开关电源滤波

《开关电源滤波》由会员分享，可在线阅读，更多相关《开关电源滤波（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、开关电源之EMI滤波电容放在共模电感的前面和放在共模电感的后面，滤波效果大不一样 的，具体怎么不一样我忘记了，好象Y电容放在共模电感的后面效果 会更好一些，如果是两级复合式滤波可能会更好吧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。我来补充一下EMI滤波器的电路：m|电瓷f秋曲贱垃的*粮也醍EMI 基本电路 （原文件名:llH24632VP19205.jpg）上面的图有两个输入端、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

2、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。歳L电感量范珂对插龙更嶽的是总Mmit /a)1361012151-4O.-4-A.80.2-03D.1-0.1S0.0-0%IIF 2EMi jfiiHiiilft两级复合式EMI滤波器（原文件名JlH24632ZP2KT.jpg）上图是一种两级复合式EMI滤波器的内部电路，由于采用两级滤波， 因此滤除噪声的效果更佳。针对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

3、外还开发出群脉冲滤波器，能对上述干 扰起到抑制作用。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LQ-0-1 gif-iSJOV帼J 朋片昨足电“常沖酣四科1 KUU 9 AS单片开关电源一般采用简易式单级EMI滤波器(原文件名：11H2463294P3H63.jpg)图(a)与图(b)这样的电路一般在开关电源里很少见(整体效果不好). 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C

4、4接在输出端。这个C3和C4 就是Y电容，1概述共模和差模信号与滤波器山东莱芜钢铁集团动力部周志敏（莱芜271104）随着微电子技术的发展和应用，电磁兼容已成为研究微电子装置安 全、稳定运行的重要课题。抑制电磁干扰采用的技术主要包括滤波技 术、布局与布线技术、屏蔽技术、接地技术、密封技术等。而干扰源 的传播途径分为传导干扰和辐射干扰。传导噪声的频率范围很宽，从 10kHz30MHz,仅从产生干扰的原因出发，通过控制脉冲的上升与下 降时间来解决干扰问题未必是一个好方法。为此了解共模和差模信号 之间的差别，对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要 的。在抑制电磁干扰的各项技术中，采用滤波技

5、术对局域网（LAN）、 通信接口电路、电源电路中减少共模干扰起着关键作用。所以掌握滤 波器的工作原理和其实用电路的结构及其正确的应用，是微电子装置 系统设计中的一个重要环节。2差模信号和共模信号差模信号又称为常模、串模、线间感应和对称信号等，在两线电缆传 输回路，每一线对地电压用符号V1和V2来表示。差模信号分量是 VDIFF。纯差模信号是:V1=-V2;其大小相等，相位差180; VDIFF=V1 -V2，因为V1和V2对地是对称的，所以地线上没有电流流过，差模 信号的电路如图1所示。所有的差模电流（IDIFF ）全流过负载。差 模干扰侵入往返两条信号线，方向与信号电流方向一致，其一种是由

6、信号源产生，另一种是传输过程中由电磁感应产生，它和信号串在一 起且同相位，这种干扰一般比较难以抑制。共模信号又称为对地感应信号或不对称信号，共模信号分量是VCOM, 纯共模信号是：VCOM=V1=V2;大小相等，相位差为0; V3=0。共模 信号的电路如图2所示。干扰信号侵入线路和接地之间，干扰电流在 两条线上各流过二分之一，以地为公共回路；原则上讲，这种干扰是 比较容易消除的。在实际电路中由于线路阻抗不平衡，使共模信号干 扰会转化为不易消除的串扰干扰。3滤波器滤波器可以抑制交流电源线上输入的干扰信号及信号传输线上感应 的各种干扰。滤波器可分为交流电源滤波器、信号传输线滤波器和去 耦滤波器。交

