开关电源EMI滤波器典型电路
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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。
开关电源电路详解图、开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下:二、输入电路的原理及常见电路1、AC 输入整流滤波电路原理:①防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。
③整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。
2、DC 输入滤波电路原理:①输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4 为安规电容,L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。
开关电源中的EMI 滤波电感设计普高(杭州)科技开发有限公司 张兴柱 博士开关电源中的功率变换器工作于高频开关方式,其输入线上的电流含有高频分量,这些高频分量对接在同一供电处的其它电子设备会产生干扰,严重时可能导致其它电子设备的正常工作,为此国际上专门制订了相关的EMI 标准,来限制各种电子设备对外产生的辐射与传导噪声。
其中最常用的传导EMI 标准有CISPR22、VDE 和FCC ,通过测试电子设备的传导EMI 来判断其是否满足相应的EMI 标准。
图1是测试开关电源传导EMI 的线路图,其中供电电源既可以是直流,也可以是交流,图中为交流。
LISN 为测试EMI 的阻抗匹配网络,uH L L 5021==,uF C C 1.021==,Ω==5021R R ,这个网络对于输入的低频分量,其1L 、2L 可看作短路,1C 、2C 可看作开路,所以不影响输入到输出的功率传递;对于蓝色框内开关电源所产生的高频分量,其1L 、2L 可看作开路,1C 、2C 可看作短路,因此开关电源输入线(线1和线2)上的高频电流分量将完全流过1R 、2R ,再将1R 、2R 上的电流信号用频谱分析仪进行测试,就可获得每一根输入线上的电流信号频谱,这些电流信号频率也被叫作传导EMI 噪声频谱,1R 、2R 就是测试传导EMI 的等效负载。
利用传导EMI 的的测试线路,可以将不加EMI 滤波器时的开关电源,所产生的噪声用图2(a)的电路等效,如果再将不加EMI 滤波器的开关电源在高频段用一个噪声电压源和三个噪声阻抗表示的话,则图2(a)的电路可以进一步用图2(b)来等效。
由图2(b)可知,产生传导EMIii (a) (b) 图2: 不加EMI 滤波器的开关电源之EMI 等效电路的根源有三个,一个是EMI 源N v ,一个是EMI 途径1Z 、2Z 和c Z ,再一个就是EMI 的负载1R 和2R 。
等效电路中的EMI 负载是固定的50欧电阻,而变化的是EMI 源及EMI 途径。
开关电源EMI滤波器的设计_王金霞煤矿电气开关电源EMI滤波器的设计王金霞1,杨庆江1,王金凤2(11黑龙江科技学院电信学院,哈尔滨150027; 21太平洋线路板公司,辽宁大连116001)摘要:文章首先分析了开关电源电磁干扰问题产生的原因及种类,建立开关电源EMI滤波器的共模和差模等效模型以分析噪声的传播方式,结合滤波器所需对应的开关电源工作频率为基础来设计滤波器,无需复杂的计算,对不同工作频率的开关电源有较强的针对性。
最后通过实例验证了此设计方法的可行性。
关键词:滤波器;开关电源;噪声;仿真;电磁干扰中图分类号:TN713 文献标识码:A 文章编号:1008 -8725(2009)05 -0033 -03Designing EMI Filter and SimulationWANG Jin-xia1, YANG Qing-jiang1, WANG Jin-feng2(1.College of Electric and Information, Heilongjiang Institute of Science and T echnology, Harbin 150027, China; 2.Pacific CircuitCompany,Dalian 116001, China)Abstract:In this paper first of all the category and causes of the switching mode power supp ly EMI are ana-lyzed.Second build the equivalentmodels for common mode and di fferential mode of switching power supplyEMI fi lter, this procedure is based on the analysis of noise and the frequency ofSMPS. This procedure needsno complex computing and fits SMPS with certain frequency well. Lastly, the feasibility of this design methodis verified by simulation.Key words:filter; SMPS; noise; simulation; EMI0 前言开关电源的特点是频率高、效率高、功率密度高和可靠性高。
开关电源EMI滤波器的正确选择与使用2额定电流与环境温度EMI滤波器一般采用高导磁率软磁材料锰锌铁氧体,初始导磁率μi=700~10000,但其居里点温度不高,优质的仅为130℃左右。
导磁率越高,居里点温度越低,典型曲线如图10所示。
除特殊说明外,EMI滤波器说明书给出的额定电流均指室温+25℃的值;同样,给出的典型插入损耗或曲线也均指室温+25℃的值。
随着环境温度的升高,主要由电感导线的损耗、磁芯损耗以及周围环境温度等原因导致温度高于室温,结果难于确保插入损耗的性能,甚至烧坏滤波器。
由于滤波电容的最高工作温度受到限制也是+85℃。
