电磁干扰滤波器设计
电源电磁干扰(EMI)滤波器详细讲解
源端阻抗特性
表 1 滤波器选用的阻抗失配端接原则 应采用的滤波电路
负载端阻抗特性
高阻抗
高阻抗 π型
高阻抗 L型
低阻抗
低阻抗 L型
高阻抗
低阻抗 T型
低阻抗
一般情况下，电源的共模输入端（滤波器源端）多为低阻抗，KF 系列电源滤波器（除“专门用 途滤波器”中的某些类型外）均按此特征（如图 4 的共模等效电路中，接入源端一侧选用高阻抗特性 的 L 型滤波电路，满足“阻抗失配端接原则”）进行设计，设计人员只需根据负载端的阻抗特性合理 选用 EMI 电源滤波器。其余类型滤波器应注意使用条件，必须满足上述原则。
EMI 电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要器件，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极 其重要的作用。它不仅可抑制线上传导干扰，同时对线上辐射发射的抑制具有显著效果。
负载噪声源和电源网络的连接方式如图 2 所示。电源与负载网络具有相线（L）、中线（N）和地线 （E）, 故将电源线上 EMI 噪声分解为两部分：L 与 N 为差模传导干扰 IDM，L（或 N）与 E 为共
传导干扰电平（dBuA）
100
90
GJB151A（A3类）
80
GJB151（A3类）
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01
0.1
1
10
100
频率（MHz）
图 6 GJB151 和 GJB151A 中规定的电源线传导干扰发射极限值
90
80
70
传导干扰电平（dBuV）
60
50
40
GB9254(A级)
30
50Ω
信号 发生器
L
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。
抗干扰滤波器在电磁兼容设计中的作用要点
抗干扰滤波器在电磁兼容设计中的作用干扰滤波在电磁兼容设计中的作用大多数电子产品设计师对干扰滤波器的认识一般局限在：“电子产品要通过电源线传导发射试验和电源线抗扰度试验，必须在电源线上使用干扰滤波器”。
而对于干扰滤波器的其它作用了解很少，这就导致了产品设计完毕后，往往不能通过其它试验项目，例如辐射发射、辐射抗扰度、信号线上的传导敏感度等试验。
实际上，电磁干扰滤波器对于顺利大部分电磁兼容试验以及保证产品的功能都是十分重要一类器件。
当出现下面这些干扰问题时，往往是由于滤波措施不完善。
1.设备的机箱或机柜屏蔽十分完善，但是仍然产生超标的辐射发射；2.独立的设备没有任何电磁干扰的问题（辐射发射和抗扰度完全合格），但是当连接上必要的外接电缆时，出现干扰问题；3.在信号电缆线上注入电快速脉冲时，出现故障；4.不能通过辐射抗扰度试验5.不能通过电缆束上的传导敏感度试验6.不能通过静电放电试验；7.电缆中的导线之间或电缆之间相互干扰，导致设备不能实现预定功能。
下面就如何用滤波器解决上述问题的方案作简单介绍。
1)虽然机箱或机柜屏蔽很好，但是辐射发射超标，或者不能通过辐射抗扰度试验这是由于机箱或机柜上的外拖电缆起着天线的作用。
天线的一个特性是互易性，也就是说：一个天线如果具有很高的辐射效率，那么它的接收效率也很高。
因此，设备的外拖电缆既能产生很强的辐射，也能有效的将空间电磁波接收下来，传进设备，对电路形成干扰。
由于某种原因，在外拖电缆上形成了干扰电流，这些电流从机箱内传导出来，并以电缆作为辐射天线辐射电磁波。
解决这种问题的方法就是在电缆的端口处安装一只滤波器，将干扰电流滤除掉。
2)独立的设备没有任何电磁干扰的问题（辐射发射和抗扰度完全合格），但是当连接上必要的外接电缆时，出现干扰问题；这个问题与第一类问题的本质相同，就是外拖电缆相当于天线。
当没有电缆时，相当于没有辐射天线和接收天线，因此容易通过辐射发射和抗扰度试验，但是当拖上电缆后，这些电缆作为辐射天线和接收天线，导致设备的辐射增强、对外界空间干扰的敏感度提高。
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。
