开关电源电路设计秘笈之阻尼输入滤波系列
开关电源EMI滤波器原理与设计
提高设备性能
EMI滤波器可以减少电磁干扰对周围 设备的影响，提高整个系统的性能和 稳定性。
EMI滤波器的分类与特点
分类
EMI滤波器根据不同的应用场景 和需求，可分为有源滤波器和无
源滤波器。
有源滤波器特点
有源滤波器通过放大电路和比较电 路实时检测干扰信号并消除，具有 较高的滤波效果，但成本较高。
无源滤波器特点
评估
通过对EMI滤波器性能的测试数据进行统计和分析，可以评 估其性能是否满足设计要求和标准。
优化建议
根据评估结果，可以提出针对性的优化建议，如改进滤波器 电路设计、选用更高性能的器件等。同时，也可以根据实际 应用场景和需求，对EMI滤波器进行定制化设计和生产。
05
EMI滤波器在开关电源中的应 用案例
01
02
03
插入损耗
滤波器对信号的衰减程度 ，通常用分贝（dB）表示 。
阻抗
滤波器对不同频率信号的 阻抗，通常用欧姆（Ω） 表示。
带宽
滤波器对信号的频率范围 ，通常用赫兹（Hz）表示 。
EMI滤波器的工作原理及作用机理
工作原理
EMI滤波器通过在电路中引入阻抗和感抗，对高频干扰信号进行抑制，从而减 小电磁干扰对电源的影响。
电设备的安全和稳定。
以上案例表明，EMI滤波器在开 关电源中具有广泛的应用，对于 提高电源性能、确保设备安全稳
定运行具有重要作用。
06
未来发展趋势与挑战
新型EMI滤波器技术的研究与发展
新型EMI滤波器技术
随着电子设备对性能和效率的要求不断提高，新型EMI滤波器技术的研究与发展成为重要趋势。这包 括研究新的滤波器结构、材料和设计方法，以提高EMI滤波器的性能和效率。
开关电源EMI滤波器原理与设计
EMI滤波器的分类
按安装位置分类
可以分为输入EMI滤波器和输出EMI滤波器。输入EMI滤波器安装在电源输入 端，用于抑制电网中的电磁干扰；输出EMI滤波器安装在电源输出端，用于抑 制电源对负载的电磁干扰。
按元件分类
可以分为无源EMI滤波器和有源EMI滤波器。无源EMI滤波器主要由电感和电容 组成，有源EMI滤波器则增加了运算放大器等电子元件。
THANKS
感谢观看
工业控制
如PLC、伺服驱动、传感器等。
汽车电子
如发动机控制、刹车控制等。
案例一：某型号电源的EMI滤波器设计
背景介绍
某型号电源在运行过程中出现了严重 的EMI干扰问题。
设计方案
采用EMI滤波器对电源输出端的干扰 进行抑制。
设计细节
根据电源的输出阻抗特性和干扰频率 ，选择合适的滤波器元件和结构。
实验验证
提高效率
优化电路拓扑结构，以提高电源的效率。例如， 采用同步整流、软开关等技术。
降低电磁干扰
合理设计电路拓扑结构，降低开关电源本身产生 的电磁干扰。
改进元件布局和布线
优化元件布局
合理安排各个元件的位置，以减小它们之间的相互干扰。
合理布线
优化线路布局，减小电流回路的大小和复杂度，以降低线路的电 感和电阻。
样品制作阶段
制作滤波器样品，并进行初步 的测试和验证。
批量生产阶段
在生产线上进行批量生产，并 进行持续的测试和验证。
应用现场阶段
在实际使用现场进行应用和验 证，确保滤波器的性能和效果
符合设计要求。
06
开关电源EMI滤波器应用 与案例分析
应用领域
电力电子设备
如电源、逆变器、变频器等。
开关电源EMC滤波电路的设计
开关电源EMC滤波电路的设计为了满足电子设备对于电磁干扰的要求，开关电源需要通过EMC（电磁兼容性）滤波电路来减少电磁干扰的发生。
EMC滤波电路的设计是确保开关电源在正常工作时，尽量减少电磁干扰的传播。
EMC滤波电路通常可分为输入滤波和输出滤波两部分。
输入滤波主要用于抑制开关电源输入端的电磁干扰，输出滤波则用于抑制开关电源输出端的电磁干扰。
以下是一个1200字以上的关于开关电源EMC滤波电路设计的详细讨论。
首先，输入滤波电路的设计。
输入滤波电路的目的是通过使用不同类型的滤波器来抑制开关电源输入端的电磁干扰。
常见的输入滤波器包括：L型滤波器、π型滤波器和T型滤波器。
