EMI电源滤波器基本知识介绍
EMI电源滤波器原理概述1
9好的综合性能。
泄漏电流的测试电路如下所示：图10 泄漏电流测试电路耐压测试：为确保电源滤波器的性能以及设备和人身安全，必须进行滤波器耐压测试。
决定线-线之间耐压性能的关键器件就是差模电容C X ，若C X 电容器的耐压性能欠佳，在出现峰值浪涌电压时，可能被击穿。
它的击穿虽然不危及人身安全，但会使滤波器功能丧失或性能下降。
C Y 电容器除了满足接地漏电流的要求外，还在电气和机械性能方面具有足够的安全余量，避免在极端恶劣的环境条件下出现击穿短路现象。
故线-地之间的耐压性能对保护人身安全有重要意义，一旦设备或装置的绝缘保护措施失效，可能导致人员伤亡。
因此，必须对接地电容（C Y ）进行严格的耐压测试。
根据相关标准要求，开容公司生产的电源滤波器满足如下耐压测试要求： 交流电源滤波器线-地：1760VAC （1分钟）耐压测试； 线-线：1500VDC （1分钟）耐压测试。
直流电源滤波器线-地：500VDC （1分钟）耐压测试； 线-线：200VDC （1分钟）耐压测试。
为减小接地阻抗，滤波器应安装在导电金属表面或通过编织接地带与接地点就近相连（图11），避免细长接地导线造成较大的接地阻抗。
图11 滤波器安装时应保证良好接地（a ）错误接法（b ）正确接法10滤波器应尽量安装在设备的入口/出口处（如图12）。
图12 电源滤波器的安装位置为避免输入/输出互相耦合，应尽量做到输入/输出隔离，至少严格禁止滤波器输入/输出线的相互交叉、路径平行等（如图13）。
若由于位置及空间的限制，无法满足上述要求，则滤波器的输入/输出线必须采用屏蔽线或高频吸收线。
图13 安装使用电源滤波器应注意输入/输出的空间隔离（a ）错误接法（b ）正确接法（a ）错误接法（b ）正确接法11KF 系列电源滤波器分为军用电源滤波器、工业用电源滤波器和专门用途滤波器三大类。
军用电源滤波器专为满足GJB151A/152A （GJB151/152）中的CE102（CE03）测试项目而设计，并且严格按照国军标环境要求选用高性能的器件材料设计。
电源电磁干扰(EMI)滤波器详细讲解
源端阻抗特性
表 1 滤波器选用的阻抗失配端接原则 应采用的滤波电路
负载端阻抗特性
高阻抗
高阻抗 π型
高阻抗 L型
低阻抗
低阻抗 L型
高阻抗
低阻抗 T型
低阻抗
一般情况下，电源的共模输入端（滤波器源端）多为低阻抗，KF 系列电源滤波器（除“专门用 途滤波器”中的某些类型外）均按此特征（如图 4 的共模等效电路中，接入源端一侧选用高阻抗特性 的 L 型滤波电路，满足“阻抗失配端接原则”）进行设计，设计人员只需根据负载端的阻抗特性合理 选用 EMI 电源滤波器。其余类型滤波器应注意使用条件，必须满足上述原则。
EMI 电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要器件，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极 其重要的作用。它不仅可抑制线上传导干扰，同时对线上辐射发射的抑制具有显著效果。
负载噪声源和电源网络的连接方式如图 2 所示。电源与负载网络具有相线（L）、中线（N）和地线 （E）, 故将电源线上 EMI 噪声分解为两部分：L 与 N 为差模传导干扰 IDM，L（或 N）与 E 为共
传导干扰电平（dBuA）
100
90
GJB151A（A3类）
80
GJB151（A3类）
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01
0.1
1
10
100
频率（MHz）
图 6 GJB151 和 GJB151A 中规定的电源线传导干扰发射极限值
90
80
70