抑制开关电源高频噪声的电磁干扰滤波器设计方法
负载端
源端
ｎ ｔ ｍｐｔ ｉｔ （ ＭＣ）ｔ ｔＡｆ ｒｔｅｖｒｉ ｔ ｎｔｒｕ ｈ ｅｃ ｉ ｃ ａｉ ｌｙ Ｅ ｏ ｂｉ ｓ ｅ ． ｔ ｈ ｅｉｃ ｉ ｈｏ ｇ ｅ ｆ ｏ ａ
根据图 ２ ３ 可以用参数 Ａ 来描述滤波器在这 、，
时 的滤 波器 选用 方法 。
元器 件 以及插 入损耗 的计算方法 。通 过理论 计算， 对标准 情 况和实际 电磁 兼容 测试 情况下 滤波器 的插入 损耗进 行 了 比
较。并通过试验验证 ， 在抑 制 高频 噪声 时， 直接参 考滤 波 可
１ Ｅ 滤波器 的插入 损耗 ＭＩ
根 据 产生 的机理 不 同 ， 关 电源 向 电源 上 发 开 射 的 电磁 噪声 中同 时存 在 着 差 模 干 扰 和 共模 干扰 。
Ｅ 滤波器 的作用是抑制开关 电源对外发射 的 ＭＩ 传导 干扰 。对 于电源 线上 的差模 和共模 噪声 ，ＭＩ Ｅ 滤 波器的等效电路是不一样的， 如图 ２３ 、 所示。
Ｔ ｎ ｉＵｎｖ ｒ ｔ ，０ ３ １ Ｓ ａ ｇ ａ， ｈ ａ ｏ ｇｉ ｉ ｓ ｙ ２ ０ ３ ， ｈ ｈ ｉＣ ｉ ｅｉ ｎ ｎ
０ 前 言
开关 电源 由 于 在 体 积 、 量 、 率 等 方 面 的优 重 效
点， 已经广泛 地应 用在 城 市轨 道交 通 的 电子 电路 中。
Ｚ
图 ２ 滤波器抑制差模干扰 的等 效电路
但 由于开关 电源 中开关 器 件 的快 速 通 断 ， 关 电源 开
电源电路emi设计
电源电路emi设计一、概述电源电路的EMI（电磁干扰）设计是确保电子设备稳定运行的关键环节。
以下介绍电源电路EMI设计的各个方面，包括输入滤波器设计、输出滤波器设计、接地设计、屏蔽设计、布局设计、电缆设计、去耦电容设计、电源模块选择、传导干扰抑制和辐射干扰抑制。
二、输入滤波器设计输入滤波器的主要目的是减小电源线上的传导干扰。
设计时应考虑使用低通滤波器，以减小高频率的噪声。
同时，要选择适当的元件参数，以在不影响正常工作电流的情况下，有效滤除噪声。
三、输出滤波器设计输出滤波器的目的是减小设备对外的电磁辐射。
应使用适当阶数和元件参数的滤波器，并根据设备的工作频率和可能的辐射频率来确定滤波器的特性。
四、接地设计良好的接地是EMI设计的关键。
应选择适当的接地方式，如单点接地、多点接地或混合接地，以减小接地阻抗，降低因地线导致的电压降，从而减小共模电流。
五、屏蔽设计屏蔽是减少电磁辐射的有效方法。
可以使用金属屏蔽材料对电源线和电源组件进行屏蔽，以减少外部电磁场对设备的影响和设备对外部的电磁辐射。
六、布局设计电源电路的布局设计对于EMI控制至关重要。
应合理安排电源电路中各元件的位置，尽量减小元件间的电磁耦合，降低噪声的传播。
七、电缆设计电缆是电磁干扰的主要传播途径之一。
应选择低阻抗、低感抗的电缆，并进行合理的电缆布局和捆扎，以减小电缆对电磁干扰的传播。
八、去耦电容设计去耦电容可以减小电源中的噪声，提高电路的稳定性。
在电路板上的关键元件附近应合理放置去耦电容，并选择适当的电容值和耐压值。
九、电源模块选择在电源模块的选择上，应优先考虑具有良好EMI性能的模块。
这可以大大简化EMI设计的难度，提高系统的稳定性。
十、传导干扰抑制传导干扰可以通过在设备的输入端加装滤波器来抑制。
根据干扰的频率和强度，可以选择使用各种不同类型的滤波器，如π型滤波器、级联滤波器等。
此外，合理选择和使用电容器、电感器等元件，也可以有效地抑制传导干扰。
整机EMC设计之滤波器设计技术
整机EMC设计之滤波器设计技术一、滤波器的基本原理滤波器是用于在电路中表现出不同频率传输特性的组件。
在整机EMC设计中，滤波器主要用于抑制电源线、信号线和天线等传输媒介上的电磁干扰。
基本原理是通过选择合适的电容、电感和电阻组合，使目标频率的干扰信号在滤波器中产生衰减，从而减少传输线上的干扰。
二、滤波器的设计方法1.确定干扰源和电磁敏感器：通过电磁相容性测试和电磁干扰源分析，确定需要进行干扰抑制的信号源和敏感器。
