为最初的十万分之一，即SE 要等于100dB。
三相emi滤波电路参数设计
三相emi滤波电路参数设计一、引言随着现代电力电子技术的快速发展，电磁干扰（EMI）问题日益严重。
三相EMI滤波电路作为抑制电磁干扰的有效手段，在各种电子产品和系统中得到了广泛应用。
本文将探讨三相EMI滤波电路的原理及参数设计方法，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、三相EMI滤波电路原理1.滤波原理三相EMI滤波电路主要用于抑制电源侧和负载侧的电磁干扰，其滤波原理主要是利用电感和电容对电流的谐波进行滤波。
在三相系统中，滤波器需承受三相电压的谐波分量，因此需要设计合理的电感和电容参数以达到较好的滤波效果。
2.电路组成三相EMI滤波电路主要由电感、电容和电阻组成。
电感主要用于抑制高频谐波，电容主要用于抑制低频谐波，电阻主要用于限制滤波后的电流。
在实际应用中，电感、电容和电阻的选取和组合对滤波效果具有重要影响。
三、三相EMI滤波电路参数设计1.电感参数设计（1）电感量选择：电感量越大，滤波效果越好，但电感器的体积和重量也会相应增大。
在设计时，应根据实际应用场景和电磁干扰抑制要求选择合适的电感量。
（2）电感寄生参数影响：电感器的寄生电阻和电容会影响滤波效果。
在设计时，应尽量选择低电阻、低电容的电感器，以提高滤波效果。
2.电容参数设计（1）电容量选择：电容量越大，滤波效果越好，但电容器的体积和重量也会相应增大。
在设计时，应根据实际应用场景和电磁干扰抑制要求选择合适的电容量。
（2）电容寄生参数影响：电容器的寄生电阻和电感会影响滤波效果。
在设计时，应尽量选择低电阻、低电感的电容器，以提高滤波效果。
3.电阻参数设计（1）电阻值选择：电阻值越大，滤波后的电流越小，但电阻产生的热量也会相应增大。
在设计时，应根据实际应用场景和电磁干扰抑制要求选择合适的电阻值。
（2）电阻寄生参数影响：电阻的寄生电感和电容会影响滤波效果。
在设计时，应尽量选择低电感和低电容的电阻，以提高滤波效果。
四、电路调试与优化1.调试方法电路调试主要包括元件参数测量、滤波效果测试等环节。
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EMI滤波器电路原理及设计
引言
开关电源以其体积小、重量轻、效率高等优点被广泛应用于电力电子设备系统中，但是开关电源易受到电磁干扰，产生误动作，且本身的高频信号也会引起大量的噪声，会污染电网环境，干扰同一电网其他电子设备的正常工作。
这样就对EMC提出了更高的要求指标。
分类：
开关电源中的电磁干扰（EMI）主要有传导干扰和辐射干扰。
通过正确的屏蔽和接地系统设计可以得到有效的控制，对于传导干扰来说，加装EMI滤波器，是一种比较经济有效的措施，辐射干扰的抑制可以通过加装变压器屏蔽铜片。
EMI滤波器介绍
开关电源与交流电网相连，尽管开关电源是一个单端口网络，但具有相线（L），零线（N），地线（E）的开关电源实际上形成了两个AC端口，所以噪声源在实际分析中可以将其分解为共模和差模噪声源。
火线（L）与零线（N）之间的干扰叫做差模干扰（属于对称性干扰），火线（L）与地线（E）之间的干扰叫做共模干扰（非对称性干扰）。
在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小；共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。
开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
1.开关电源的EMI干扰源
开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
（1）功率开关管
功率开关管工作在On-O ff快速循环转换的状态，dv/dt和di/dt都在急剧变换，因此，功率开关管既是电场耦合的主要干扰源，也是磁场耦合的主要干扰源。
（2）高频变压器
高频变压器的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换，因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。
（3）整流二极管
整流二极管的EMI来源集中体现在反向恢复特性上，反向恢复电流的断续点会在电感（引线电感、杂散电感等）产生高dv/dt，从而导致强电磁干扰。
（4）PCB
准确的说，PCB是上述干扰源的耦合通道，PCB的优劣，直接对应着对上述EMI源抑制的好坏。
2.开关电源EMI传输通道分类
（一）。
传导干扰的传输通道
（1）容性耦合
（2）感性耦合
（3）电阻耦合
a.公共电源内阻产生的电阻传导耦合
b.公共地线阻抗产生的电阻传导耦合
