隨著電子技術的發展，電磁兼容性問題成為電路設計工程師極為關注和棘手的問題。 根gen據ju多duo年nian的de工gong程cheng經jing驗yan
，大da家jia普pu遍bian認ren為wei電dian磁ci兼jian容rong性xing標biao準zhun中zhong最zui重zhong要yao的de也ye是shi最zui難nan解jie決jue的de兩liang個ge項xiang目mu就jiu是shi傳chuan導dao發fa射she和he輻fu射she發fa射she。為wei了le滿man足zu傳chuan導dao發fa射she限xian製zhi的de要yao求qiu，通tong常chang使shi用yong電dian磁ci幹gan擾rao(EMI)濾波器來lai抑yi製zhi電dian子zi產chan品pin產chan生sheng的de傳chuan導dao噪zao聲sheng。但dan是shi怎zen麼me選xuan擇ze一yi個ge現xian有you的de濾lv波bo器qi或huo者zhe設she計ji一yi個ge能neng滿man足zu需xu要yao的de濾lv波bo器qi？工gong程cheng師shi表biao現xian得de很hen盲mang目mu，隻zhi有you憑ping借jie經jing驗yan作zuo嚐chang試shi。首shou先xian根gen據ju經jing驗yan使shi用yong一yi個ge濾lv波bo器qi，如ru果guo不bu能neng滿man足zu要yao求qiu再zai重zhong新xin修xiu改gai設she計ji或huo者zhe換huan另ling一yi個ge新xin的de濾lv波bo器qi。因yin此ci，要yao找zhao到dao一yi個ge合he適shi的deEMI濾波器就成為一個費時且高成本的任務。

 

 

解決問題首先要了解電子係統產生的總幹擾情況
，需要抑製多少幹擾電壓才能滿足標準要求?共模幹擾是多少，差模幹擾是多少?隻有明確了這些幹擾特性我們才能根據實際的需要提出要求。

 

從被測物體的電流路徑來看，幹擾信號回流路徑可能通過地線
，或者通過其它電網，如圖1所suo示shi。通tong過guo地di線xian的de幹gan擾rao電dian流liu在zai電dian源yuan網wang上shang產chan生sheng同tong相xiang位wei的de共gong模mo幹gan擾rao電dian壓ya。通tong過guo其qi它ta線xian在zai兩liang根gen電dian源yuan線xian上shang產chan生sheng反fan相xiang的de差cha模mo幹gan擾rao電dian壓ya。幹gan擾rao電dian流liu的de路lu徑jing如ru圖tu2所示。

 

圖1 幹擾信號的回流路徑

 

圖2 a)差模幹擾濾波和b)共模幹擾濾波
 

 

通常有四種技術可進行電源濾波，以便抑製幹擾噪聲。在實際使用中，經常是混合使用其中的兩種，甚至多種技術。它們是：

 

正負極電源線之間添加電容，即X電容;

 

每根電源線和地線之間添加電容，即Y電容;

 

共模抑製(兩根電源線上的抑製線圈同向繞線);

 

差模抑製(每根電源線有它自己的抑製線圈)。

 

電容的作用是將高頻幹擾電壓“短路”，另外，當幹擾信號頻率很高時，抑製線圈將產生很大的交流阻抗。圖2顯示了兩種濾波類型的結構，其中，LISN是用於測量目的的線性阻抗穩定網絡。如果是共模問題引起的幹擾，X類lei型xing電dian容rong基ji本ben上shang沒mei有you作zuo用yong，因yin為wei兩liang線xian上shang的de幹gan擾rao電dian壓ya是shi一yi樣yang的de。因yin此ci，了le解jie幹gan擾rao類lei型xing對dui於yu選xuan擇ze合he理li的de電dian路lu結jie構gou將jiang起qi重zhong要yao作zuo用yong，並bing為wei解jie決jue問wen題ti提ti供gong技ji術shu依yi據ju。

 

zaibiaozhundiancijianrongxingceshishiyanshikededaoshebeidezongganraoqingkuang，danwufalejieshebeidegongmoganraohechamoganraotexing。weilezaiceliangzhongfenbiangongmohuozhechamoganraoxinhao，tongyongdeyiqishihennanshixiande。shiyongzhuanyongdechuandaoceshiyi

，kehuodeshebeidezongganrao、共模幹擾和差模幹擾。測試結果如圖3所示。

 

圖3 傳統測試儀獲得的總幹擾、共模幹擾和差模幹擾

 