2.确定滤波器类型：根据信号特性和抑制要求，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。
3.计算滤波器参数：根据目标频率、通带衰减和阻带衰减要求，计算滤波器的参数。
主要参数包括截止频率、通带衰减、阻带衰减和滤波器阶数。
4.设计电感：根据滤波器的截止频率和电感的选择范围，计算所需的电感值。
常见的电感包括线绕型电感、磁性元件和电感矩阵。
5.设计电容：根据滤波器的截止频率和电容的选择范围，计算所需的电容值。
常见的电容包括电感电容、铝电解电容和陶瓷电容。
6.封装和布局：根据滤波器的封装形式和电路布局要求，确定滤波器的安装位置和连接方式。
封装形式可以选择表面贴装或插件式。
7.电路仿真和优化：使用电磁场仿真软件验证滤波器设计的性能，并根据仿真结果对滤波器进行优化。
三、常见的滤波器类型1.低通滤波器：用于抑制高频信号，让低频信号通过。
常见的低通滤波器包括RC低通滤波器和LC低通滤波器。
2.高通滤波器：用于抑制低频信号，让高频信号通过。
常见的高通滤波器包括RC高通滤波器和LC高通滤波器。
3.带通滤波器：用于抑制低频和高频信号，让中频信号通过。
常见的带通滤波器包括RLC带通滤波器和陶瓷带通滤波器。
4.带阻滤波器：用于抑制特定频率的信号，让其他频率的信号通过。
常见的带阻滤波器包括RLC带阻滤波器和陶瓷带阻滤波器。
四、滤波器设计中的注意事项1.尽量减少信号线的长度和走向，避免信号线成为天线或干扰源。
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。
EMC中的滤波设计
EMC中的滤波设计电磁兼容电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计，使之成为符合各国或地区电磁兼容性EMC标准的产品。
电磁干扰一般分为两种，传导干扰和辐射干扰。
电磁兼容(EMC)指的是设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
EMC是评价产品质量的一个重要指标。
EMC分为电磁干扰(EMI) 和电磁抗扰度(EMS)。
目前，世界上很多国家对于电子信息产品的EMI/EMS均有严格的管制措施，如美国FCC、欧盟的CE、日本的VCCI及电气用品取缔法，大洋洲的SMA，加拿大、韩国等国家均有专司EMI/EMS的管制法规条文，对于销往这些国家或地区的产品都须先经过测试合格，方可合法的运送及销售。
电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计，使之成为符合各国或地区电磁兼容性EMC标准的产品。
电磁干扰一般分为两种，传导干扰和辐射干扰。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。
E M C设计为了使设备或系统达到电磁兼容状态，通常应用印制电路板设计、屏蔽机箱、电源线滤波滤波、信号线滤波、接地和电缆设计等技术。
防止电子设备产生干扰最好的方法是，采用金属机壳对电磁场进行屏蔽，以及对电源输入电路进行隔离。
并且还要对变压器也进行静电感应和磁感应屏蔽。
在塑料机壳内表面喷涂导电材料也是一种对电磁屏蔽很有效的方法，比如，在塑料机壳内表面喷涂石墨，对超高频电磁屏蔽效果就非常好，因为石墨既导电又有电阻，是吸收电磁波的良好材料，它不容易对电磁波产生反射，并对电磁波产生衰减作用。
如果只从屏蔽效果来比较，石墨对电磁场屏蔽的效果的确不如导电良好的金属，但金属屏蔽也有缺点，它最大的缺点就是产生电磁波反射，并使电磁反射波相互迭加，严重时会产生电磁振荡。
当被屏蔽干扰信号的波长正好与金属机壳的某个尺寸接近的时候，金属机壳很容易变成一个大谐振腔。
电磁干扰低通滤波器的设计
．
橇 要 ｉ §
ｊ ｜
电磁 干 扰 对 军 事 武 器 、 工 业 设 备 、 生 产 环 境 以 及 人 体 的 危 害越 来越 大 ，提 高 Ｅ 抑 制 枝 ＭＩ 术 已经 越 来 越 重 要 。 滤 波 器 可 以把 不 需 要 的
