EMI电源滤波器的设计
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。
一种应用于dc28v电源信号emi滤波及雷电防护电路的制作方法
一种应用于DC28V电源信号EMI滤波及雷电防护电路的制作方法一、引言随着电子设备在各个领域的广泛应用，电源信号的电磁干扰（EMI）问题日益突出。
同时，雷电对电子设备的破坏性影响也不容忽视。
因此，设计一种能够同时实现EMI滤波和雷电防护的电路至关重要。
本文介绍了一种应用于DC28V电源信号的EMI滤波及雷电防护电路的制作方法。
二、电路设计1.EMI滤波器设计：EMI滤波器的主要功能是抑制电源线上的电磁干扰，提高电源质量。
本设计采用共模滤波器和差模滤波器结合的方式，共模滤波器主要用于抑制共模干扰，差模滤波器主要用于抑制差模干扰。
滤波器电路由电感器和电容器的组合构成，通过合理选择电感值和电容值，实现对不同频率干扰的抑制。
2.雷电防护电路设计：雷电防护电路的主要功能是保护电子设备免受雷电过电压和过电流的影响。
本设计采用气体放电管和压敏电阻相结合的方式。
气体放电管在雷电过电压作用下能迅速击穿放电，将过电压限制在较低水平；压敏电阻在雷电过电流作用下能迅速阻断电流，防止电流过大造成设备损坏。
通过合理选择气体放电管和压敏电阻的参数，实现对雷电过电压和过电流的有效防护。
三、制作工艺1.电路板制作：选用合适的FR4或CEM-1基材，进行覆铜处理，设置合理的线宽和间距，保证电路板的电气性能和散热性能。
2.元器件焊接：采用低温焊接工艺，确保焊接质量，防止元器件因高温而损坏。
3.电路板测试：对制作完成的电路板进行电气性能测试，确保各项指标符合设计要求。
四、应用实例本制作方法已成功应用于某型号舰载电子设备的DC28V电源信号处理中，有效提高了设备的电磁兼容性和防雷能力，保证了设备的稳定运行。
五、结论本文介绍了一种应用于DC28V电源信号的EMI滤波及雷电防护电路的制作方法，包括电路设计和制作工艺两个方面的内容。
通过实际应用证明，本制作方法能有效提高设备的电磁兼容性和防雷能力，具有较高的实用价值。
未来，我们将继续优化电路设计和制作工艺，为更多领域提供优质的电源信号处理解决方案。
EMI 滤 波 器 原 理 与 设 计 方 法 详 解
EMI 滤 波 器 原 理 与 设 计 方 法 详 解输入端差模电感的选择输入端差模电感的选择：：1. 差模choke 置于L 线或N 线上，同时与XCAP 共同作用F=1 / (2*π* L*C)2. 波器振荡频率要低于电源供给器的工作频率，一般要低于10kHz 。
3. L = N2AL （nH/N2）nH4. N = [L （nH ）/AL(nH/N2)]1/2匝5. AL = L （nH ）/ N2nH/N26. W =（NI ）2AL / 2000µJ输入端共模电感的选择输入端共模电感的选择：：共模电感为EMI 防制零件，主要影响Conduction 的中、低频段，设计时必须同时考虑EMI 特性及温升，以同样尺寸的Common Choke 而言，线圈数愈多(相对的线径愈细)，EMI 防制效果愈好，但温升可能较高。
传导干扰频率范围为0.15～30MHz ，电场辐射干扰频率范围为30～100MHz 。
开关电源所产生的干扰以共模干扰为主。
产生辐射干扰的主要元器件除了开关管和高频整流二极管还有脉冲变压器及滤波电感等。
注意：1. 避免电流过大而造成饱和。
2．Choke 温度系数要小，对高频阻抗要大。
3．感应电感要大，分布电容要小。
4．直流电阻要小。
