EMI滤波器设计【笔记】

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最优军用EMI滤波器设计

最优军用EMI滤波器设计军用电源必须满足美国军标MIL-STD-461规定的传导EMI限制。

该标准要求在宽频范围内测量流入10μF电容的电流。

通常的做法是安装一个滤波器，测量电流；再安装另外一个滤波器，重新测量电流，重复这个过程直到满足全部的传导EMI指标。

这种方法不但效率低下，而且经常使设计的滤波器比实际所需要的体积更大、更笨重、价格更昂贵。

通过适当的测量流过输入源的噪声电流，是可能一次性设计出满足要求的滤波器而且具有较小的体积。

一个输入为直流且只有一个接地点(副边不隔离)的电源通常有两个传导噪声源：开关管和输出整流器。

这两个噪声源依次与两个频率有关：开关频率以及瞬态过程时间的倒数。

开关管的瞬态时间是上升和下降时间；对二极管而言是二极管的反向恢复时间。

当然还有一些电路其他寄生参数振荡引起的噪声，但这些噪声源的影响比较小。

戴维南电源的特性可以通过开路电压和短路电流来表示，两者相除得到戴维南阻抗。

电源的戴维南等效开路电压(V oc(ω))与频率有关。

它可以通过在任意一根输入线中串入一个高阻抗来测量，如图9-21所示。

通过一个频谱分析仪测量输入电源线与接地点电压的频谱。

注意测量电压的参考点是接大地点而不是地线。

这是因为MIL-STD-461测量的是通过一个对接地点的10μF电容中的噪声电流，如图9-22所示。

测量短路噪声电流(I SC(ω))的电容需要在整个噪声电流的频率范围内呈现很低的阻抗特性。

多层瓷片电容(Multilayer ceramic capacitor，MLC)比较适合。

这个电容必须非常靠近电源端，因为就算几个英寸的引线都会在所测的频率下产生很大的感抗。

当电容接入适当的位置后，短路电流可以通过频谱分析仪的电流探头套在连接到电容的一根引线中测得。

在任意频率下的戴维南阻抗可以通过测得的开路噪声电压除以短路噪声电流来计算。

确定噪声源特性后，就可以进行滤波器建模，如图9-23所示。

滤波器的基本结构就是一个分离的二阶LC滤波器(C和U)，其取值原则就是在最小的体积下可以获得期望的抑制效果。

电路设计：超宽带EMI滤波器的设计

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。

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。
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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EMI滤波器的设计

开关电源EMI滤波器的设计要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减特性，设计与开关电源共模、差模噪声等效电路端接的EMI滤波器时，就要分别设计抗共模干扰滤波器和抗差模干扰滤波器才能收到满意的效果。

1．抗共模干扰的电感器的设计电感器是在同一磁环上由两个绕向与匝数都相同的绕组构成。

当信号电流在两个绕组流过对，产生的磁场恰好抵消，它可几乎无损耗地传输信号。

因此，共模电流可以认为是地线的等效干扰电压Ug所引起的干扰电流。

当它流经两个绕组时，产生的磁场同相叠加，电感器对干扰电流呈现出较大的感抗，由此起到了抑制地线干扰的作用。

电路如图1所示。

信号源至负载RL连接线的电阻为Rcl、Rc2，电感器自感为L1、L2，互感为M，设两绕组为紧耦合，则得到L1＝L2＝M。

由于Rc1和RL串联且Rc1＜＜RL，则可以不考虑Vg， Vg 被短路可以不考虑Vg的影响。

其中（Is是信号电流，Ig是经地线流回信号源的电流。

由基尔霍夫定律可写出：式（2）表明负载上的信号电压近似等于信号源电压，即共模电感传输有用信号时几乎不引入衰减。

由（1）式得知，共模千扰电流Ig随f：fc的比值增大而减小。

当f：fc的比值趋于无穷时，Ig=0，即干扰信号电流只在电感器的两个绕组中流过而不经过地线，这样就达到了抑制共模干扰的作用。

所以，可以根据需要抑制的干扰电压频率来设置电感器截止频率。

一般来说，当干扰电压频率f≥5fc时，即Vn：Vg≤0.197，就可认为达到有效抑制地线中心干扰的目的。

2．抗差模干扰的滤波器设计差模干扰的滤波器可以设计成Π型低通滤波器，电路如图2所示。

这种低通滤波器主要是设置电路截止频率人的值达到有效地抑制差模传导干扰的目的。

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

MIT 电力电子课程笔记D.PerreaultEMI 滤波器由于存在输入和输出纹波，即电磁干扰，为了防止干扰别的电路（如一个设计不好的电源会对邻近的收音机和电视机造成不利的影响），需要加入滤波器。