传导干扰电平（dBuV）
60
50
40
GB9254(A级)
30
50Ω
信号 发生器
L
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。
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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。
EMI滤波器介绍
EMI滤波器介绍EMI（Electromagnetic Interference）滤波器是一种用于抑制电磁干扰的设备，通过滤除电路中的高频干扰信号，保障电子设备的正常工作。
EMI滤波器在各种电子设备中得到广泛应用，包括电源、通信设备、自动化控制系统等。
下面将详细介绍EMI滤波器的工作原理、分类和应用场景。
被动滤波器是EMI滤波器中应用最为广泛的一种，它主要通过电感和电容来实现滤波。
电感是一种储存电能的装置，对于低频信号具有较好的传导性能，可以将其中的高频噪声滤除。
而电容则具有对高频信号有良好的传递性能，可以将所需信号传递给负载端。
通过合理的组合和调整电感和电容的数值，可以实现对不同频率干扰信号的滤除。
有源滤波器是一种基于主动元件的滤波器，主要通过运算放大器和反馈电路的组合来实现。
有源滤波器可以提供更高的滤波效果和更广泛的频率范围，因为它可以根据电路参数的变化来调整滤波器的频率响应。
有源滤波器通常用于对高精度信号的滤波，如音频和视频信号。
根据EMI滤波器的应用场景，可以将其分为电源滤波器和信号滤波器两大类。
电源滤波器主要用于电源线路中，用于滤除电源线上的高频干扰信号，避免其进入电子设备中，从而保证设备的正常工作。
电源滤波器通常由电感、电容和阻抗器组成，通过合理的排列和组合，可以对不同频率的干扰信号进行滤除。
电源滤波器的类型有很多，包括单级LC滤波器、CLC滤波器、LCπ滤波器等。
这些滤波器通常需要根据电源线的特性和所需滤波效果进行选择和设计。
信号滤波器主要用于通信设备、自动化控制系统等电子设备中，用于滤除输入输出信号中的干扰噪声，确保信号传输的可靠性和稳定性。
信号滤波器通常由电感、电容和阻抗器组成，通过调整和优化这些元件的数值和排列，可以实现对不同频率干扰信号的滤除。
信号滤波器的类型也有很多，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
根据具体的应用场景和需求，可以选择合适的滤波器来实现对信号的滤除。
emi滤波器工作原理
emi滤波器工作原理EMI滤波器是一种用于抑制电磁干扰（EMI）的设备，它可以将高频电磁波从电路中滤除或减弱，以保证电路的正常工作和减少对其他设备的干扰。
EMI滤波器的工作原理主要包括两个方面：传导路径和耦合路径。
传导路径是指电磁波在电路中的传导路径。
当电磁波进入电路时，它会通过电源线、信号线、地线等传导到电路中的各个部分。
这些传导路径是电磁波进入电路的主要途径，也是EMI滤波器起作用的重点。
EMI滤波器通过在传导路径上设置电感和电容等元件来实现对电磁波的滤除或减弱。
其中，电感主要用于滤除高频电磁波，而电容则主要用于减弱低频电磁波。
通过合理选择电感和电容的数值和结构，可以使EMI滤波器在不同频段上具有不同的滤波效果，以满足不同电路对电磁波的屏蔽要求。
耦合路径是指电磁波在电路中的耦合路径。
当电磁波进入电路后，它会通过电路中的元件间的耦合作用，传递到电路中的其他部分。
这些耦合路径是电磁波在电路中传播的次要途径，但同样需要进行抑制，以减少对其他设备的干扰。
EMI滤波器通过在耦合路径上设置衰减器、隔离器等元件来实现对电磁波的滤除或减弱。
衰减器主要用于减弱电磁波的幅度，而隔离器则主要用于隔离电磁波的传播路径。