２ １ １归 一 巴特沃思犁低通滤波器 ．． 化
的 庀件 值 扶 取 厄件 值 计 算 公式 ：
低 通 滤 波 器 的 设 计
张金玲 四川信息职 业技 术学院 ６ ８ １ ２０ ７
系统 或 系统 内某 一线 路 受 电磁 干 扰 程 度 可 以 表示 为 女】 关 系式 ： ｌ
ｌ 示。 所
引言
提起电磁干扰（ ＭＩ 个词， Ｅ ） 这 人们或许 还 感 到 陌生 ，但 Ｅ 的 影 响 却是 儿 乎每 个 ＭＩ 人 都 曾 亲 身 经 历过 的 ， ｝磁 干 扰 就 是 由外 Ｕ 部 噪 声 和 无 用 电磁 波 在 按 收 巾所 造 成 的 Ｔ 扰。 例如 ， 看 电 时 ， 近 有 人 使 用 电钻 、 观 附 电 吹风 等 电 器 ， 使 电视 画 面 现雪 他点 ， 会 扬 声 器 里发 出剌 耳 的 噪 声 …… 这 类 现 象 人 们早 一空 见惯 、 以 为常 了 ， 是 电磁 １ Ｊ 习 但 二 扰 的 危害 却远 止 如 此 。 因此 ， 强 电磁 兼 加 容 Ｉ（ ＭＣ 知 识 的普 及 ，提 高 Ｉ 抑 制 技 ｆＥ ） 牛 ￣ ＭＩ 术 ， 已成 为 当 务之 急 。 模 拟 滤 波 器按 幅 度 特 性 町分 成 低通 、 高通 、 通 和 带 阻滤 波 器 ， 我 们 设 汁滤 波 带 但 器时 ， 是先 役计 低 通 滤 波 器 ， 通过 频 率 总 再 变 换 将 低 通 滤 波 器转 换成 希 望 类 的滤 波 器 。 电磁干 扰滤 波 器是 以 能 够 有 效 抑 制 电 磁 干 扰 为 目标 的滤 波 器 ， 本次 设 计就 是 以 归一化低通 滤波 器为基础 设计 出最简单的 由 电感 、电 容和 电 阻 构成 的 巴特 沃 斯 的 电 磁 干 扰 低通 滤 波 器。
电动机的电磁干扰与滤波器设计优化
电动机的电磁干扰与滤波器设计优化电动机的电磁干扰问题一直以来都是工程师们关注的焦点之一。
电动机在运行过程中会产生较大的电磁辐射，对周围的电子设备和通信系统造成干扰，严重的甚至会导致设备的正常工作受阻。
因此，电机技术领域一直在研究如何有效减少电动机的电磁干扰，并提出了滤波器设计优化的解决方案。
一、电动机电磁干扰的产生原因电动机的电磁干扰主要是由于电机内部的电流变化引起的。
当电动机启动、停止或调速时，其电流波形会发生变化，从而产生电磁波。
除此之外，电动机的转子运转时，也会产生磁场的变化，进一步引起电磁干扰。
这些干扰信号会通过电源线、信号线等途径传播到其他设备或系统，造成干扰。
二、电磁干扰的影响电动机的电磁干扰会对电子设备和通信系统产生不同程度的影响，主要表现在以下几个方面：1. 降低设备的抗干扰性能：电磁干扰信号会干扰其他设备的正常工作，使其抗干扰性能下降，影响设备的稳定性和可靠性。
2. 损坏电子元器件：电磁干扰信号的能量较大，可能造成电子元器件的损坏，减少设备的寿命。
3. 无线电干扰：电磁干扰信号传播到通信系统或无线电设备中，会产生杂音、信号丢失等问题，影响通信质量。
4. 电磁辐射：电动机的电磁干扰信号会产生辐射，对人体健康和周围环境造成潜在威胁。
三、滤波器在电磁干扰控制中的作用滤波器是一种常见的电磁干扰控制手段，通过设计合理的滤波器可以有效减少电动机产生的电磁干扰。
滤波器的主要作用是将电机输出端的高频噪声滤除，使输出电压变为纯净的正弦波形。
滤波器通过对电机产生的电磁干扰信号进行滤波，降低其幅值和频率范围，从而减少对其他设备和系统的干扰。
四、滤波器设计优化的方法为了提高滤波器的滤波效果，需要进行设计优化。
以下是一些常用的滤波器设计优化方法：1. 选择合适的滤波器类型：根据电动机产生的干扰频率范围选择合适的滤波器类型，如低通滤波器、带通滤波器等。
2. 电感和电容的选取：通过合理选择电感和电容的数值，可以提高滤波器的频率响应和滤波效果。
电磁干扰滤波器磁芯的选择设计
【 关键词】 电磁干扰； 噪声； 共模； 抑制
中图分类号 ： Ｎ １ Ｔ Ｔ３ 文献标识ｏ ｏ ｃ ｎ ｓｇ ｆＥＭ Ｉ Ｆ ｌ ｒ ｉｅ ｔ
ＭＡ ｎ ＣＨＥＮ ｉ Ｎｉ ｇ。 Ｌ