B = L * I / (N * A) (B shall be less than 0.3)L = Choke inductance. I = Maximum current through choke. N = Number of turns on choke.A = Effective area of choke. (for drum core, can approximate with cross section area of center pole.)假设在50KHZ 有24DB 的衰减则，共模截止频率Fc = Fs*10Att/4 0 = 50*10-24/40=12.6KHZ 电感值L= (RL*0.707)/(∏*Fc) = (500.707)/(3.14*12.6) = 893uH使用磁芯和磁棒作滤波电感时应注意自身的阻抗，对于共模电感不能使用低阻抗的磁芯和磁棒，否则会造成炸机现象。
开关电源EMI滤波器原理与设计研究
被动式EMI滤波器主要通过电感和电容的组合来实现干扰的吸收和抑制。而主 动式EMI滤波器则通过在信号线上加入特殊的电子器件来消除干扰。
EMI耗
额定电压是EMI滤波器的重要参数之一，它 表示滤波器可以承受的最大电压值。
插入损耗是指EMI滤波器接入电路后，对信 号传输造成的影响。插入损耗越小，说明滤 波器的性能越好。
群时延
温度系数
群时延是指滤波器对信号传输时间的影响。 群时延越小，说明滤波器的传输速度越快。
温度系数是指EMI滤波器在温度变化时，其 性能变化的程度。温度系数越小，说明滤波 器的稳定性越好。
02
开关电源EMI滤波器设计基 础
EMI滤波器电路拓扑结构
1 2
共模滤波电路
用于减小电源线上共模噪声，包括电阻、电容 和电感等元件。
抑制共模噪声
通过采用共模扼流圈等元件，可以抑制共模噪声，提高滤波 器的性能。
抑制差模噪声
采用差模扼流圈等元件，可以抑制差模噪声，提高滤波器的 性能。
EMI滤波器与整流器的配合设计
整流器与滤波器的配合设计
整流器输出的波形对EMI滤波器的性能有很大影响，因此需要合理设计整流 器与滤波器之间的电路连接方式，以减小整流器对EMI滤波器性能的影响。
2023
《开关电源emi滤波器原理 与设计研究》
目录
• 开关电源EMI滤波器概述 • 开关电源EMI滤波器设计基础 • 开关电源EMI滤波器优化设计 • 开关电源EMI滤波器性能评估 • 开关电源EMI滤波器设计实例 • 结论与展望
01
开关电源EMI滤波器概述
EMI滤波器的定义和作用
EMI滤波器定义
整流器与滤波器的参数匹配
直流电源EMI滤波器的设计原则、网络结构、参数选择
直流电源EMI滤波器的设计原则、网络结构、参数选择1设计原则——满足最大阻抗失配插入损耗要尽可能增大，即尽可能增大信号的反射。
设电源的输出阻抗和与之端接的滤波器的输人阻抗分别为ZO和ZI，根据信号传输理论，当ZO≠ZI时，在滤波器的输入端口会发生反射，反射系数p＝（ZO－ZI）／（ZO＋ZI）显然，ZO与ZI相差越大，p便越大，端口产生的反射越大，EMI信号就越难通过。
所以，滤波器输入端口应与电源的输出端口处于失配状态，使EMI信号产生反射。
同理，滤波器输出端口应与负载处于失配状态，使EMI信号产生反射。
即滤波器的设什应遵循下列原则：源内阻是高阻的，则滤波器输人阻抗就应该是低阻的，反之亦然。
负载是高阻的，则滤波器输出阻抗就应该是低阻的，反之亦然。
对于EMI信号，电感是高阻的，电容是低阻的，所以，电源EMI滤波器与源或负载的端接应遵循下列原则：如果源内阻或负载是阻性或感性的，与之端接的滤波器接口就应该是容性的。
如果源内阻或负载是容性的，与之端接的滤波器接口就应该是感性的。
2 EMI滤波器的网络结构EMI信号包括共模干扰信号CM和差模干扰信号DM，CM和DM的分布如图1所示。
它可用来指导如何确定EMI滤波器的网络结构和参数。
EMI滤波器的基本网络结构如图2所示。
上述4种网络结构是电源EMI滤波器的基本结构，但是在选用时，要注意以下的间题：l）双向滤波功能——电网对电源、电源对电网都应该有滤波功能。