通过合理选择衰减器和隔离器的数值和结构，可以使EMI滤波器在耦合路径上起到有效的屏蔽作用，从而减少对其他设备的干扰。
除了传导路径和耦合路径，EMI滤波器还可以通过其他方式来实现对电磁波的滤除或减弱。
例如，可以通过在电路中添加屏蔽罩、屏蔽层等结构来阻挡电磁波的传播；还可以通过调整电路的布局和结构来减少电磁波的辐射和散射。
EMI滤波器通过在传导路径和耦合路径上设置合适的元件和结构，以及其他方式的组合，来实现对电磁波的滤除或减弱。
通过有效地抑制电磁干扰，EMI滤波器可以保证电路的正常工作，减少对其他设备的干扰，是电子设备中必不可少的重要组成部分。
EMI电源滤波器基本知识介绍
EMI电源滤波器基本知识介绍电磁干扰：因电磁骚扰引起设备、装置或系统性能下降的都是电磁干扰。
随着电子技术的迅速发展，电子设备得到广泛的应用，电磁环境污染日趋严重，已成为当今主要公害之一，越来越引起世界各国各行各业的广泛关注。
在许多领域，电磁兼容性已成为电气和电子产品必须有的技术指标或性能评价的依据，甚至关系到一个企业或一种产品的生死存亡。
EMI电源滤波器：电磁干扰（EMI）电源滤波器（以下简称滤波器）是由电感、电容等构成的无源双向多端口网络。
实际上它起两个低通滤波器的作用，一个衰减共模干扰，另一个衰减差模干扰。
它能在阻带（通常大于10KHz）范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。
EMI电源滤波器是电子设备设计工程师控制传导电磁干扰和辐射电磁干扰的首选工具。
插入损耗：滤波器的插入损耗是不用滤波器时从噪声源传递到负载的噪声电压与插入滤波器时负载上的噪声电压之比。
插入损耗是在空载、50Ω系统条件下测试的，结果通常表示为在所关心频段内的衰减曲线（单位为分贝）。
插入损耗的计算可由下式求得：式中：V1 ─ 没有滤波器时负载上的噪声电压；V2 ─ 插入滤波器时负载上的噪声电压。
滤波器插入损耗测量结果通常表示为两种形式：一是插入损耗对频率的曲线，二是数据表。
共模和差模插入损耗的测试电路原理图如下所示：额定电流：额定电流是滤波器在额定频率、额定温度下允许通过的最大连续工作电流。
当环境温度不为额定温度时，滤波器允许通过的电流(Iop)可按下式计算，式中IN 为标称额定电流、θ为实际工作环境温度，泄漏电流：滤波器的泄漏电流是指在250VAC/50Hz的情况下，相线和中线与外壳（地）之间流过的电流。
它主要取决于连接在相线与地和中线与地间的共模电容（亦称为“Y”电容）。
泄漏电流是滤波器的一个重要参数。
Y电容的容量越大，共模阻抗越小，共模噪声抑制效果越好。
可以说泄漏电流是滤波器的一项性能指标, 泄漏电流越大，滤波器性能越好。
EMI滤波器结构与分类
EMI滤波器结构与分类EMI滤波器（Electromagnetic Interference Filter）也称为RMI 滤波器（Radio Frequency Interference Filter）是一种用于减少电磁干扰并保护电子设备的重要组件。
EMI滤波器能够阻止高频噪音和电磁波干扰进入敏感电路，从而确保设备的正常运行。
1. RC滤波器（Resistor-Capacitor Filter）：RC滤波器使用电阻和电容器组成，是一种简单且经济的滤波器。
它能够滤除高频噪音，但对于低频噪音的滤波效果较差。
RC滤波器的结构如下：-输入端接一个电阻，阻抗为R1；-输入端和输出端之间连接一个电容，容抗为C1；-输出端连接一个负载电阻，阻抗为RL。
根据RC滤波器的电容值和电阻值的不同，可以分为高通滤波器和低通滤波器。
高通滤波器可以滤除低频信号，保留高频信号；低通滤波器可以滤除高频信号，保留低频信号。
2. LC滤波器（Inductor-Capacitor Filter）：LC滤波器使用电感和电容器组成，能够滤除高频和低频噪音。
