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EMI输入滤波器的设计

如果没有合适的或者想专门设计一个专用滤波器;

设计的机理:

1.一般开关电源的噪声成分约为1~10MHZ间所以EMI滤波器要在1-10MHZ的插入损耗要尽量好。

2.滤波器的CM/DM滤波器谐振频率在10KHZ-50KHZ为好:注意小于开关频率;

3.理论上电感量越高对EMI抑制效果越好,但过高的电感将使截止频率更低,而实际的滤波器只能做到一定宽带,也就使高频噪声的抑制效果变差

举例说明:我将一只20mH的电感进行频率-电感 & 频率-阻抗 分析;

频率-电感曲线FREQUENCY—INDUCTANCECURVE:

频率---阻抗曲线FREQUENCY—IMPEDANCE CURVE:

注意:

电感量愈高,则绕线匝数愈多,铁氧体磁芯ui越高,如此将造成低频阻抗增加(直流阻抗变大)。匝数增加使分布电容也随之增大,使高频电流全部经此电容流通。过高的ui使CORE极易饱和,根据我多年的设计经验对于铁氧体材料ui=10K是比较理想的。

将输入滤波器进行等效如下:

进行EMI的共模和差模等效同时计算谐振频率(滤波器的截止频率)如下:

对于<75W无PFC开关电源系统EMI输入滤波器设计计算参数如下:

通过测试的滤波器的EMI数据与理论的原理计算参数数据是可以吻合的。

因此就可以类推各种不同应用条件下的EMI滤波器的设计!

我们确定fcn的一般方法

电子产品&设备开关电源系统输入滤波器的截止频率fcn要根据电磁兼容性设计要求确定。对于骚扰源,要求将骚扰电平降低到规定的范围;对于接收器,其接收值体现在对噪声限值的要求上。对于一阶低通滤波器截止频率可推荐按下式确定:

骚扰源:fcn=kT×(系统中最低骚扰频率);

信号接收机:fcn=kR×(电磁环境中最低骚扰频率);

式中,kT、kR根据电磁兼容性要求确定,一般情况下取1/3或1/5。

举例说明如下:

A.电源噪声扼流圈或电源输出滤波器截止频率取fcn=30~50kHz,同时要求低于我们的开关电源的最大工作频率(当CLASS-A/B要求f=150KHz为测试起点时);

B.信号噪声滤波器截止频率取fcn=10MHZ~30MHz(对传输速率>100Mbps的信息技术设备)。

此外,对于输入电流有特殊波形的产品及设备,例如接有直接整流-电容滤波的电源EMI输入电路:没有功率因数校正(PFC)的开关电源和电子镇流器之类电器设备及产品,如果要滤除2~27/40次(9KHZ)电流谐波传导干扰,噪声扼流圈截止频率fcn可能取得更低一些。

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