关于输入滤波器的标准有：FCC 、VDE （对交流系统）；MIL-STD 461、SAE J1113、CISPR （对直流系统）。

一般的，对纹波或电磁干扰的限制有以下两种形式：（1）时域的电压或电流限制；（2）频域限制（LISN 方法）。

考虑一个简单的例子——buck 变换器的滤波器其交流等效电路如下：输入纹波电流in ~I 和纹波电压in ~V 取决于电网的阻抗S Z ：当电网阻抗大时纹波电压大；当电网阻抗小时纹波电流大。

为了设计良好的滤波器，我们必须了解或控制电网阻抗，使之满足要求。

对于时域方法，需要考虑最坏的情况：对于频域设计指标（如FCC 标准），我们需要将某一段纹波频率下的阻抗控制在某一指标，以满足标准的要求（若这些要求不能满足就会出现不可预知的结果）。

电网阻抗稳定化网络（LISN）对直流分量，Zlisn→；对纹波的高频分量，RZlisn→。

LISN控制电网阻抗，并作为在实验中确定其取值。

在标准测试中，我们通过测量R两端的纹波电压来限制纹波电压（电压的频率谱分析）。

分析~V的谐波成分：加入EMI滤波器实现纹波抑制功能：注意：直流通路中没有电阻，所以没有直流损耗；为了满足更严格的标准（如机车中要求100次谐波为微安级），可以选用多级滤波器的结构。

但是，我们不一定能保证实际中LISN网络拥有足够的阻尼，所以需要加入额外的电阻以保证滤波器不出现振荡。

方法一：电容阻尼回路R damp提供了阻尼，但是不增加低频损耗。

电容C吸收了大部分的纹波，由于R的存在，C big只吸收了部分纹波。

注意此时CC>>。

big设计中的注意事项：为了有效的抑制频率大于等于f sw率附近应该提供足够大的阻尼。

其他的阻尼结构：，。

EMI电源滤波器设计与测试

EMI电源滤波器设计与测试引言：随着电子设备的广泛应用，电源滤波器的重要性日益突出。

由于电子设备会产生较大的电磁干扰（EMI），这些干扰信号会传播到电源网络中，可能会干扰其他设备的正常运行。

因此，正确设计和测试EMI电源滤波器对于电子设备的稳定运行至关重要。

一、EMI电源滤波器的设计1.确定滤波器的类型：常见的滤波器类型有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