 

濾波器的製造商給出的濾波器插損是在50W標(biao)準(zhun)阻(zu)抗(kang)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)性(xing)能(neng)。眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)
，電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)隨(sui)著(zhe)頻(pin)率(lv)的(de)變(bian)化(hua)具(ju)有(you)不(bu)連(lian)續(xu)性(xing)。阻(zu)抗(kang)的(de)改(gai)變(bian)導(dao)致(zhi)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)插(cha)損(sun)特(te)性(xing)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)變(bian)化(hua)。

 

由圖4可見，在一個50W的係統中，100mH的濾波器提供約18dB的衰減，但是在一個500W係統中隻提供約4dB的衰減。 同樣對於100nF電容器;在50W係統中，1MHz時大約23dB的衰減在5W係統中降至7dB。

 

shangmiandelizishuoming
，xuanzeyigejuyouhengaochasundelvboqiyebunenghenhaoyizhichuandaozaoshengdeyuanyinshi，dianyuanshuruduanzukangdeyingxiang。yinci，shejizhechulexuanzeyigeheshidelvboqizhiwai，haixuyaolejiedianyuandezukangtexing、共模阻抗和差模阻抗。阻抗測試可以借助專用的阻抗測試儀或者傳導分析儀。一種濾波器的共模阻抗(a)和差模阻抗(b)的變化如圖5所示。

 

圖4 a)100uh電感的衰減 b)100nF電容器的衰減

 

圖5 a)共模阻抗和b)差模阻抗的變化

 

 

知(zhi)道(dao)設(she)備(bei)的(de)幹(gan)擾(rao)特(te)性(xing)和(he)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)特(te)性(xing)後(hou)，設(she)計(ji)或(huo)者(zhe)選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)濾(lv)波(bo)器(qi)就(jiu)變(bian)得(de)簡(jian)單(dan)了(le)。如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)現(xian)成(cheng)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)，可(ke)以(yi)調(tiao)用(yong)過(guo)去(qu)積(ji)累(lei)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)數(shu)據(ju)庫(ku)
，比(bi)對(dui)濾(lv)波(bo)器(qi)參(can)數(shu)，找(zhao)到(dao)一(yi)個(ge)合(he)適(shi)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)合(he)適(shi)的(de)或(huo)者(zhe)想(xiang)專(zhuan)門(men)設(she)計(ji)一(yi)個(ge)專(zhuan)用(yong)濾(lv)波(bo)器(qi)，可(ke)以(yi)借(jie)助(zhu)專(zhuan)用(yong)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)設(she)計(ji)軟(ruan)件(jian)。在(zai)確(que)定(ding)一(yi)個(ge)濾(lv)波(bo)器(qi)模(mo)式(shi)後(hou)輸(shu)入(ru)濾(lv)波(bo)器(qi)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)的(de)約(yue)束(shu)條(tiao)件(jian)，設(she)計(ji)軟(ruan)件(jian)根(gen)據(ju)阻(zu)抗(kang)特(te)性(xing)自(zi)動(dong)計(ji)算(suan)出(chu)最(zui)合(he)適(shi)的(de)組(zu)件(jian)值(zhi)，以(yi)及(ji)提(ti)供(gong)最(zui)合(he)適(shi)的(de)衰(shuai)減(jian)。(如圖6所示)

 

圖6 一種由軟件設計的最佳濾波器

 

 

在對某產品進行了幹擾特性和阻抗特性測試後
，需要解決一個低於5MHz的低頻幹擾問題。專用濾波器設計軟件結合前麵得到的測試數據給出了濾波器的元件參數：包括470nF的X電容器，2.2nF的Y電容器和15.1mH的共模電感。但是有經驗的濾波器設計人員認為采用一個13.5mH共模電感的濾波器是足夠了。使用一個13.5mH包括額外高頻組件的濾波器的發射情況如圖7所示。

 

圖7 最小15mH的係統使用和18mH時的測試結果

 

為了驗證軟件的設計數據，將470nF、2.2nF和18mH的非定製的濾波器迅速連接到係統中
，獲得中心頻率小於5MHz
，並且無需高頻濾波器。結果清楚地表明
，最小15mH的限製是合適的。

 

 

EMI濾波器的設計應該充分考慮幹擾特性和阻抗特性

，在阻抗測試和幹擾特性測試數據基礎上進行設計是精確濾波設計的唯一方法。

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