7、流电源滤波器大量应用在开关电源的系统中，既可以抑 制外来的高频干扰，还可以抑制开关电源向外发送干扰。来自工频电 源或雷击等瞬变干扰，经电源线侵入电子设备，这种干扰以共模和差 模方式传播，可用电源滤波器滤除。在滤波电路中，有很多专用的滤 波元件(如铁氧体磁环)，它们能够改善电路的滤波特性，恰当地设 计和使用滤波器是抗干扰技术的重要手段。例如开关电源通过传导和 辐射出的噪声有差模和共模之分，差模噪声采用n型滤波器抑制，如 图3(a)所示。图3 (a )中，LD为滤波扼流圈。若要对共模噪声有抑 制能力，应采用如图3 (b)所示的滤波电路。图3 (b)中，LC为滤 波扼流圈。由于LC的两个线圈绕向一致

8、，当电源输入电流流过LC时， 所产生的磁场可以互相抵消，相当于没有电感效应，因此，它使用磁 导率高的磁芯。LC对共模噪声来说，相当于一个大电感，能有效地 抑制共模传导噪声。开关电源输入端分别对地并接的电容CY对共模 噪声起旁路作用。共模扼流圈两端并联的电容CX对共模噪声起抑制 作用。R为CX的放电电阻，它是VDE 0806和IEC 380安全技术 标准所推荐的。图3(b )中各元件参数范围为：CX=0.1yF2yF;CY=2.0nF33nF; LC=几几十mH,随工作电流不同而取不同的参数 值，如电流为25A时LC=1.8mH;电流为0 3A时，LC=47mH。另外 在滤波器元件选择中，一定要

9、保证输入滤波器的谐振频率低于开关电 源的工作频率。图1差模信号图2共模信号1Z旷、碎Tc,10一货一 G戦仙 *4L负二L糕图3滤波器结构图图4改进后的滤波器图4所示的滤波器可进一步提高对差模噪声的抑制能力。CX上除加 有电源电压外，还会叠加上相线和零线之间存在的各种电磁干扰峰值 电压。为保证电容器失效后，不危及人身安全，并考虑到应用中最坏 的情况，CX安全等级分为两类，即XI和X2类，XI等级用于设备的 峰值电压大于12kV场合，X2类用于设备峰值电压小于1.2kV的一般场合。另外，通过限制CY的容量可达到控制在规定电压频率作 用下，流过该电容器漏电流的大小。若为装设在可移动设备上的滤波 器

10、，其交流漏电流应低于1mA,若为装设在位置固定且接地的设备上 的滤波器的交流漏电流应小于3 5mA,再根据漏电流Ii的要求计 算CY的容量，其关系式为：Ii=2nfCYU式中：f电源频率；U电源供电电压。LD是用来进一步抑制差模噪声的差模扼流圈。因为LD的引入将使电 容CX充电电流减少，达到了抑制差模噪声的目的。4滤波器的安装与布线交流滤波器的安装及布线直接影响滤波器的性能，在其安装布线中应 注意以下几点：(1) 滤波器应安装在机柜底部离设备电源入口尽量近的部位，并加 以绝缘，不要让未经过滤波器的电源线在机柜内迂回，如果交流电源 进入机柜内到电源滤波器之间有较长的距离时，则这段线应加以屏 蔽。

11、(2) 电源滤波器的外壳必须用截面积大的导线以最短的距离与机壳 连为一体，并尽量使电源滤波器的接地点与机壳接地点保持最短的距 离，输入输出线应靠近机壳底部布线以减少耦合，并将输入输出线严 格分开，绝不允许将滤波器的输入线和输出线捆扎在一起或靠得很 近，否则，当干扰频率达到数兆Hz以上时，这时输入输出线会相互 耦合而降低其对高频干扰信号的衰减效果。插座式交流电源滤波器从 结构上实现了输入输出的隔离，对某些直接用机壳做屏蔽的电子设备 来说，是一种较理想的抗干扰元件。滤波器输出线应采用双绞线或屏 蔽线，其屏蔽应可靠接地。(3) 机壳内的其它用电器(照明灯、信号灯等)或电磁开关等应从 滤波器前端引线接到负载，或为这些干扰源单独加装滤波器。