我们应该根据实际可能的最大工作电流和工作环境温度来选择滤波器额定电流。
图10 居里点温度曲线图11额定电流与温度的关系工作电流、额定电流与环境温度之间存在如下关系:式中:Ip——容许的最大工作电流;IR——室温+25℃时的额定电流;Tmax——容许的最高工作温度,+85℃;Ta——环境温度;TH——室温(+25℃)。
也可用曲线表示(参见图11)。
曲线表示Ip/IR∝Ta。
举例说明:+25℃Ip=IR;+45℃Ip=0.816IR;+55℃Ip=0.5IR;+85℃Ip=0.0因此,要根据工作温度来正确选择滤波器的额定电流;或者用改善滤波器的散热条件(工作环境)来确保滤波器的安全使用。
这样,滤波器务必安装在有散热作用的机架、机壳上,切忌安装在绝缘材料上。
3耐压、泄漏电流与安全3.1耐压与安全由于EMI滤波器安装在AC电网的输入端,所以除了承受开关电源(滤波器的负载)产生的尖峰脉冲干扰电压外,还要承受来自电网的浪涌电压(电流),特别是浪涌电压,其持续时间长(ms级),能量大(2000伏浪涌电压是经常出现的)。
这些干扰电压由滤波器的Cx、Cy承受。
因此,要求使用专为EMI滤波器设计的Cx、Cy。
目前,据了解,因内尚没有这类电容器生产厂家。
电容Cx或Cy被浪涌电压击穿产生的后果,是Cx被击穿短路,相当于AC电网被短路,至少造成设备停止工作;Cy击穿短路,相当于将AC电网的电压加到设备的外壳,它直接威胁人身安全的同时,波及所有与金属外壳为参考地的电路安全,往往导致某些电路的烧毁。
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。
开关电源原理及各功能电路详解一、开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下:开关电源电路方框图二、输入电路的原理及常见电路1、AC输入整流滤波电路原理:输入滤波、整流回路原理图①防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。
③整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。
2、DC输入滤波电路原理:①输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。
②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。
电磁干扰(EMI)滤波器电路1、功能定义所谓电磁干扰(EMI),是因电磁波造成设备、传输通道或系统性能降低的一种电磁现象。
EMI以辐射和传导两种方式传播。
辐射方式:能量通过磁场或电场耦合,或以干扰源与受扰设备间的电磁波形式传播。
传导方式:能量通过电源线、数据线、公共地线等而产生或接收。
传导干扰有差模(DM对称模式)和共模(CM非对称模式)两种类型。
目前抑制EMI的技术措施有屏蔽、接地(浮地、单点接地和接地网)与滤波。
我这里所说的即为滤波电路,它主要用于高频开关电源和电子镇流器的输入回路及电源的输出回路中中。
该电路用于滤除电源的输入和输出的噪声(150kHz~30MHz),消减对直流稳压电源的传导干扰。
2、适用范围A、CISPR标准(电机、家用电器、照明设备等射频干扰设备)B、VDE0871标准(有目的的高频波发生器的电磁兼容标准)C、FCC标准(工业、科学、医疗设备的电磁兼容标准)D、VCCI标准(在工业和商业区使用的家用电器及其类似装置)3、设计规范3.1 电路原理图及其描述该电路主要对输入进行滤波,削弱对稳压电源或电子镇流器的输入的传导干扰。
其中,C1、C2和C4、C5及Lc用于滤除共模噪声,C3和C6用于滤除差模噪声。
输出端一般接一电解电容,负载电流大时还需接高频电容,用于消除负载端对输入的噪声干扰。
C1=C2、C4=C5、C3=C6,Lc=(7~30)mH、磁材使用铁氧体材料。
EMI滤波器有C型(纯电容)、L型(一个电感和一个电容)、T型(两只电感和一个电容)、π型(一个电感和两只电容)、双π型(对称绕在同一磁芯上的两个电感和两只电容)等。
上图中电路为最常用的电路(至少对我来说,呵呵~~。
开关电源原理一、开关电源的电路组成:开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下:二、输入电路的原理及常见电路:1、AC输入整流滤波电路原理:① 防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
② 输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。
③ 整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。
2、 DC输入滤波电路原理:① 输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。
开关电源应用最为广泛,但EMI最为严重。
开关电源EMI主要来源:其一:在整流环节中,由于滤波电容器容量很大,整流管仅在交流电压峰值附近导通,此时电容器流经较大的充电尖峰电流,产生了丰富的谐量分量;其二:由于DC/DC变换器开关频率在几十KHZ至几百KHZ之间,开关管电流含有丰富的谐波分量,而且是开关电源主要电磁干扰源。
由于开关电源EMI主要是传导干扰,采用滤波器来抑制是最主要的手段。
EMI滤波器设计与一般信号滤波器设计完全不同,必须采取特殊设计方法。
本文采用完全有别于信号滤波器的设计方法,采用“三点频率法”设计了双级LC滤波器,滤波器效果令人满意。
1 滤波器设计双级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“ Γ”型结构,最简单的双“ Γ”型LC网络如图2所示。