LC滤波器的结构如下：-输入端连接一个电感，电感值为L1；-电感的另一端与一个电容连接，电容值为C1；-输出端与一个负载电阻连接，阻抗为RL。
LC滤波器根据电容值和电感值的不同，可以分为高通滤波器和低通滤波器。
高通滤波器可以滤除低频信号，保留高频信号；低通滤波器可以滤除高频信号，保留低频信号。
3. LC+RC滤波器（Inductor-Capacitor and Resistor-Capacitor Filter）：LC+RC滤波器是LC滤波器和RC滤波器的组合，能够同时滤除高频和低频噪音。
LC+RC滤波器的结构如下：-输入端连接一个电感，电感值为L1；-电感的另一端与一个电容连接，电容值为C1；-输入端到输出端的路径上，连接一个电阻，阻抗为R1；-输出端与一个负载电阻连接，阻抗为RL。
开关电源EMI滤波器原理和设计研究
开关电源EMI滤波器原理和设计研究开关电源EMI滤波器是用来减少开关电源产生的电磁干扰(EMI)的一种装置。
EMI是指开关电源工作时产生的高频干扰信号，可能会对其他电子设备、无线通信和无线电接收产生干扰，影响它们的正常工作。
EMI滤波器通过合理设计，能有效地抑制开关电源产生的EMI信号，从而减少对其他设备的干扰。
EMI滤波器的原理是基于电流和电压的相位关系来实现的。
开关电源在工作时会产生高频电流脉冲，而这些电流脉冲会通过开关电源输入端的电容等元件，从而形成高频电流回路。
EMI滤波器通过给开关电源输入端加上一个电感元件，阻断高频电流回路的形成，从而减小EMI信号的辐射。
设计EMI滤波器时需要考虑以下几个因素：1.工作频率范围：EMI滤波器需要在开关电源产生EMI信号的频率范围内有效工作。
根据具体的应用环境和要求，选择合适的滤波器工作频率范围。
2.滤波特性：滤波器需要具有良好的滤波特性，对于较高频率的EMI信号能够有较好的抑制效果。
常用的滤波器类型有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
3.过渡区域：滤波器在过渡区域需要平衡阻抗和频率之间的变化。
过渡区域越宽，滤波器的性能越好。
过渡区域的宽度需要根据具体要求进行设计。
4.安全和可靠性：EMI滤波器需要满足安全和可靠性的要求。
在设计过程中，需要考虑电源参数范围、电流和电压的安全范围等因素，以确保滤波器的稳定性和可靠性。
设计EMI滤波器的方法有多种，可以根据需求选择不同的设计方法。
常见的方法包括线性滤波器设计、Pi型滤波器设计和C型滤波器设计等。
其中，Pi型滤波器是应用最广泛的一种，它由两个电感和一个电容组成，能够对高频信号进行抑制。
总之，开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了降低开关电源产生的电磁干扰，保证其他设备的正常工作。
通过合理的滤波器设计和选择合适的滤波器类型，可以有效地减少EMI信号对其他设备的干扰，提高系统的抗干扰性能。
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EMI电源滤波器基本知识介绍
电磁干扰(EMＩ)电源滤波器（以下简称滤波器)是由电感、电容组成的无源器件。
实际上它起两个低通滤波器的作用，一个衰减共模干扰另一个衰减差模干扰。
它能在阻带（通常大于10KHz)范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。
EMＩ电源滤波器是电子设备设计工程师控制传导干扰和辐射电磁干扰的首选工具
（一）EＭＩ电源滤波器部分技术参数简介ﻭ插入损耗ﻭ滤波器的插入损耗是不加滤波器时从噪声源传递到负载的噪声电压与接入滤波器时负载上的噪声电压之比。