L型滤波器由一个电感和一个电容组成，电感用于抑制高频噪声，电容则用于抑制低频噪声。
设计L型滤波器时，需要根据开关电源的输入功率和频率要求选择电感和电容的数值。
通常情况下，电感的数值应根据输入电流的大小选择，而电容的数值应根据电源的额定电压选择。
π型滤波器是一种更复杂的输入滤波器，由两个电感和两个电容组成。
它的设计目的是在更广泛的频率范围内提供更好的噪声抑制。
π型滤波器与L型滤波器相似，但是通过在输入和输出之间添加一个额外的电感和电容，它可以更有效地抑制高频和低频噪声。
T型滤波器是一种用于高频噪声抑制的输入滤波器，通常用于开关电源中。
它由一个电感和两个电容组成。
T型滤波器与L型滤波器和π型滤波器相比，可以提供更高的噪声抑制。
接下来，是输出滤波电路的设计。
输出滤波电路的目的是降低开关电源输出端的电磁干扰。
常见的输出滤波器包括：LC型滤波器和RC型滤波器。
LC型滤波器由一个电感和一个电容组成。
它的设计目的是通过电感提供频率选择性的电流平滑，从而减少输出端的电磁干扰。
RC型滤波器由一个电阻和一个电容组成。
它主要用于抑制输出端的高频噪声。
在设计EMC滤波电路时，需要考虑开关电源的输入功率、频率和输出功率等参数。
此外，还需要注意滤波器元件的选取和放置，以确保它们能有效地减少电磁干扰的传播。
开关电源设计技巧之——阻尼输入滤波系列(下)
开关电源安排本领之四——阻僧输进滤波系列（下）之阳早格格创做统造源极阻抗正在“开关电源安排本领之三”中，咱们计划了输进滤波器的源极阻抗怎么样变得具备电阻性，以及其怎么样共开关安排器的背输进阻抗相互效率.正在极度情况下，那些阻抗振幅不妨相等，然而是其标记差异进而形成了一个振荡器.业界通用的尺度是输进滤波器的源极阻抗应起码比开关安排器的输进阻抗矮6dB，动做最小化振荡概率的仄安裕度.输进滤波器安排常常以根据纹波电流额定值或者脆持央供采用输进电容（图所示CO）开初的.第二步常常包罗根据系统的EMI央供采用电感(LO).正如咱们上个月计划的那样，正在谐振附近，那二个组件的源极阻抗会非常下，进而引导系统没有宁静.图1 形貌了一种统造那种阻抗的要领，其将串联电阻(RD) 战电容(CD) 与输进滤波器并联搁置.利用一个跨交CO 的电阻，不妨阻僧滤波器.然而是，正在大普遍情况下，那样干会引导功率耗费过下.另一种要领是正在滤波器电感的二端增加一个串联连交的电感战电阻.图4.1 CD战RD阻僧输出滤波器源极阻抗采用阻僧电阻有趣的是，一朝采用了四个其余电路组件，那么便会有一个阻僧电阻的最好采用.图4.2 隐现的是分歧阻僧电阻情况下那类滤波器的输出阻抗.白色直线表示过大的阻僧电阻.请思索一下极度的情况，如果阻僧电阻器开开，那么峰值大概会非常的下，且仅由CO战LO去设定.蓝色直线表示阻僧电阻过矮.如果电阻被短路，则谐振可由二个电容战电感的并联拉拢共共树坐.绿色直线代表最好阻僧值.利用一些包罗关型解的估计要领（睹参照文件1）便不妨很沉快天得到该值.图4.2 正在给定CD-CO比的情况下，有一个最好阻僧电阻采用组件正在采用阻僧组件时，图非常有用.该图是通过使用RD Middlebrook修坐的关型解得到的.横坐标为阻僧滤波器输出阻抗与已阻僧滤波器典型阻抗(ZO= (LO/CO)1/2) 的比.纵坐标值有二个：阻僧电容与滤波器电容 (N) 的比；以及阻僧电阻共该典型阻抗的比.利用该图，最先根据电路央供去采用LO战CO，进而得到ZO.随后，将最小电源输进阻抗除以二，得到您的最大输进滤波器源极阻抗 (6dB).最小电源输进阻抗等于Vinmin2/Pmax.只需读与阻僧电容与滤波器电容的比以及阻僧电阻与典型阻抗的比, 您即不妨估计得到一个横坐标值.比圆，一个具备10μH电感战10μH 电容的滤波器具备Zo= (10μH/10μF)1/2=1Ohm 的典型阻抗.如果它正对于一个12V最小输进的12W电源举止滤波，那么该电源输进阻抗将为Z=V2/P=122/12=12Ohms.那样，最大源极阻抗应等于该值的二分之一，也即6Ohms.当前，正在6/1=6的X轴上输进该图，那么，，即1μF，共时RD/ZO=3，也即3Ohms.图4.3 采用LO战CO后，即可从最大允许源极阻抗范畴内采用CD战RD参照文件1、《预防开关模式安排器中输进滤波器爆收振荡的安排本领》，做家：，Proceedings Powercon 5，1978年.上一期实质：阻僧输进滤波系列（上）请继承关注下一期实质：落压—降压电源安排中落压统造器的使用。