根据特定应用的需求，选择合适的滤波器类型。

2.确定滤波器的频率范围：根据所需的高频抑制能力，选择适当的频率范围。

一般来说，电源干扰的频率范围为100kHz至100MHz。

3.确定滤波器的元件：根据所选滤波器类型和频率范围，选择适当的元件。

常见的元件包括电容器、电感器和阻抗。

4.设计滤波器电路：根据所选元件的电感值和电容值，使用传统的电路设计方法设计滤波器电路。

5.进行仿真和优化：使用电路仿真软件，对设计的滤波器电路进行仿真和优化。

通过调整元件值，使得滤波器在所选频率范围内具有最佳的抑制效果。

6.制作和组装滤波器：根据设计的滤波器电路，制作电路板并组装滤波器。

二、EMI电源滤波器的测试完成滤波器设计后，需要进行测试以确保其设计和性能的有效性。

以下是几个常见的EMI电源滤波器测试方法：1.静态电源测试：在电源线输入端与滤波器间，使用功率分配器和示波器测试静态电源特性。

测试过程中，记录电源线的电压和电流波形，评估滤波器阻尼和节能能力。

2.功率线谐波测试：使用功率线谐波测量仪器，测试滤波器是否能够有效抑制功率线谐波干扰信号。

测试过程中，记录功率线的谐波波形，并与滤波器前后的谐波波形进行比较。

3.射频干扰测试：使用射频信号发生器和射频频谱分析仪，测试滤波器是否能够有效抑制射频干扰信号。

测试过程中，调整射频信号的频率和幅度，记录射频信号在滤波器前后的幅度和频谱。

4.整体性能测试：测试滤波器的整体性能，包括频率响应、损耗和抑制能力等。

测试过程中，使用信号发生器和示波器记录输入和输出信号，并计算滤波器的传递函数、损耗和抑制程度。

简述一款EMI滤波器的设计

简述一款EMI滤波器的设计摘要：本文介绍了一款EMI滤波器电路，包括电路设计的原理，整体构架、电路的组成、特点及关键问题的解决等。

关键词：EMI；滤波器；混合集成1.概述某型号弹上装置的研究需要一款EMI滤波器电路，用于整机的滤波部位，在整机中提供电源滤波。

基于此需求，我们公司研制了一款实用的EMI滤波器电路。

本文详细介绍了该EMI滤波器电路的设计。

2.主要性能指标及外形尺寸2.1主要性能指标1.输入电压：0V～40V2.输入电流：0A～7A3.输出电流：0A～7A4.输出压降：小于等于0.6V（@7A）5.插入损耗：大于等于35dB（@500kHz～10MHz）；6.绝缘电阻：不小于100MΩ（@250V DC）7.工作温度范围：－55℃ ～＋125℃8.贮存温度范围：－65℃ ～＋150℃2.2 外形尺寸该电路采用厚膜混合集成工艺，双列直插式金属外壳平行缝焊封装，严格按混合集成电路通用规范中的要求来设计产品的外壳尺寸：53×28×10mm33.设计与方案确定3.1 整体框架设计产品在设计初期首先与用户进行了充分的沟通，全面了解了用户对产品电性能指标、外形结构要求以及产品的实际使用环境和工作状态。

本产品的设计遵循可靠、够用、简洁、易用的原则，在全面满足用户提出的性能指标的前提下，产品的可靠性，优良的抗振能力、必要的降额设计及良好的热设计思想贯穿于整个设计中，集中保证了产品的高可靠性。

通过共模和差模滤波模式，实现设计要求。

3.2工作原理及电路设计该产品电路原理图见图1。

图1 电路原理图图中L1、L2为共模扼流圈，它是由绕在同一磁环上的两组独立线圈构成，也可以称为共模电感线圈，两个线圈绕制的圈数要一样，绕制方向相反。

具体工作原理为：电源滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成，它允许直流电流通过，对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。

由于干扰信号有差模和共模两种，因此该电源滤波器对这两种干扰都具有衰减作用。

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)。

噪声滤波器电路通常采用π形、T形、L形电路结构及他们的组合等，作成低通滤波器，基本电路结构形式如图1所示。

EMI专用电源滤波器设计

电源滤波器的电磁兼容性设计0 引言电磁兼容性（EMC）是指电子、电器设备共处一个环境中能互不干扰、兼容工作的能力。

一个现代电子和电器产品（设备、系统）的电磁兼容性对保证产品正常功能的发挥起着至关重要的作用，这已是国内外业界公认的事实。

本文结合国军标的电磁兼容实验传导干扰项目及实验中遇到的问题分析了传导干扰产生的原因及测试方法，介绍了电源滤波器的设计及设备的电磁兼容设计中滤波器的选择方法。

首先介绍传导干扰产生的原因。

1 传导干扰在对某设备的电磁兼容实验中发现，传导干扰项目CE102 超标，测试结果如图1 所示。

产品电源线上的噪声电流是产生传导干扰的原因，因为一旦这些电流传到供电网上，它们将有效辐射，产生干扰。

传导干扰的耦合途径是直接相通的电路，干扰信号正是通过此电路由干扰源耦合到敏感设备。

解决传导耦合的办法是防止导线感应噪声，即采用适当的屏蔽并将导线分离，或者在干扰进入敏感电路之前，用滤波方法从导线上除去噪声。

图1 某设备CE102 测试图1. 1 设备的传导干扰进入供电网络被测设备电源线上的噪声电流进入供电网络的路径如图2 所示。

图2 在一个装置中产生的噪声链通过电源线图1. 2 利用阻抗稳定网络测量传导干扰利用阻抗稳定网络测量传导干扰的布置图如图3 所示。

图3 利用阻抗稳定网络测量传导发射图典型的阻抗稳定网络电原理图如图4 所示。

图4 典型FCC 阻抗稳定网络电原理图测量的电压由差模和共模电流两部分组成，用这些电流表示的相电压和中线电压为：用理想的L ISN 测量的共模和差模电流对传导干扰的影响见图5 .图5 用理想L ISN 测量的共模和差模电流对传导干扰的影响图从图5 中可看出共模噪声电流可对测量的传导干扰做出贡献，而且它们是通过地线返回，这一事实给出了减小传导干扰的一种有效方法，就是在地线中放一个电感来抑制共模电流，如图6 所示。

