開關電源emi濾波器典型電路及分析

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開關電源emi濾波器典型電路及分析

發表於 2017-12-06 08:51:16

　　EMI濾波器

　　標準的EMI濾波器通常由串聯電抗器和並聯電容器組成的低通濾波電路，其作用是允許設備正常工作時的頻率信號進入設備，而對高頻的幹擾信號有較大的阻礙作用。

　　低通濾波器

　　EMI濾波器是一種由電感和電容組成的低通濾波器，它能讓低頻的有用信號順利通過，而對高頻幹擾有抑制作用。

　　

　　EMI濾波器的典型結構圖

　　EMI濾波器的典型結構如圖所示。

　　作用

　　EMI濾波器的作用，主要體現在以下兩個方面：

　　2.1、抑制高頻幹擾

　　抑制交流電網中的高頻幹擾對設備的影響；

　　2.2、抑制設備幹擾

　　抑制設備（尤其是高頻開關電源）對交流電網的幹擾。

　　開關電源EMI濾波器典型電路

　　

　　開關電源為減小體積、降低成本，單片開關電源一般採用簡易式單級EMI濾波器，典型電路圖1所示。圖（a）與圖（b）中的電容器C能濾除串模幹擾，區別僅是圖（a）將C接在輸入端，圖（b）則接到輸出端。圖（c）、（d）所示電路較複雜，抑制幹擾的效果更佳。圖（c）中的L、C1和C2用來濾除共模幹擾，C3和C4濾除串模幹擾。R為洩放電阻，可將C3上積累的電荷洩放掉，避免因電荷積累而影響濾波特性;斷電後還能使電源的進線端L、N不帶電，保證使用的安全性。圖（d）則是把共模幹擾濾波電容C3和C4接在輸出端。

　　EMI濾波器能有效抑制單片開關電源的電磁幹擾。圖2中曲線a為加EMI濾波器時開關電源上0.15MHz～30MHz傳導噪聲的波形（即電磁幹擾峰值包絡線）。曲線b是插入如圖1（d）所示EMI濾波器後的波形，能將電磁幹擾衰減50dBμV～70dBμV。顯然，這種EMI濾波器的效果更佳。

　　

　　

　　電磁幹擾濾波器電路

　　電磁幹擾濾波器的基本電路如圖1所示。該五端器件有兩個輸入端、兩個輸出端和一個接地端，使用時外殼應接通大地。電路中包括共模扼流圈（亦稱共模電感）L、濾波電容C1～C4。L對串模幹擾不起作用，但當出現共模幹擾時，由於兩個線圈的磁通方向相同，經過耦合後總電感量迅速增大，因此對共模信號呈現很大的感抗，使之不易通過，故稱作共模扼流圈。它的兩個線圈分別繞在低損耗、高導磁率的鐵氧體磁環上，當有電流通過時，兩個線圈上的磁場就會互相加強。

　　L的電感量與EMI濾波器的額定電流I有關，參見表1。需要指出，當額定電流較大時，共模扼流圈的線徑也要相應增大，以便能承受較大的電流。此外，適當增加電感量，可改善低頻衰減特性。C1和C2採用薄膜電容器，容量範圍大致是0.01μF～0.47μF，主要用來濾除串模幹擾。C3和C4跨接在輸出端，並將電容器的中點接地，能有效地抑制共模幹擾。C3和C4亦可並聯在輸入端，仍選用陶瓷電容，容量範圍是2200pF～0.1μF。為減小漏電流，電容量不得超過0.1μF，並且電容器中點應與大地接通。C1～C4的耐壓值均為630VDC或250VAC。

　　

　　圖2示出一種兩級複合式EMI濾波器的內部電路，由於採用兩級（亦稱兩節）濾波，因此濾除噪聲的效果更佳。針對某些用戶現場存在重複頻率為幾千赫茲的快速瞬態群脈衝幹擾的問題，國內外還開發出群脈衝濾波器（亦稱群脈衝對抗器），能對上述幹擾起到抑制作用。

　　

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