（ ｉ Ｆ ｒｅＲ ｄｒＡ ａ ｅ 。 Ｗｕ ａ ３ ０ ９。 ｈｎ ） Ａ ｒ ｏｃ ａ ａ ｃｄｍｙ ｈ ｎ４ ０ １ Ｃ ｉａ
图 ２ 电磁干扰滤波器 的原理 图
将共模感应器绕上两匝相同数 目的反向线圈。把
线 圈放 在磁芯 中 ， 这样 每 个 线 圈 中 的线 路 电流 将产 生
大小相同却方 向相反的磁通量。这两个磁通量互相消
除， 使磁芯处于无偏状态。差模感应器仅有一个线圈，
・
收稿 日期 ：０６ ）－６ ２０ ４１２
维普资讯
第２卷 ８
第７ 期
现 代 雷 达
Ｍｏ ｅ Ｒａ ａ ｄ ｍ ｄ ｒ
Ｖ０ ． ８ Ｎｏ ７ １２ ．
２０ ０ ６年 ７月
Ｊ ｌ ０ ６ ｕｙ ２ ０
电磁 干 扰滤 波器 磁 芯 的选 择 设 计
马 宁， 莉 陈
（ 空军 雷达 学院 ， 武 汉 ４０ １ ） ３０９
９ ３
需要不饱和的磁芯来支持整个线路电流。共模和差模 感应器在里面有很 大的不同。为 了防止饱和 ， 差模感 应器必须有一个有效性低的磁导率（ 间隙铁氧体或粉 末磁芯 ） 。但是 ， 共模感应器能使用高磁导率材料 ， 在 相对小的磁芯内能获得很高的电感。
材料来提供保护。ＦｉＲｔ 公司提供了完整的覆盖 了 ａ —ｉ ｒ ｅ 全部波段 的抑制铁氧体。１Ｍ ｚ Ｈ 开始 的使用 ７ ３号和 ３ 号锰锌铁氧体 ， Ｈ 到 ２０ ３０Ｍ ｚ ｌ ２ Ｍ ｚ ０ ／０ Ｈ 推荐使用 ０ ４ 号和 ４ ３ ４号镍锌铁氧体 ， 最高的频率最好使用 ６ 号 ｌ
开关电源电磁干扰的研究及其EMI滤波器设计建议
起动器管光） 造成的 Ｅ ＭＩ 引起 电视机的天线辐 射的宽带噪声 。 此外 ， 在同一台设备 既可以是源极 ， 也可 以是受体。 个例子中 电视是 个受体 ， 但是如果放一个收音机在 电视跟前 ， 受影响的就是收音机了。 这 是 因为 ， 最现代化 的电视机包含 开关模式 电源 ， 这 些电源辐射大量 噪声干
气设备的输入端 （ 输 电线 和 中线 ） 都 存 在 这 种 噪声 ， 两 者 对 地 的 相 位 保 持
相。
家 用 电气 和 电子 系 统 的广 泛 使 用 ， 工业， 通信和其他应用程序 ， 使 得 它
所需的 电路操作上接近对 方。 这些电路通常不利影响附近的其他 电路的性 能通 过无意其信 号耦合通过近及远 的区域， 传播电磁领域 。 因此， 这 种 干扰 被 称 为 电磁 干 扰 （ Ｅ ＭＩ ） ， 是 设计 师 的一 个 主 要 问题 。此 外 ，减 少 了集 成 电路 的使 用 电子 设 备 的 大 小 和 多 个 电路 在 更 小 的空 间 ， 从 而加大 了干扰的可能。 设备设计者 需要确保他们 的设备将工作在现实世 界中与其他 设备 附 近。 这意味着设备性能不应受外部噪声来源和 设备不应该本身是一个来源 的噪音。 避 免电磁干扰是…个主要设计 目标。 这就 引出了 电磁兼容的概念。 电磁兼 容性（ Ｅ ＭＣ ） 的能力是 电子设 备在 预期的 电磁 干扰环境 中能够 正常 运转， 同样重要的是， 不能过度干扰在 同一环境下工作的其他设备。 过去 ２ Ｏ年 中已经看到 了虚拟电操作的设备 ， 如 电脑 ， 电视机 ， 录像 机， 通信设备 ， 如传真 机， 调制解调器 和高速数字数据传 输的无线 电链 路使用 爆炸 这样的增长， 是非常严重的电磁频谱的压 力， 可用的频段现在非常拥 挤， 进一 一步增加 了Ｅ ＭＩ 导致故障的可能性。如果 Ｎ 是设备的数鼍， 可能会 互相干扰， 干扰 事 件 的 数 目将 上 升为 ＮＮ！ 三、 Ｅ ＭＩ 的 干 扰 形式 电磁 下扰 有 些 是 天 然 的 ， 如 宇宙 辐 射 ， 太 阳活 动 或 大 气 照 明放 电 。 其 他 的， 无论是有意还是无意， 或是由高压电源 线或 无线电发射器， 可能会干扰
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。
典型EMI无源滤波器设计分析
用于根据实际干扰源设计EMI滤波器的具体参数。
第四章介绍了滤波器是的高频模型及滤波器高频性能的优化，如果设计滤波器时不考虑滤波器元件的高频性能，则设计的滤波器可能达不到理想的性能。
