EMC 滤波电路的原理与设计 整理【WENDA】…EMT滤波典型电路差摸电感器5OHz?22OV 交流输入滤波原理：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+（2nfL）"2）"l/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2nfL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=1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 因此首先要确认你要滤除共模干扰的频率范围 然后再选择合适的滤波电感器材料.电容的阻抗是Z=-l/2nfL 那么也就是 频率越高阻抗绝对值越小，那么就是高通低阻， 就是频率越高越能通过，所以电容滤波是旁路， 也就是采用并联方式，把高频的干扰通过电容旁 路给疏导回去。
开关电源产生的共模噪声频率范围从10kHz〜50MHz甚至更高，为了对这些噪声有 效的衰减，那么在这个频率范围内，共模电感器 就必须提供足够高的阻抗因此高磁导率的锰锌 铁氧体和非晶材料是非常适合的共模电感器的 阻抗 Zs 由串联感抗 Xs 和串联电阻 Rs 两部分 组成阻抗对频率Is. X氛珀与频率的关系曲线从图中我们可以看出在750kHz以下，Xs 在 Zs 中占主要部分， 750kHz 以上 Rs 在 Zs 中 占主要部分对于抑制共模噪声的电感器，需要 在一个磁芯上绕制两组电流方向相反的导线，并 使用高磁导率的磁芯，如磁导率为 5k、7k、10k、 12k、15k 材料和非晶磁芯等II-22（双极滤波）电路举例说明GNNL2_C)C2Cm1LINE L * LOAD 1 L1、L2为差模电感；L3为共模电感；Cxi、Cx2 为线间电容；Cyl、Cy2为对地电容；R为泄放电阻1. 线间电容线间电容，在滤波电路中，跨接在相线之间 用于滤除差模干扰信号在交流电路中通常选用 安规等级为 X2 的薄膜电容，常用型号如下表在直流电路中，可根据电路实际工作电压，选用 相应额定电压的薄膜电容安规电容）型号规格额定电压引针阖距X2电容0. luF275V15X2电客0+ 22uF275V15X2电容0, 33uF275V22.5X2电容0+47uF275V22.5X2电容0+68uF275V22,5X2电容l.OuF275V22.5 12. 对地电容在交流电路中通常选用安规等级为 Y2 的瓷 片电容，常用型号如下表。
在直流电路中，可根 据电路实际工作电压，选用相应额定电压的瓷片 或薄膜电容型号规格引针间距Y2從牙电容lOOOpF250V10Y2瓷片电容2200pF250V10Y2瓷片电容33OOpF280V10Y2瓷片电容47
5) 插入损耗(50Q-50Q插入损耗测试系统)注：具体解决方案见《EMI解决方案选用指南》1. 共模电容受漏电流的限制 差模滤波电容:跨接在火线和零线之间,对 差模电流起旁路作用.电容值为0.1 ~ 1微法.共模滤波电容:跨接在火线或零线与机壳地 之间,对共模电流起旁路作用,电容值不能过大, 否则会超过安全标准中对漏电电流( 3.5mA )的 限制要求,一般在10000PF以下•医疗设备中对漏电流的要求更严,在医疗设备中,这个电容的 容量更小,甚至不用.共模扼流圈:在普通的滤波器中,往往仅安 装一个共模扼流圈,利用共模扼流圈的漏电感产 生适量的差模电感,起到对差模电流的抑制作用=1有时,人为地增加共模扼流圈的漏电感,提高差 模电感量（想想怎样能增加漏电感）.共模扼流圈 的电感量范围为lmH~数十mH,取决于要滤除的 干扰的频率,频率越低,需要的电感量越大.在一般的滤波器中,共模扼流圈的作用主要 是滤除低频共模干扰,高频时,由于寄生电容的 存在,对干扰的抑制作用已经较小,主要依靠共 模滤波电容.医疗设备由于受到漏电流的限制, 有时不使用共模滤波电容,这时,要提高扼流圈 的高频特性（采用前面介绍的一些方法）.=1基本电路对干扰的滤波效果很有限,仅用在 要求最低的场合.