电源滤波器电路设计
电源滤波器电路设计
电源滤波器电路设计的目的是通过滤除电源线上的噪声和波动，提供稳定、纯净的电源供电。
下面是一种常见的电源滤波器电路设计：
1. 输入滤波：在电源输入端接入一个电容器和一个磁珠（也称作磁环）。
电容器用于滤除高频噪声，磁珠则用于滤除电源线上的高频干扰信号。
2. LC滤波器：接下来是一个电感-电容（LC）滤波器。
该滤
波器由一个电感线圈和一个电容器组成，用于滤除更高频的噪声和波动。
电感线圈会将高频信号短路至地，电容器则用于消除电源线上的高频干扰。
3. 电源肖特基二极管：在输出端接入一个肖特基二极管，用于滤除电源线上的低频干扰。
肖特基二极管具有高反向电压极限和低正向电压降，能够有效地将低频噪声短路至地。
4. 输出电容器：在电源输出端接入一个大容量电容器，用于平滑电源输出，降低电压波动和提供稳定的电源供电。
以上是一个基本的电源滤波器电路设计，具体的电路参数和元件数值可以根据实际需求和应用场景进行调整。
在实际设计中，还需要考虑功耗、成本、尺寸等因素，并结合实际测试和仿真结果进行优化。
开关电源输入电路方案及输入整流滤波电路
开关电源输入电路方案及输入整流滤波电路开关电源输入电路方案及输入整流滤波电路开关电源输入电路包含沟通抗搅扰电路、整流电路、滤波电路三个根柢单元电路，如图3-1所示。
1.沟通抗搅扰电路电源输入端的两根沟通线上一起存在共模和差模两种搅扰信号，共模信号是指两根沟通线上接纳到的搅扰信号，有关于参阅点巨细持平、方向一样，如图3-2（a）输入端的信号所示，例如像电磁感应等搅扰信号薯蓣共模信号；差模信号是指两根沟通线接纳到的搅扰信号，有关于参阅点，巨细持平，方向相反，如图3-2（b）输入端的信号所示，例如电网电压瞬时不坚定等搅扰信号归于差模信号。
沟通抗搅扰电路如图3-1（a）所示，接在开关电源的市电工频电压输入端，它只容许400Hz以下的低频信号经过,关于1kHz～50MHz之间的高频信号具有40～100dB的衰减量。
它的效果有两个，一是按捺开关电源中的高频辐射不污染工频电网；二是运用电网中高频搅扰不影响开关电源开关作业。
在图3-1（a）所示的抗搅扰滤波电路中，C1、C2用以滤除差模搅扰电压信号，C4、C5用以滤除共模搅扰电压信号，电感L1、L2称为共模扼流圈，在一个闭合高磁道率铁芯上绕制两个绕向一样的线圈，当共模电流以一样的方向流过两个线圈时，发作的磁场是一样的，有彼此加强的效果，使每一线圈的共模阻抗增高，共模电流大大削弱，对共模电流信号有较强的按捺效果如图3-2（a）所示。
在差模电流效果下，搅扰电流发作方向相反的磁通，在铁芯中彼此抵消，使线圈电感挨近0，对差模信号没有按捺效果，为了削减高频电流信号旁路，电感L1、L2应具有小的散布电容，应均匀地绕制在一个无气隙的磁芯架骨上；磁芯资料应选用与开关电源频率相一起的资料。
其对共模搅扰信号的按捺效果如图3-2所示，并且是双向的。
归纳剖析，实习运用中的抗搅扰滤波器电路的滤波特性不对错常抱负，频率进一步上升时，特性就会逐步下降，滤波效果就会变差，选用单级的抗搅扰滤波器，得不到较好的滤波效果，在某些分外场合，可运用2～3级串联组合的抗搅扰滤波电路，得到比照抱负的滤波效果，但本钱和造价会添加，出于经济要素思考，通常开关稳压电源只运用一级抗搅扰滤波电路，对共模信号和差模信号的按捺效果暗示可用图3-3所标明，并且对搅扰信号的按捺效果是双向的。
开关电源AC和DC的输入滤波电路原理
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。
以下是开关电源AC和DC的输入滤波电路原理：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。