最后介绍了滤波器的设计步骤并设计了一款具有具体参数的EMI滤波器。
关键词：电磁干扰；EMI滤波器；寄生参数ABSTRACTWith the rapid development of electrical technology,electromagnetic compatibility is a hot issue.It is an indispensable part to solve the problem of electromagnetic interference when suppressing conducted interference.EMI filter,as a common method to solve conducted interference,is of great significance to the research of its design.This article first introduces the causes of electromagnetic interference,including external factors and internal factors of power supply.Then the importance of EMC design of EMI filter is introduced.The second chapter introduces the basic principle of EMI filter as the basis of designing EMI filter.The third chapter introduces the test method of conducted interference and the separation method of interference signal,which is used to design the specific parameters of EMI filter according to the actual interference source.The fourth chapter introduces the high frequency model of the filter and the optimization of the high frequency performance of the filter.If the high frequency performance of the filter element is not considered in the design of the filter,the designed filter may not achieve the ideal performance.Finally,the design steps of the filter are introduced and an EMI filter with specific parameters is designed.Keywords：electromagnetic interference；EMI filter；parasitic parameter目录第一章绪论1.1文献综述 (5)1.2研究内容 (8)1.3本论文的结构安排 (8)第二章电磁干扰及EMI滤波器的介绍2.1电磁兼容基本原理 (8)2.1.1电磁干扰三要素 (8)2.1.2干扰信号产生的原因 (9)2.2EMI滤波器的原理 (11)2.2.1EMI滤波器简介 (13)2.2.2滤波器技术指标 (14)2.2.3滤波器结构选取原则 (14)2.3本章小结 (14)第三章传导干扰的测试与分离3.1传导干扰测试系统 (14)3.2本章小结 (16)第四章EMI滤波器的优化设计4.1无源器件的高频模型 (16)4.2EMI滤波器的优化 (20)4.2.1三端电容器的EMI滤波器 (20)4.2.2高频寄生参数的消除 (21)4.3本章小结 (25)第五章设计步骤5.1计算所需衰减量 (25)5.2滤波器截止频率确定 (25)5.3元件参数设计 (26)5.4寄生参数提取 (28)5.5本章小结 (31)第六章EMI滤波器的设计与实现6.1设计实例 (31)6.2本章小结 (32)第七章结论 (33)参考文献 (33)致谢 (34)第一章绪论1.1文献综述EMC设计技术是当下的热门研究问题，主要有两个方面的原因：一是电气设备的工作频率相较于以前有了很大提高，这将增加电路间的互相影响。