插入损耗衡量ＥMI电源滤波器电
性能的重要参数,用下式表示：Eo
IL＝２０ｌoｇ--－ﻭE
式中：Eo-----－不加滤波器时，负载上的干扰噪声电平。
ﻭ E --－---接入滤波器后，同一负载上的干扰噪声电平。
干扰方式有共模干扰和差模干扰两种,其定义为：
共模干扰:叠加于火线（P）、零线（N）和地线（E)之间的干扰电压。
ﻭ差模干扰：叠加于火线(Ｐ）和零线（N）之间的干扰电压。
ﻭ因此插入损耗又分为共模插入损耗和差模插入损耗，插入损耗的测试原理图如下：
ﻭ泄漏电流：滤波器的泄漏电流是指在250ＶＡC的电压下,火线和零线与外壳间流过的电流。
它主要取决于滤波器中的共模电容。
从插入损ﻭ耗考虑，共模电容越大,电性能越好，此时,漏电流也越大。
但从安全方面考虑,泄漏电流又不能过大,否则不符合安全标准要求。
尤其是一些
医疗保健设备,要求泄漏电流尽可能小。
因此，要根据具体设备要求来确定共模电容的容量。
泄漏电流测试电路如下所示
ﻭ耐压测试ﻭ为确保(交流）电源滤波器的质量,出厂前全部进行耐压测试。
测试标准为:ﻭ火线与地线（或零线与地线）之间施加频率为50Hz的1500ＶAC高压，时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声。
ﻭ火线与零线之间施加１45０V直流高压，时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声
(二) ＥMI电源滤波器的选用
根据设备的额定工作电压、额定工作电流和工作频率来确定滤波器的类型。
滤波器的额定工作电流不要取的过小，否则会损坏滤波器或降低滤波器的寿命。
但额定工作电流也不要取的过大，这是因为电流大会增大滤波器的体积或降低滤波器的电性能,为了既不降低滤波器的电性能,又能保证滤波器安全工作，一般按设备额定电流的１.2倍来确定滤波器的额定工作电流。
ﻭ根据设备现场干扰源情况,来确定干扰噪声类型，是共模干扰还是差模干扰,这样才能有针对性的选用滤波器。
如不能确定干扰类型，可通过实际试探来确定滤波器型号,这种方法往往是一种既实际又有效的方法。
根据设备最大泄漏电流的允许值来选择滤波器，尤其对一些医疗保健设备更是如此ﻭ（三) EＭＩ电源滤波器使用的注意事项ﻭ·电源滤波器的安装位置要靠近电源入口处，尽量缩短引线长度。
ﻭ·确保滤波器外壳与机箱外壳良好接触,外壳接保护地。
ﻭ·滤波器耐压测试标准是(线-地）1500VＡＣ，(线-线)1450ＶＤC，时间一分钟。
由于这种测试对内部器件带有一定损伤，用户测试次数不能过多，时间不能过长。
否则会降低滤波器的寿命,甚至损坏滤波器。
话题：解析几种有效开关电源电磁干扰抑制
解析几种有效开关电源电磁干扰抑制ﻭ前关于开关电源EMI(Ｅｌeｃｔｒomagnetｉc Interference)的研究，有些从EＭI产生的机理出发，有些ﻭ从EMI 产生的影响出发，都提出了许多实用有价值的方案。
这里分析与比较了几种有效的方案,并为开关ﻭ电源EMI 的抑制措施提出新的参考建议。
ﻭﻭﻭ◆开关电源电磁干扰的产生机理
ﻭ开关电源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种；若按耦合通路来分,可ﻭ分为传导干扰和辐射干扰两种。
现在按噪声干扰源来分别说明:
1、二极管的反向恢复时间引起的干扰
高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,
由于PＮ结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流
子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt）。
2、开关管工作时产生的谐波干扰。