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EMI输入滤波器的设计

其它标准要求的说明如下:

美国联邦通信委员会(FCC)规定电磁干扰起始频率为300kHz;

国际无线电干扰特别委员会(CISPR)规定为150kHz;

美国军标规定为10kHz。

在实际运用中如果没有插入输入EMI的低通滤波器;我们采用差模和共模分离器进行滤波器系统的理论研究如下:以下依据测试标准要求确认滤波器的级数及截止频率!

而实际我们需要达到的测试效果如下:相关产品要求满足测试的CLASSA/B的限值要求:

通常实际测试要比限值低5-10dB的设计!实际值为蓝色实线的效果,虚线为我们的限值要求;

我们确定fcn的准确理论方法

根据曲线要求进行切线分割法来确定滤波器的截止频率值

对于一级低通滤波器截止频率可按下式确定:

骚扰源:fcn=kT×(系统中最低骚扰频率);CLASSA/B=150KHZ-30MHZ(标准)

接收机:fcn=kR×(电磁环境中最低骚扰频率); CLASSA/B=150KHZ-30MHZ

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;并且小于开关电源的设计工作频率!

对于<75W 的FLY反激的开关电源系统设计;我在进行差模和共模无滤波器分离测试时得出的曲线进行ClassB的限值要求得出的衰减曲线进行切线分析时;fcn的切点正好差不多在150KHZ的1/3处;因此得出<75W 的FLY反激的开关电源设计 其截止频率在50KHZ 附近;因此我的设计建议对于<75W的FLY开关电源的差模&共模的截止频率推荐在10KHZ-50KHZ设计!

如果系统是Ⅱ类器具/结构- 无接地措施!

小功率供电电源系统滤波器如何设计?参数如何选择?

答案是:设计方法相同;实际上就是上面的计算公式中的Y电容要被分布参数替换了。分布电容往往只有几PF到几十PF; 我直接推荐测试好的如下滤波器结构提供参考;

理论上电感量越高(但该电感的分布电容也越大)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

(一般开关电源的噪声成分约为1~10MHZ间,但也有超过10MHZ之情形)。

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(DCR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使铁芯极易饱和,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。

根据多年电子电路产品的设计经验以下的共模电感直接拿来使用,基本上能通过所有的电子产品EMI-传导测试的应用。

共模滤波器-性能最佳(<30W)采用分区/槽绕(Sectional Winding)

FT20.6参数规格;采用分区/槽绕 共模电感的漏感还可以做为差模电感使用

其频率阻抗曲线如下图;

如果功率超过30W 小于50W推荐卧式结构的ET28

设计要点:

共模电感和Y电容的使用要沿着干扰信号的流向构成一个LC低通滤波器的拓扑。同理,差模电感和X电容也如此。如下图示:

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