电动机的电磁干扰与滤波器设计
电动机的电磁干扰与滤波器设计随着电动机在各个领域的广泛应用，电磁干扰问题逐渐引起人们的重视。
电动机的正常工作会产生一定的电磁干扰，这种干扰可能对周围的电子设备造成不良影响。
为了解决这一问题，设计滤波器成为一种常见的方法。
本文将探讨电动机的电磁干扰问题以及滤波器的设计原理与方法。
一、电动机的电磁干扰原因电动机的电磁干扰主要由以下几个方面产生：1. 电源线谐波干扰：电动机的工作过程中，会引起电源线上谐波电流的流动，这些谐波电流通过电源线传播到其他电子设备中，产生干扰。
2. 电动机的辐射干扰：电动机在运行中会产生高频辐射，这些辐射信号可以通过空气传播到其他设备中，引起干扰。
3. 电动机的传导干扰：电动机内部的电磁干扰信号可以通过电源线、信号线等传导到其他设备中，造成干扰现象。
二、滤波器的设计原理滤波器是一种用于抑制电磁干扰的设备，其设计原理基于滤除电动机所产生的干扰信号。
常见的滤波器设计原理包括：1. 低通滤波器：低通滤波器可以滤除高频信号，阻止高频干扰信号进入被干扰设备。
它通过设置合适的截止频率，使高频信号被削弱或者滤除。
2. 阻抗匹配滤波器：阻抗匹配滤波器通过设计合适的阻抗来阻隔电磁干扰信号的传导路径，减少传导干扰。
3. 带通滤波器：带通滤波器可以选择性地通过某个频率范围内的信号，抑制其他频率的信号。
它可以针对电动机产生的特定频率信号进行滤波。
三、滤波器的设计方法滤波器的设计方法可以根据具体情况进行选择，下面介绍一些常见的设计方法：1. 降低电动机的电磁辐射强度：通过合理的电机设计和隔离措施，减少电动机产生的电磁辐射。
例如，采用磁屏蔽、外壳接地等方法来减少电磁辐射。
2. 优化电动机的绕组结构：通过设计合适的绕组结构和绝缘措施，减少电动机内部的干扰信号传导到其他设备中。
例如，采用特殊的绝缘材料、减少绕组的分布电容等方法。
3. 使用合适的滤波器：根据电动机产生的干扰信号的特点，选择适合的滤波器进行应用。
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。
电力系统中的滤波器设计与优化
电力系统中的滤波器设计与优化电力系统中的滤波器设计与优化是为了减少电力系统中的电磁干扰和谐波，确保电力系统的稳定运行和提供高质量的电力供应的重要环节。
本文将探讨电力系统中滤波器的设计原理、优化方法以及应用领域。
第一部分：滤波器设计原理滤波器的设计原理是基于电磁噪声的频率和幅值特性。
在电力系统中，电磁干扰主要有谐波干扰和电源波动干扰，因此滤波器需要滤除电磁噪声的特定频率成分。
在传统的电力系统中，最常见的滤波器设计是基于LC滤波器。
LC滤波器通过串联的电感和电容元件实现对电磁干扰的滤波作用。
电感对高频信号有较高的阻抗，而电容对低频信号有较高的阻抗。
通过合理选择电感和电容的数值，可以达到对电磁噪声的滤波效果。
另外，随着科技的不断发展，数字信号处理技术在电力系统中的应用也越来越广泛。
数字信号处理滤波器可以通过数字滤波器器、FPGA等数字处理设备对电力系统中的电磁干扰进行滤波处理。
数字滤波器的优点在于可以实现更高的滤波精度和更灵活的参数调整，从而提供更好的滤波效果。
第二部分：滤波器优化方法滤波器的优化主要包括电路参数优化和信号处理算法优化两个方面。
在电路参数优化方面，可以通过减少电路的损耗、降低谐振频率等方法优化滤波器的性能。
例如，使用低损耗的电感和电容元件可以提高滤波器的效率；通过增加滤波器的阻尼系数可以减小谐振频率，提高滤波器的抑制能力。