轻松学习开关电源输入整流滤波电路的设计
轻松学习开关电源输入整流滤波电路的设计基础电路一般直流稳压电源都使用220伏市电作为电源，经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压，最终成为稳定的直流电源。
这个过程中的变压、整流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路，没有这些电路对市电的前期处理，稳压电路将无法正常工作。
1、整流电路经过变压器变压后的仍然是交流电，需要转换为直流电才能提供给后级电路，这个转换电路就是整流电路。
整流电路的作用是将交流电变换成直流电。
完成这一任务主要靠二极管的单向导通作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。
在直流稳压电源中利用二极管的单项导电特性，将方向变化的交流电整流为直流电。
在小功率（1KW以下）整流电路中，常见的几种整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流电路。
单相整流就是我们常说的单相AC220V交流电整流。
如果是三相电就需要采用三相整流电路，原理和单相是一样的。
2、几种整流电路1）、半波整流2）、全波整流3）、桥式整流4）、倍压整流半波、全波整流电路在开关电源变压器输出整流中使用较多，由于元件少，节省空间，但是效率没有桥式整流高。
桥式整流是使用较多的整流电路，一般根据功率大小可以选择分立元件和集成整流桥堆。
半波整流全波整流桥式整流倍压整流3、工作原理简单分析以最常用的桥式整流电路说明整流电路的工作原理。
图1-1 单相桥式整流电路图1-2 正半周期图1-3 负半周期图1-2可以看出在电源正半周时，T次级上端为正，下端为负，整流二极管D1和D3导通，电流由变压器T次级上端经过D1、RL、D3回到变压器T次级下端；由图1-3可以看出在电源负半周时，T次级下端为正，上端为负，整流二极管D2和D4导通，电流由变压器T次级下端经过D2、RL、D4回到变压器T次级上端。
RL两端的电压始终是上正下负，其波形与全波整流时一致。
3-1 桥式整流电路主要参数3-2 分立元件和集成桥堆整流二极管整流桥4、滤波电路交流电经过整流后得到的是脉动直流，这样的直流电源由于所含交流纹波很大，不能直接用作电子电路的电源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
开关电源电路设计秘笈之阻尼输入滤波系列
开关调节器通常优于线性调节器，因为它们更高效，而开关拓扑结构则十分依赖输入滤波器。
这种电路元件与电源的典型负动态阻抗相结合，可以诱发振荡问题。
本文将阐述如何避免此类问题的出现。
一般而言，所有的电源都在一个给定输入范围保持其效率。
因此，输入功率或多或少地与输入电压水平保持恒定。
图3.1显示的是一个开关电源的特征。
随着电压的下降，电流不断上升。
图3.1 开关电源表现出的负阻抗
负输入阻抗
电压-电流线呈现出一定的斜率，其从本质上定义了电源的动态阻抗。
这根线的斜率等于负输入电压除以输入电流。
也就是说，由Pin=V•，可以得出
V=Pin/I；并由此可得dV/dI=–Pin/I2或dV/dI≈–V/I。
该近似值有些过于简单，因为控制环路影响了输入阻抗的频率响应。
但是很多时候，当涉及电流模式控制时这种简单近似值就已足够了。
为什幺需要输入滤波器
开关调节器输入电流为非连续电流，并且在输入电流得不到滤波的情况下其会中断系统的运行。
大多数电源系统都集成了一个如图3.2所示类型的滤
波器。
电容为功率级的开关电流提供了一个低阻抗，而电感则为电容上的纹波电压提供了一个高阻抗。
该滤波器的高阻抗使流入源极的开关电流最小化。
在低频率时，该滤波器的源极阻抗等于电感阻抗。
在您升高频率的同时，电感阻抗也随之增加。
在极高频率时，输出电容分流阻抗。
在中间频率时，电。