2）能有效地抑制差模干扰和共模干扰——工程设计中重点考虑共模干扰的抑制。
3）最大程度地满足阻抗失配原则。
几种实际使用的电源EMI滤波器的网络结构如图3所示。
3电源EMI滤波器的参数确定方法a）放电电阻的取值在允许的情况下，电阻取值要求越小越好，需要考虑以下情况：第一，电阻要求采用二级降额使用，保证可靠性。
降额系数为0.75 V，0. 6 W。
根据欧姆定律可求出n＞（0.75Ve）2／（0.6 Pe）。
第二，经过雷击浪涌后有残压，其瞬时值一般在1000 V取值；其瞬时功率值不能超过额定功率值的4倍，也可求出R＞(Vcy)2／（4Pe）。
EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器电路原理及设计EMI滤波器（Electromagnetic Interference Filter）是一种用于抑制电磁干扰的电路。
电磁干扰是指电子设备之间相互干扰产生的电磁辐射或者干扰信号，会对设备的正常操作和性能产生负面影响。
EMI滤波器通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号，从而实现对电磁干扰的抑制。
一般来说，低通滤波器是指可以通过低于其中一特定频率的信号，而对高于该特定频率的信号进行滤波的电路。
低通滤波器常用于消除高频电磁干扰。
一个常见的低通滤波器电路是RC滤波器，由电容器和电阻器组成。
电容器对于高频信号具有很大的阻抗，从而将高频信号绕过电路，实现滤波作用。
选择合适的电容和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。
相比之下，高通滤波器是指可以通过高于其中一特定频率的信号，而对低于该特定频率的信号进行滤波的电路。
高通滤波器常用于消除低频电磁干扰。
一个常见的高通滤波器电路是RL滤波器，由电感器和电阻器组成。
电感器对于低频信号具有很大的阻抗，从而将低频信号绕过电路，实现滤波作用。
选择合适的电感和电阻大小可以实现对于特定频率的信号滤波。
除了RC和RL滤波器，还有其他各种类型的EMI滤波器电路，比如LC滤波器、二阶滤波器、传输线滤波器等，可以根据具体应用的需求进行选择和设计。
在EMI滤波器电路的设计中，首先需要确定需要滤波的频率范围，然后根据频率范围选择合适的滤波器类型。
其次，需要根据滤波器的阻抗特性和传输线的特性来选择适当的元件值。
还需要注意电路的功率和电流容量，以确保电路能够在正常工作范围内工作。
在实际应用中，EMI滤波器电路通常需要与其他电路结合使用，比如与电源、传输线路、信号线路等进行连接。
因此，需要特别注意电路的布局和接线，以减少电磁干扰的传播路径。
总之，EMI滤波器电路是一种用于抑制电磁干扰的重要电路，通过选择性地传递或者屏蔽指定频率范围内的信号，实现对电磁干扰的抑制。
在设计EMI滤波器电路时，需要根据具体应用需求选择合适的滤波器类型，并根据电路的阻抗特性和传输线的特性选择适当的元件值。
电源电路emi设计
电源电路emi设计一、概述电源电路的EMI（电磁干扰）设计是确保电子设备稳定运行的关键环节。
以下介绍电源电路EMI设计的各个方面，包括输入滤波器设计、输出滤波器设计、接地设计、屏蔽设计、布局设计、电缆设计、去耦电容设计、电源模块选择、传导干扰抑制和辐射干扰抑制。
二、输入滤波器设计输入滤波器的主要目的是减小电源线上的传导干扰。
设计时应考虑使用低通滤波器，以减小高频率的噪声。
同时，要选择适当的元件参数，以在不影响正常工作电流的情况下，有效滤除噪声。
三、输出滤波器设计输出滤波器的目的是减小设备对外的电磁辐射。
应使用适当阶数和元件参数的滤波器，并根据设备的工作频率和可能的辐射频率来确定滤波器的特性。
四、接地设计良好的接地是EMI设计的关键。
