EMI濾波器設(shè)計(jì)原理

　　高頻開關(guān)電源由于其在體積、重量、功率密度、效率等方面的諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、國防、家電產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域。在開關(guān)電源應(yīng)用于交流電網(wǎng)的場合，整流電路往往導(dǎo)致輸入電流的斷續(xù)，這除了大大降低輸入功率因數(shù)外，還增加了大量高次諧波。同時(shí)，開關(guān)電源中功率開關(guān)管的高速開關(guān)動(dòng)作（從幾十kIz到數(shù)MHz），形成了EMI （electromagnetic interference） 騷擾源。從已發(fā)表的開關(guān)電源論文可知，在開關(guān)電源中主要存在的干擾形式是傳導(dǎo)干擾和近場輻射干擾，傳導(dǎo)干擾還會(huì)注入電網(wǎng)，干擾接入電網(wǎng)的其他設(shè)備。

　　減少傳導(dǎo)干擾的方法有很多，諸如合理鋪設(shè)地線，采取星型鋪地，避免環(huán)形地線，盡可能減少公共阻抗;設(shè)計(jì)合理的緩沖電路;減少電路雜散電容等。除此之外，可以利用EMI濾波器衰減電網(wǎng)與開關(guān)電源對彼此的噪聲干擾。

　　EMI騷擾通常難以精確描述，濾波器的設(shè)計(jì)通常是通過反復(fù)迭代，計(jì)算制作以求逐步逼近設(shè)計(jì)要求。本文從EMI濾波原理入手，分別通過對其共模和差模噪聲模型的分析，給出實(shí)際工作中設(shè)計(jì)濾波器的方法，并分步驟給出設(shè)計(jì)實(shí)例。

　　1 EMI 濾波器設(shè)計(jì)原理

　　在開關(guān)電源中，主要的EMI騷擾源是功率半導(dǎo)體器件開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的dv/dt和di/dt，因而電磁發(fā)射EME （Electromagnetic Emi ssion）通常是寬帶的噪聲信號，其頻率范圍從開關(guān)工作頻率到兒MHz。所以，傳導(dǎo)型電磁環(huán)境（EME） 的測;量，正如很多國際和國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定，頻率范圍在0.15~30MHz。設(shè)計(jì)EMI濾波器，就是要對開關(guān)頻率及其高次諧波的噪聲給予足夠的衰減?；谏鲜鰳?biāo)準(zhǔn)，通常情況下只要考慮將頻率高于150kHz的EME衰減至合理范圍內(nèi)即可。

　　在數(shù)字信號處理領(lǐng)域普遍認(rèn)同的低通濾波器概念同樣適用于電力電子裝置中。簡言之，EMI濾波器設(shè)計(jì)可以理解為要滿足以下要求：

　　1）規(guī)定要求的阻帶頻率和阻帶衰減; （滿足某一 ~特定頻率有需要從的衰減） ;

　　2）對電網(wǎng)頻率低衰減（滿足規(guī)定的通帶頻率和通帶低衰減）;

　　3）低成本。