图6 利用安全地线电感阻隔共模电流双线制产品不采用地线连接，因此可认为没有共模电流，然而机壳与场地金属墙之间的电容也会构成共模电流回路。

(word完整版)EMI滤波器设计专题(_好)[1]

EMI滤波器设计专题（华南理工大学电力学院 Andrew Zhang）1、EMI滤波器基本概念电源线是干扰传入设备和传出设备的主要途径，通过电源线,电网的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作,同样设备产生的干扰也可能通过电源线传到电网上,干扰其他设备的正常工作。

因此，必须在设备的电源进线处加入EMI滤波器，这种滤波器是低通滤波器,它只允许设备正常工作频率信号进入设备（一般来说就是工频50Hz，60Hz或者中频400Hz），而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用.由此我们知道EMI的作用主要有两个：a抑制交流电网中的高频干扰对设备的影响;b抑制设备（本文主要指高频开关电源）对交流电网的干扰.2、干扰的分类一般我们常把干扰分为共模干扰和差模干扰两大类。

所谓共模干扰就是任何载流导体与参考地之间不希望有的电位差;而差模干扰则是任何两个载流导体之间不希望有的电位差。

这两种干扰的来源可以从以下两个方面进行考虑：2。

1共模干扰的来源：架空导线载传输的过程中会受到周围空间电磁环境的辐射，火线、中线和安全地上所感应的信号的幅值和相位几乎是相等的，由于安全地线要和大地相连接,所以就形成了火线、中线和安全地之间的共模干扰。

2.2差模干扰的来源：共用一条输电线的不同设备,当其中的某一设备进行切换操作时，火线和中线之间会形成幅值大致相等而相位相反的信号，这种信号就是差模干扰。

简单地说，共模干扰就是两个都是进去，而差模干扰则是一进一出.3、EMI滤波器设计3.1 EMI 滤波器的典型结构EMI 滤波器是一种由电感和电容组成的低通滤波器,它能让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰有抑制作用.怎样才能抑制这些高频干扰信号呢？无非就是要在信号进入设备之前把它遏制,也就是说，在输入电路部分对高频干扰形成所谓的阻抗失配。

在开关电源中常用的EMI 滤波器的结构如图1所示。

N图1 EMI 滤波器的典型结构图中的L 就是共模电感，它是在同一个磁环上绕制两个绕向相反，匝数相同的线圈所形成的，如图2所示。

开关电源EMI滤波器原理与设计

02
EMI滤波器的工作原理
EMI滤波器的电路组成
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。
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。
参数选择与Leabharlann 算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
EMI滤波器的频带宽度表示其能够抑制的电磁波频率范围。频带越窄，表示滤波器对电磁波的抑制效果越集中；频带越宽，表示滤波器对电磁波的抑制效果越广泛。
EMI滤波器的耐压等级表示其能够承受的最大电压。在选择滤波器时，需要根据开关电源的最大输出电压来确定耐压等级。
03
EMI滤波器的设计方法
方法
根据电源的特性，选择合适的EMI滤波器器件，包括电容器、电感器、二极管等，进行电路设计。
结果
通过优化设计，有效地降低了电源的电磁干扰，提高了电源的稳定性和可靠性。
案例二
1 2 3
背景
某复杂电路板在运行过程中出现了信号失真和噪声干扰问题，需要进行EMI滤波器优化设计。
方法
对电路板进行电磁兼容性分析，找出电磁干扰的主要来源，选择合适的EMI滤波器器件和电路拓扑结构，进行优化设计。
VS

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、选择滤波器拓扑结构、计算元件数值、选取合适的元件、组装滤波器电路和测试优化等步骤。