应选择适当的接地方式，如单点接地、多点接地或混合接地，以减小接地阻抗，降低因地线导致的电压降，从而减小共模电流。
五、屏蔽设计屏蔽是减少电磁辐射的有效方法。
可以使用金属屏蔽材料对电源线和电源组件进行屏蔽，以减少外部电磁场对设备的影响和设备对外部的电磁辐射。
六、布局设计电源电路的布局设计对于EMI控制至关重要。
应合理安排电源电路中各元件的位置，尽量减小元件间的电磁耦合，降低噪声的传播。
七、电缆设计电缆是电磁干扰的主要传播途径之一。
应选择低阻抗、低感抗的电缆，并进行合理的电缆布局和捆扎，以减小电缆对电磁干扰的传播。
八、去耦电容设计去耦电容可以减小电源中的噪声，提高电路的稳定性。
在电路板上的关键元件附近应合理放置去耦电容，并选择适当的电容值和耐压值。
九、电源模块选择在电源模块的选择上，应优先考虑具有良好EMI性能的模块。
这可以大大简化EMI设计的难度，提高系统的稳定性。
十、传导干扰抑制传导干扰可以通过在设备的输入端加装滤波器来抑制。
根据干扰的频率和强度，可以选择使用各种不同类型的滤波器，如π型滤波器、级联滤波器等。
此外，合理选择和使用电容器、电感器等元件，也可以有效地抑制传导干扰。
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电源滤波器的设计
EMI（Electromagnetic Interference）电源滤波器是一种用来减少
或阻止电源上的电磁干扰的设备。
电磁干扰可能会来自电源本身，也可能
是外部电源信号通过电源线传播进来。
在电气和电子设备中，EMI电源滤
波器的设计是非常重要的，它可以有效地减少电磁干扰对电子设备正常运
行的干扰。
本文将介绍EMI电源滤波器的设计过程和相关考虑因素。
首先，EMI电源滤波器的设计需要明确滤波器的目标和要求。
不同的
应用场景和要求可能需要不同类型或不同参数的滤波器，因此在设计之前
需要明确这些要求。
一般来说，EMI电源滤波器的主要目标是滤除电源线
上的高频干扰信号，保证电源线上的电能传输稳定和可靠。
接下来，设计者需要考虑滤波器的工作频率范围。
EMI电源滤波器一
般工作在几十kHz至几十MHz的范围内，设计时需要选择适当的频率范围，并且根据实际应用场景确定滤波器的通带和阻带要求。
在设计过程中，选择合适的滤波器拓扑结构是非常重要的。
常见的
EMI电源滤波器拓扑结构包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
低通滤波器用于滤除高频干扰信号，常见的结构包括RC低通滤波器和LC
低通滤波器等。
带通滤波器可以滤除一定范围的频率信号，常见的结构包
括LC带通滤波器和RL带通滤波器等。
带阻滤波器可以滤除一些特定频率
范围的信号，常见的结构包括LC带阻滤波器和RL带阻滤波器等。
根据实
际应用需求，选择合适的滤波器结构。
在滤波器的具体参数设计中，设计者还需要考虑滤波器的阻抗匹配问题。
滤波器与电源或负载间的阻抗匹配是保证滤波器正常工作的重要因素。
通过合适的阻抗匹配，可以最大限度地减小传输线上的能量反射，提高滤波器的传输效率，并减少干扰信号的发射和接收。
此外，设计者还需要根据实际应用场景确定滤波器的输入和输出连接方式。
常见的连接方式包括串联连接、并联连接和混合连接等。
选择合适的连接方式可以提高滤波器的实际性能和可靠性。
最后，为了确保EMI电源滤波器的正确设计和工作，设计者需要进行相关的测试和验证。
在设计完成后，可以通过实验室测试和模拟仿真等方法对滤波器进行性能测试和分析，以确保滤波器能够满足设计要求，并且在实际应用中能够正常工作。
总结起来，EMI电源滤波器的设计涉及到滤波器的目标和要求、工作频率范围、拓扑结构、阻抗匹配、连接方式以及测试和验证等方面。
通过合理的设计和优化，可以设计出性能良好的EMI电源滤波器，提供稳定和可靠的电源信号，保证电子设备正常运行。