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EMI滤波器原理

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EM I 滤波器原理 插入损耗,共模干扰,差模干扰 在测试传导干扰时候,应用的频段为 150KHz~ 30MHz , 当电子设备干扰噪声频率小于30MHz 时,主要干扰音频频段,电子设备的电源线对于这类波长的电磁波来说,一般还不足一个波的波长(30MHz 波长为10 米),向空中辐射效率很低。噪声主要是通过导线传播,若能测得电源线上感应的噪声电压,就能衡量这一频段的电磁噪声干扰程度,这类噪声也就是传导噪声,在测试传导干扰时候,应用的频段为150KHz~ 30MHz 。 传导噪声由差模噪声和共模噪声构成。差模噪声存在于相线 L 和中线 N 之间(也可视为存在于 L 与地线(PE),N 与地线(PE)之间,大小相等,相位差 1800 );共模干扰噪声存在于L 与PE,N 与PE 之间,大小相等,相位相同。 1、插入损耗 为了更好的设计滤波器,我们应用插入损耗这个概念,其定义为在未加入和加入滤波器干扰源对负载的电压的比,然后取对数,定义如下图: 图 1 、插入损耗定义图 当未接 EMI 滤波器时,接收机测得信号源的输出电压为E1 ,将 EMI 滤波器接入之后,接收机测得的信号电压为 E2 ,如果信号源的输出阻抗等于接收机的输入阻抗,例如都是50 Ω ,则 EMI 滤波器的插入损耗为: 21lg20EEIL 各种滤波器的插入损耗如下图: 图 2 :波器的阶数与插入损耗的关系 由上图可以看出,随着滤波器阶数的上升,其插入损耗也跟着增加,实际上,每增加一阶,插入损耗相应会增加6 dB/倍频 2、 共模噪声( common mode interference ) A 、电路等效:功率噪声是电源中影响最大的一种噪声,其等效图如下: 其等效电路为一个有并联电容 CP 和并联电阻 RP 的电流源,呈高阻抗容性。在 反激电源中,如图4 ,当开关管V1由导通变为截止时 , 其集电极电压升高 , 向开关管与散热器的分布电容 (可达几千 pF)CP1 充电,形成共模电流(Icm1+Icm2),在LISN 中被检测出来 。等效电路中的CP 包括 CP1 及 CP2,CP2 与变压器的绕制工艺及结构有关,CP1 与开关管体积大小,及散热器的绝缘厚度有关,一般 CP 在几百至几千 P F 之间。 B 、抑制原理:下面以下图中的电源滤波器为例进行说明 图 5 :滤波器模型 共模通路由 Lcm1 、 Cy 、 Lcm2 、 Cy 及负载阻抗构成。则共模滤波器等效电路图如下图所示: 图 6 :共模等效电路 应用戴维南和互易定理,将噪声源放在左边,得到图7: ...

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