通过合理的设计和优化，可以有效降低电源中的电磁干扰，提高电子设备的可靠性和稳定性。

开关电源EMI滤波器的设计

小于Ｏ．５ＭＨｚ，这个范围中的具体代表的是抑制差模干扰，而处于０．５ＭＨｚ￣ｊＩｌＭＨｚ之间的，共模与差模干扰是相互存在的，其中处于ｌＭＨｚ到３０ＭＨｚ之间的主要是围绕着抑制共模。
圈２滤波器接入前等效电路圈
接收噪声源以后与负载接收到的噪声源功率之间的比值。接人滤
波器的前后过程的电路图如图１，图２所示。一般所用到的ＥＭＩ滤波
器结构具体包括了许多，滤波器结构电路如图３所示。ＩＬ＝ＤＢ（ＰＩ／Ｐ２）＝ｌＯｌｇ（Ｐｌ／Ｐ２）．Ｐ１＝Ｖ２１／ＲＬ
ＡＣ
噪声源， ⑦高频变压器。关断最初导通的开关管，高频变压器就会形成关断电压尖峰的情况，进而出现传导干扰的现象； ③电感器、电容
以及导线。开关电源因为工作频率很高，从而低频元器件的特点会因此发生改变，从而形成了噪声。
的，从而造成了ＥＭＩ情况恶劣。防止电磁干扰的方法可以分为三种，
的形式存在，然而ＡＣ端口有两个，开关电源的主要形成部分包括了中线（Ｎ）、地线（Ｅ）以及相线（Ｌ）等。因此在具体的分析过程中把噪声源分为差模以及共模和噪声源。共模电流ＩＣＭ特点是采用同样的幅度，在通过所有的ＡＣ线的时候，选择的是同样的相位。差模电流ＩＤＭ特点是是在中线和相线之间来回。ＥＭＩ滤波器衡量干扰噪声

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。

通过合适的阻抗匹配，可以最大限度地减小传输线上的能量反射，提高滤波器的传输效率，并减少干扰信号的发射和接收。

此外，设计者还需要根据实际应用场景确定滤波器的输入和输出连接方式。

常见的连接方式包括串联连接、并联连接和混合连接等。

选择合适的连接方式可以提高滤波器的实际性能和可靠性。

最后，为了确保EMI电源滤波器的正确设计和工作，设计者需要进行相关的测试和验证。

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

开关电源的EMI滤波器设计

开关电源的EMI滤波器设计开关电源、EMI、滤波器1 引言电磁干扰滤波器（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，提高伺服系统和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。

本文介绍的就是一种开关电源的EMI滤波器设计。

2 滤波器设计根据直流电机伺服驱动开关电源系统的特点，本设计中的EMI滤波器采用双级LC网络设计，双级LC 网络插入开关电源电路中的位置如图1所示。

图1 LC网络在开关电源电路中的位置图2 双级LC网络假定直流电源侧为低阻抗电压源US，DC/DC变换器输入端为高阻抗电流源i(t)。

那么LC滤波器只能选择“”型结构，最简单的双“”级LC网络如图2所示。

其频域传递函数为：（1）由于LC网络谐振时,会产生很大的电流(电压)峰值，这个网络有３个频率点的谐振峰值是必须限制的，否则,会产生更大的EMI。

限制这3个频率点的峰值是设计这个滤波器的主要指导思想。

这3个频率点分别是:第一级滤波器的谐振频率：f1=（2）第二级滤波器的谐振频率：f2=（3）第3个频率点就是DC/DC变换器的开关频率f。

下面具体讨论滤波器设计方法，即选取LC网络中元件参数的方法：由上面3个式子，3个频率点对应的传递函数的幅值分别为：（4）（5）（6）元件参数选取方法讨论如下：为了限制f1点的谐振峰值，要求插入衰减20logH1=20logC1/C2＜0,即C1/C2＜1。

根据经验,它们的比值范围为:（7）为了限制f2点的谐振峰值，同理选取：（8）为了限制f点的谐振峰值，要求，即：（9）元件参数选取步骤归纳如下：（1）由式(7)～(9)确定了比值，这样只有二个参数是独立的；（2）由于滤波器负载侧（开关电流i(t)侧）谐波分量较大，C2应选一个大容量电容器;（3）由（1）、(2)步结果代入式(9)，就可以确定另一个独立参数;（4）由直流侧电源Us确定电容器额定电压值Uce≥2Us。

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。

tips:感谢大家的阅读，本文由我司。

开关电源EMI滤波器设计

开关电源EMI滤波器设计摘要：分析了一种典型的开关电源电路，利用Pspice软件对其传导电磁干扰进行仿真研究，以TDK公司提供的元器件模型，提出了一种二阶无源EMI滤波器，完全消除了电路输出信号中的尖峰干扰，抑制了开关电源电路中的共模、差模噪声。