其频域传递函数为图2 双级LC网络由于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,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:由于LC网络谐振时,会产生很大的电流(压)峰值,这个网络有3个频率点的谐振峰值是必须限制,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:第二级滤波器的谐振频率: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:元件参数选取方法讨论如下:为了限制1 f 点的谐振峰值,要求插入衰减20logH1=20logC1/C2<0,即C1/C2<0。
根据经验,它们的比值范围为C1/C2=0.1~0.5 (7)为了限制f2点的谐振峰值,同理选取L1/L2=0.1~0.5 (8)为了限制f 点的谐振峰值,要求20logH3=-20~-150dB,即H3=0.1~0.5 (9)元件参数选取步骤归纳如下:(1)由(7)~(9)式确定了比值,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(9)式,就可以确定另一个独立参数。
contents •开关电源EMI滤波器概述•EMI滤波器的工作原理•EMI滤波器的设计方法•EMI滤波器的制造工艺•EMI滤波器的测试与验证•EMI滤波器的应用与案例分析目录在开关电源中,EMI滤波器对于保护电源免受外部电磁干扰以及防止内部干扰影响其他电路具有重要意义,保证了电源的稳定性和可靠性。
EMI滤波器的定义与重要性EMI滤波器的重要性EMI滤波器定义EMI滤波器的分类EMI滤波器的特点EMI滤波器的分类与特点发展趋势技术挑战EMI滤波器的发展趋势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。
插入损耗共模抑制比频带宽度耐压等级确定滤波器的性能指标包括滤波器的插入损耗、反射损耗、阻抗匹配等指标,根据应用场景和电磁兼容标准来确定。
包括电容器、电感器、电阻器等,根据设计需求来选择适当的元件类型和规格。
根据设计需求和元件参数,设计出满足性能指标的滤波器电路。
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。
选择适当的滤波器元件仿真验证制作与测试设计滤波器电路设计流程与步骤确定反射损耗反射损耗是指滤波器对信号的反射量,也是衡量滤波器性能的重要指标之一。
反射损耗的计算方法包括反射系数法和导纳变换法等。
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。
阻抗匹配为了使信号能够顺利传输,滤波器需要与信号源和负载阻抗进行匹配。
阻抗匹配的计算方法包括欧姆定律法和奇偶模分析法等。
参数选择与计算例如,设计一个针对某开关电源的EMI滤波器,需要考虑到该开关电源的工作频率、输出电压、输出电流等因素,以及所连接的负载特性和电磁兼容标准等。
开关电源EMI滤波器典型电路开关电源EMI滤波器典型电路开关电源为减小体积、降低成本,单片开关电源一般采用简易式单级EMI滤波器,典型电路图1所示。
图(a)与图(b)中的电容器C能滤除串模干扰,区别仅是图(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、C1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;断电后还能使电源的进线端L、N不带电,保证使用的安全性。
图(d)则是把共模干扰滤波电容C3和C4接在输出端。
EMI滤波器能有效抑制单片开关电源的电磁干扰。
图2中曲线a为加EMI滤波器时开关电源上0.15MHz~30MHz传导噪声的波形(即电磁干扰峰值包络线)。
曲线b是插入如图1(d)所示EMI滤波器后的波形,能将电磁干扰衰减50dBμV~70dBμV。
显然,这种EMI滤波器的效果更佳。
电磁干扰滤波器电路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。
L的电感量与EMI滤波器的额定电流I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。
C1和C2采用薄膜电容器,容量范围大致是0.01μF~0.47μF,主要用来滤除串模干扰。
C3和C4跨接在输出端,并将电容器的中点接地,能有效地抑制共模干扰。
C3和C4亦可并联在输入端,仍选用陶瓷电容,容量范围是2200pF~0.1μF。
开关电源EMI滤波器典型电路
开关电源EMI滤波器典型电路
开关电源为减小体积、降低成本,单片开关电源一般采用简易式单级EMI滤波器,典型电路图1所示。
图(a)与图(b)中的电容器C能滤除串模干扰,区别仅是图(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、C1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;断电后还能使电源的进线端L、N不带电,保证使用的安全性。
图(d)则是把共模干扰滤波电容C3和C4接在输出端。
EMI滤波器能有效抑制单片开关电源的电磁干扰。
图2中曲线a为加EMI滤波器时开关电源上0.15MHz~30MHz传导噪声的波形(即电磁干扰峰值包络线)。
曲线b是插入如图1(d)所示EMI滤波器后的波形,能将电磁干扰衰减50dBμV~70dBμV。
显然,这种EMI滤波器的效果更佳。
电磁干扰滤波器电路
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。
L的
电感量与EMI滤波器的额定电流I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。
C1和C2采用薄膜电容器,容量范围大致是0.01μF~0.47μ
F,主要用来滤除串模干扰。
C3和C4跨接在输出端,并将电容器的中点接地,能有效地抑制共模干扰。
C3和C4亦可并联在
输入端,仍选用陶瓷电容,容量范围是2200pF~0.1μF。
为减小漏电流,电容量不得超过0.1μF,并且电容器中点应与大地接
通。
C1~C4的耐压值均为630VDC或250V AC。
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。