开关电源 EMI 滤波器原理与设计研究默认分类 2008-07-02 22:32 阅读 64 评论 0字号：大中小开关电源 EMI 滤波器原理与设计研究开关电源 EMI 滤波器原理与设计研究魏应冬，吴燮华(浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027 ）摘要：在开关电源中，EMI 滤波器对共模和差模传导噪声的抑制起着显著的作用。在研究滤波器原理的基础上，探讨了一种对共模、差模信号进行独立分析，分别建模的方法，最后基于此提出了一种EMI 滤波器的设计程序。关键词：开关电源；EMI 滤波器；共模；差模0 引言高频开关电源由于其在体积、重量、功率密度、效率等方面的诸多优点，已经被广泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域。在开关电源应用于交流电网的场合，整流电路往往导致输入电流的断续，这除了大大降低输入功率因数外，还增加了大量高次谐波。同时，开关电源中功率开关管的高速开关动作（从几十kHz 到数 MHz ），形成了 EMI（ electromagnetic interference ）骚扰源。从已发表的开关电源论文可知，在开关电源中主要存在的干扰形式是传导干扰和近场辐射干扰，传导干扰还会注入电网，干扰接入电网的其他设备。减少传导干扰的方法有很多，诸如合理铺设地线，采取星型铺地，避免环形地线，尽可能减少公共阻抗；设计合理的缓冲电路；减少电路杂散电容等。除此之外，可以利用EMI 滤波器衰减电网与开关电源对彼此的噪声干扰。EMI 骚扰通常难以精确描述，滤波器的设计通常是通过反复迭代，计算制作以求逐步逼近设计要求。本文从EMI 滤波原理入手，分别通过对其共模和差模噪声模型的分析，给出实际工作中设计滤波器的方法，并分步骤给出设计实例。1 EMI 滤波器设计原理在开关电源中，主要的EMI 骚扰源是功率半导体器件开关动作产生的dv/d t 和 di/d t，因而电磁发射EME(Electromagnetic Emission) 通常是宽带的噪声信号，其频率范围从开关工作频率到几MHz 。所以，传导型电磁环境（EME ）的测量，正如很多国际和国家标准所规定，频率范围在0.15 ～30MHz 。设计 EMI 滤波器，就是要对开关频率及其高次谐波的噪声给予足够的衰减。基于上述标准，通常情况下只要考虑将频率高于150kHz 的 EME 衰减至合理范围内即可。在数字信号处理领域普遍认同的低通滤波器概念同样适用于电力电子装置中。简言之，EMI 滤波器设计可以理解为要满足以下要求：1）规定要求的阻带频率和阻带衰减；（满足某一特定频率fstop 有需要 H stop 的衰...