同时，研究源和负载理想、非理想阻抗特性对滤波器插入损耗的影响，具有一定的意义。

关键词：开关电源；寄生参数；尖峰干扰；TDK开关电源以其体积小、重量轻、效率高、性能稳定等方面的优点，广泛应用于工业、国防、家用电器等各个领域。

然而，开关电源中功率半导体器件的高速通断及整流二极管反向恢复电流产生了较高的du ／dt和di／dt，它们产生的尖峰电压和浪涌电流成为开关电源的主要干扰源。

文中给出的电源滤波器元件主要基于TDK公司提供的模型，该模型考虑了元件的高频寄生参数，更符合工程应用。

1 开关电源EMI产生机理1．1 开关电源的电磁干扰源(1)开关管产生干扰。

开关管导通时由于开通时间很短及回路中存在引线电感，将产生较大的du／dt和较高的尖峰电压。

开关管关断时间很短，也将产生较大的di／dt和较高的尖峰电流，其频带较宽而且谐波丰富，通过开关管的输入输出线传播出去形成传导干扰；(2)整流二极管反向恢复电流引起的噪声干扰。

由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用，二极管导通角变小，输入电流成为一个时间很短，而峰值很高的尖峰电流，含有丰富的谐波分量，对其他器件产生干扰。

二级滤波二极管由导通到关断时存在一个反向恢复时间。

因而，在反向恢复过程中由于二极管封装电感及引线电感的存在，将产生一个反向电压尖峰，同时产生反向恢复尖峰电流，形成干扰源；(3)高频变压器引起EMI问题。

隔离变压器初、次级之间存在寄生电容，这样高频干扰信号很容易通过寄生电容耦合到次级电路，同时由于绕制工艺问题在初、次级出现漏感将产生电磁辐射干扰。

另外，功率变压器电感线圈中流过脉冲电流而产生电磁辐射，而且在负载切换时会形成电压尖峰；(4)二次整流回路干扰。

EMI滤波器设计【笔记】

在标准滤波器和EMI 滤波器设计中常常忽视一种实际情况：位于阻带内的能量多数会被反射回源，余下的能量被电感绕线的直流电阻、磁芯损耗（涡流和磁滞损耗）和电容的等效串连电阻所消耗。

几乎所有的滤波器设计者都知道这一现象，但是在实际的设计过程中却常常会忘记。

而损耗型滤波器（将在5.5 节讨论）在阻带内是消耗能量的。

实际设计中，设计者有这些滤波器的设计程序，只要知道输入、输出阻抗和其它必须的信息就可以运行这些计算程序。

在计算机设计完成时，滤波器设计者就会得到很明确的结果。

但我的意思并不是说通过计算机设计滤波器很简单，也不是说计算机设计的滤波器不需要再设计。

相反，还需要通过增加滤波器的级数或其它的设计方法来达到目标要求。

既然可以灵活选择参数，那么使用标准数值的元件会降低生产成本滤波器的真正用途是既衰减电源线发出的又衰减设备发出的共模和差模的传导发射。

会常常使用功率因数校正电路的主要原因是：可以让更多的设备插入墙上的插座（减小了设备对电源的影响，因此可以同时在电网上接很多设备－译者注），而这些使用者并不在意功率因数校正电路的低效率。

这样，会使多一点的设备使用墙上的插座。

由于带功率因数校正电路的设备不断地增加，使得对配线和断路器的使用有了一些增长。

另一种常用的滤波器设计方法是使用损耗元件。

此方法源于传输线理论，传输线上介质会吸收高频能量。

虽然同轴电缆的设计是需要低损耗特性的，但是我们却需要增加损耗并利用这一特性来设计损耗系统我们来讨论一下现今常用的典型的EMI 滤波器。

这些滤波器的单元电路主要是p、T、带考尔电路的L 型、R-C 傍路，有时也包括损耗型。

一般一个滤波器会包含2 个或3 个有时甚至是4 个基本滤波器单元电路。

每种EMI 滤波器都有不同的优缺点，并且每种适用的工作条件也不同。

因此在给定的重量和体积条件下，对于p 型滤波器设计能满足规范要求的插入损耗就比较容易，也就是说，p 型滤波器可以以很小的元件参数、尺寸和重量满足噪声衰减的需求。