要提高滤波器的效果,可在基 本电路的基础上增加一些器件,下面列举一些常 用电路:强化差模滤波方法一:与共模扼流圈串联两 只差模扼流圈,增大差模电感;强化差模滤波方法二:在共模滤波电容的右 边增加两只差模扼流圈,同时在差模电感的右边 增加一只差模滤波电容;强化共模滤波:在共模滤波电容右边增加一只共模扼流圈,对共模干扰构成 T 形滤波;强化共模和差模滤波:在共模扼流圈右边增 加一只共模扼流圈、再加一只差模电容.说明:一般情况下不使用增加共模滤波电容 的方法增强共模滤波效果,防止接地不良时出现 滤波效果更差的问题（见“搭接”部分关于 pi 形 滤波器接地不良的讨论）2. 电源线滤波器的特性任何一个电子设备要满足电磁兼容的要求, 都要在电源线上使用电源线滤波器.现在市场上 电源线滤波器的种类繁多,如何选择滤波器确实 是一个头疼的问题.下面介绍一些选择滤波器时 要考虑的参数。
插入损耗:对于干扰滤波器而言,这是最重要 的指标,由于电源线上既有共模干扰也有差模干 扰,因此滤波器的插入损耗也分为共模插入损耗 和差模插入损耗.插入损耗越大越好.在厂商的产品说明书上并没有标明电流的定义, 是峰值还是有效值.额定工作电流不仅关系到滤 波器的发热问题,还影响电感的特性,滤波器中的 电感要在峰值条件下不能发生饱和.3. 改善滤波器高频特性的方法为什么要改善电源线滤波器的高频特性:尽 管各种电磁兼容标准中关于传导发射的限制 仅到30MHz （旧军标到50MHz,新军标到10MHz）, 但是对传导发射的抑制决不能不管高频.因为 电源线上高频传导电流会导致辐射,使设备的 辐射发射超标.另外,瞬态脉冲敏感度试验中 的试验波形往往包含了很高的频率成分,如果 不滤除这些高频干扰,也会导致设备的敏感度 试验失败.电源线滤波器的高频特性差的主要原因有 两个,一个是内部寄生参数造成的空间耦合, 另一个是滤波器件的不理想性.因此,改善高 频特性的方法也是从这两个方面着手. 内部结构:滤波器的联线要按照电路结构向一个方向布置,在空间允许的条件下,电感与电容之间保持一定的距离,必要时,可设置一些隔离板,减小空间耦合.电感:按照前面所介绍的方法控制电感的寄生电容.必要时,使用多个电感串联的方式差模滤波电容:电容的引线要尽量短.要理解这个要求的含义:电容与需要滤波的导线（火 线和零线）之间的联线尽量短.如果滤波器安装 路板上,线路板上的走线也会等效成电容的引线.这时,要注意保证实际的电容引线最短.共模电容滤波器的共模高频滤波特性主要靠共模电容保证,并且共模干扰的频率一般较高 因此共模滤波电容的高频特性更加重要.使用三 端电容可以明显改善高频滤波效果.但是要注意 三端电容的正确使用方法.即,要使接地线尽量 短,而其它两根线的长短对效果几乎没有影响 必要时可以使用穿心电容,这时,滤波器本身的 性能可以维持到1GHz以上.4. 选择滤波器的方法最坏条件”下测量的数据共用户参考5. 电源线滤波器的错误安装 1错误一:滤波器与电源端口之间的联线过长这是一个常见的错误,之所以说这是个错误,有以下两个原因:对于抗外界干扰的场合:外面沿电源线传进 设备的干扰还没有经过滤波,就已经通过空间耦 合的方式干扰到线路板了,造成敏感度的问题.对于抗防止干扰发射（包括传导发射和辐射 发射）的场合:线路板上产生的干扰可以直接耦 合到滤波器的外侧,传导到机箱外面,造成超标 的电磁发射（包括传导和辐射）.为什么容易发生这个错误:发生这个错误的 原因,除了设计人员将滤波器当作一个普通的电 路网络来处理以外,一个容易产生误导的客观原 因是:设备的电源线输入端一般在设备后面板, 而显示灯、开关等在设备的前面板,这样电源线 从后面板进入设备后,往往首先连接到前面板的 显示灯、开关上,然后再联到滤波器上.错误二:滤波器的输入/输出线靠得过近.发 生这个错误的原因也是忽视了高频电磁干扰的 空间耦合.在布置设备内部联线时,为了美观,将滤波器的输入、输出端扎在一起,结果输入线和 输出线之间有较大的分布电容,形成耦合通路 使电磁干扰能量实际将滤波器旁路掉,特别是在 高频段,滤波效果变差特别提示:处理电磁兼容问题时,要时刻不 忘高频电磁干扰是会通过空间传播和耦合的,而 且并不一定。