c.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合
（二）。
辐射干扰的传输通道
（1）在开关电源中，能构成辐射干扰源的元器件和导线均可以被假设为天线，从而利用电偶极子和磁偶极子理论进行分析；二极管、电容、功率开关管可以假设为电偶极子，电感线圈可以假设为磁偶极子；
（2）没有屏蔽体时，电偶极子、磁偶极子，产生的电磁波传输通道为空气（可以假设为自由空间）；
（3）有屏蔽体时，考虑屏蔽体的缝隙和孔洞，按照泄漏场的数学模型进行分析处理。
3.开关电源EMI抑制的9大措施
在开关电源中，电压和电流的突变，即高dv/dt和di/dt，是其EMI产生的主要原因。
实现开关电源的EMC设计技术措施主要基于以下两点：
（1）尽量减小电源本身所产生的干扰源，利用抑制干扰的方法或产生干扰较小的元器件和电路，并进行合理布局；
（2）通过接地、滤波、屏蔽等技术抑制电源的EMI以及提高电源的EMS。
分开来讲，9大措施分别是：
（1）减小dv/dt和di/dt（降低其峰值、减缓其斜率）
（2）压敏电阻的合理应用，以降低浪涌电压
（3）阻尼网络抑制过冲
（4）采用软恢复特性的二极管，以降低高频段EMI
（5）有源功率因数校正，以及其他谐波校正技术
（6）采用合理设计的电源线滤波器
（7）合理的接地处理
（8）有效的屏蔽措施
（9）合理的PCB设计
4.高频变压器漏感的控制
高频变压器的漏感是功率开关管关断尖峰电压产生的重要原因之一，因此，控制漏感成为解决高频变压器带来的EMI首要面对的问题。
减小高频变压器漏感两个切入点：电气设计、工艺设计！
（1）选择合适磁芯，降低漏感。
漏感与原边匝数平方成正比，减小匝数会显著降低漏感。
（漏感就是将所有次级绕组和所有辅助绕组短路，测的得原边电感值。
）（2）减小绕组间的绝缘层。
现在有一种称之为“黄金薄膜”的绝缘层，厚度20～100um，脉冲击穿电压可达几千伏。
（3）增加绕组间耦合度，减小漏感。
（层叠绕制、混合绕制这个问题可以询问变压器制造商）
5.高频变压器的屏蔽
为防止高频变压器的漏磁对周围电路产生干扰，可采用屏蔽带来屏蔽高频变压器的漏磁场。
屏蔽带一般由铜箔制作，绕在变压器外部一周，并进行接地，屏蔽带相对于漏磁场来说是一个短路环，从而抑制漏磁场更大范围的泄漏。
高频变压器，磁心之间和绕组之间会发生相对位移，从而导致高频变压器在工作中产生噪声（啸叫、振动）。
为防止该噪声，需要对变压器采取加固措施：
（1）用环氧树脂将磁心（例如EE 、EI 磁心）的三个接触面进行粘接，抑制相对位移的产生；
（2）用“玻璃珠”（Glass beads ）胶合剂粘结磁心，效果更好。
EMI 滤波器对于干扰噪声的抑制能力用插入损耗IL(Insertion Loss)来衡量。
定义：没有滤波器接入时，从噪声源传输到负载的功率P1和接入滤波器后，噪声源传输到负载的功率P2之比，用dB （分贝）表示。
常见的EMI 电路结构
L1
L1
L2
L2
CX1
CX2
CY1
CY2
CX3
AC_L
AC_N
R
图 1
L1
CX1
CX2
AC_L
AC_N
R
电容、电感的选取原则
一般的EMI 滤波器中有两组电容，即跨接在电源线之间起差模抑制作用的X 电容和接在电源线和地之间起共模抑制作用的Y 电容。
对于X 电容其额定电压应和电网电压相当，其容量可以选的大一些，典型值~1uF 。
对于Y 电容取值允许的情况下越大越好，但如果Y 电容时效会导致人员电击，所以对其最大漏电电流Ig 有限制，Ig 的大小由产品规定，一般为~8mA 。
Y 电容的最大容量可用公式计算(Nf)
Um 电网电压 V Fm 电网频率 Hz Ig 漏电电流 Ma
L 1L 1
CX1CX2
CY1
CY2
A C_L
A C_N
另外，为了获得较好的高频特性、降低高频等效串联电阻和等效串联电感，X 电容和Y 电容通常都是通过几个较小的电容并联来满足其容量要求。
对于滤波器中的共模或差模扼流圈一般情况下要自己动手设计。
电感的取值和材料的选取原则：1、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。
2、磁导率高，但实际中很难满足这一要求，所以。
磁导率往往分段考虑。
磁芯材料一般为铁氧体。
共模的在~5mH,差模的在10~50uH 。
设计实例一
电源系统频率在50kHz ，要求宽电压输入85V~265V ，其在截至频率时衰减到= 求算电感的值：
-24=40lg （Fc/Fosc ） 计算Fc=
()
mH mH F C L C 6.1556.121
2
≈=⨯⨯=
π mm I
D R 3.04
13.1≅⨯= 取漆包线的电流
密度4~6A /mm2
取I R =
(min)
(max )
2Vin PF Po ⨯⨯η=395mA
使用0.3mm 的线绕满工字形电感，容量>。