在信号处理算法优化方面，可以通过选择更适合电力系统的滤波算法，如FIR滤波器、IIR滤波器等。
这些滤波算法可以在不同的频率区间内实现不同的滤波特性，以满足电力系统中不同频率干扰的需求。
此外，对滤波器进行自适应滤波算法的研究也可以提高滤波器的性能，使其能够动态地调整滤波器参数以适应电力系统中的动态干扰。
第三部分：滤波器的应用领域在电力系统中，滤波器的应用非常广泛。
以下是几个主要的应用领域：1.电力变频调速系统中的滤波器：电力变频调速系统是现代电力系统中常见的系统配置。
在这个系统中，滤波器主要用于滤除变频器引入的谐波干扰，确保电机正常运行和提高系统的效率。
三相emi滤波电路参数设计
三相emi滤波电路参数设计
EMI（Electromagnetic Interference）是电磁干扰的缩写，它指的是电子设备之间相互干扰的现象。
为了减少电子设备之间的EMI，我们可以使用EMI滤波电路来抑制或吸收这些干扰信号。
三相EMI滤波电路是设计用于三相电力系统的滤波电路。
在设计三相EMI滤波电路时，以下是一些重要的参数和考虑事项：
1. 滤波频率范围：首先，需要确定需要滤波的频率范围。
这可以通过分析系统中的干扰信号的频谱特性得出。
2. 阻抗匹配：为了实现有效的滤波，滤波电路的输入和输出阻抗应该与系统中其他组件的阻抗相匹配。
这有助于最大程度地传递期望的信号，并最小化干扰信号的反射。
3. 滤波器种类：根据所需的滤波特性，可以选择不同类型的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器或带阻滤波器。
对于三相EMI滤波电路，常用的滤波器包括LC滤波器、RC滤波器和陶瓷电容滤波器等。
4. 额定电流：根据系统的负载电流要求，选择合适的滤波电路的额定电流。
确保滤波电路能够在负载电流范围内正常工作。
5. 额定电压：根据系统的电压等级，选择合适的滤波电路的额定电压。
确保滤波电路能够在电压范围内安全运行。
6. 尺寸和布局：考虑滤波电路的尺寸和布局，尽量减小电路的大小，并确保其可以方便地集成到系统中。
以上是设计三相EMI滤波电路时需要考虑的一些重要参数和要点。
通过合理地选择滤波器类型、匹配阻抗和滤波频率范围，我们可以设计出有效的滤波电路，从而减少系统中的EMI干扰，提高整体性能。
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电磁干扰滤波器设计
随着电子产品集成度愈来愈高，所包含的功能愈来愈多，且售价愈来愈低，电子产品所遇到电磁干扰的问题自然也就更加严重。
电子产品为实现重量轻、体积超薄、小巧的目标，以迎合消费者易于携带的需求，在电路板的设计上以高集成度为设计导向：采用相同功能、但体积或面积更小的组件，拿掉原本用作电磁干扰防护的金属屏蔽、改用更细的地线或更小块的地平面(ground plane)用作接地等。
这些措施不仅能达到使产品外形轻巧的目的，更能节省许多产品开发的费用以及量产后的成本，但却极不利于电磁干扰问题的解决。
为有效解决电子产品电磁干扰的问题，并能兼顾静电放电(ESD)防护的功用，可以采用具有静电放电防护功能的电磁干扰滤波器(EMI+ESD filter)。
图1所示即为常见的π型低通滤波器。
在Input及Output端点之间的组件，可以是电阻或是电感组件。
是采用电阻还是电感，应视产品的实际应用所需而定。
由于电磁干扰滤波器多应用于电子产品的输出入端口，π型(π-model)低通滤波器架构中的Input端点及Output端点对GND的电容，一般会采用静电放电防护组件，以兼做静电放电防护之用。
晶焱科技(Amazing Microelectronic Corp.)在静电放电防护技术上已累积了丰富的经验与技术。
公司开发的应用于液晶显示器的电磁干扰滤波器产品基本架构如图2所示。
由图2电路示意图可知：π型低通滤波器的Input与Output 之间是采用电阻(RI/O)组件桥接，Input端点及Output端点对GND的电容则是采用双向导通(bi-directional)的瞬时电压抑制器(TVS)。
因此，该系列产品。