EMI电源滤波器的选型

1、EMI 电源滤波器的选型EMI 电源滤波器的主要性能指标一般包括插入损耗、频率特性、阻抗匹配、额定的电流值、绝缘电阻值、漏电流、物理尺寸及重量、使用环境以及本身的可靠性。在使用时考虑最多的是额定的电压及电流值、插入损耗、漏电流三项。当我们选用电源滤波器时，应主要考虑三个方面的指标：一、首先是电压/电流电源有交流直流之分，与此相对应，许多厂家的电源滤波器也分为交流和直流两种。从原理上讲，交流电源滤波器既可用在交流电源上，也可在直流电源上使用；但直流电源滤波器不能用在交流的场合， 这 主要因为直流滤波器中的电容器的耐压较低， 并且有可能其交流损耗 较大，导致过热。即使直流滤波器耐压没有问题，由于直

2、流滤波器中 使用了容量较大的共模滤波电容器，如果在交流的场合会产生漏电流 超标的问题。因此，直流电源滤波器绝对不能用在交流的场合交流滤波器用在直流场合，从安全的角度看没有问题， 但要付出成本和体积的代价；在样机阶段，如果手头正好有交流滤波 器，可以代替直流滤波器。当电源滤波器的工作电流超过额定电流时，不仅会造成滤波器过热，而且会导致滤波器的低频滤波性能降低。 这是因为滤 波器中的电感在较大电流的情况下， 磁芯会发生饱和现象，使实际电 感量减小。因此，确定滤波器的额定工作电流时，要以设备的最大工 作电流为准，确保滤波器在最大电流状态下具有良好的性能，否则当干扰在最大工作电流状态下出现时，设备会受

3、到干扰或传导发射超 标。在确定滤波器的额定电流时，要留有一定的余量；特 别是人们习惯上对交流电称“有效值”，而不是交流电的“峰值”， 留有一定余量是非常有必要的。一般滤波器的额定电流值应取实际电 流值的 1.5 倍。二、其次是插入损耗从抑制干扰的角度考虑，插入损耗是最重要的指标。插入损耗分为差模插入损耗和共模插入损耗。选用电源滤波器是怎样确定所需要的插入损耗呢?首先在设备的电源入口处不安装滤波器，对设备进 行传导发射和传导敏感度的测量，并与要满足的标准进行比较，看两 者之间相差多少分贝，滤波器的作用是弥补上这个差距。以抑制设备的传导发射为例，给出了确定滤波器插入损耗的过程：1、首先将设备的传导

4、发射值最大包络线（a）与标准给出的限制值线（b）相比较，计算其差值得到需要的插入损耗值（c）。由于电源滤 波器是低通滤波器将插入损耗线（c）变换为低通滤波器插入损耗的 形式（d）,（ d）就是滤波器需要的插入损耗值。注意：（d）并不是低频滤波器的特性，而是一个带阻 滤波器的特性，这是考虑到实际滤波器的非理想性。但如果从厂家的产品样本上选择插入损耗值满足（d）的滤波器，十有八九会失败。因为厂家产品样本上的数据是在 滤波器两端阻抗为 50Q 的条件下测得的，而实际使用条件并不是这 样。因此在实际使用条件下，滤波器的插入损耗会有所降低。为了保 险起见，在从产品样本中选择滤波器时，应加 20dB 的余

5、量，这就得 到了（ e）。从样本上选择滤波器，其插入损耗应满足（e）的要求。实际电源滤波器与理想滤波器的差距：理想的电源滤 波器是低通滤波器，但实际的电源滤波器通常是带阻滤波器。 造成这 种差别的原因是电容器和电感器的非理想性。电容器的引线是有电感的，而电感线圈上又存在着寄生电容，尽管这些电感、电容很小，但当频率较高时，它们的影响是不能忽略的。因此由实际电感、电容 器构成的低通滤波器电路在频率较高时， 就变成了一个带阻滤波器电 路。 此外，高频时器件之间的耦合也是造成滤波器在高频区间插入 损耗减小的一个原因。即使滤波器的电路结构完全相同，由于器件的特性不 同、器件的安装方式的不同、内部结构的不

6、同，它们的高频性能会差 很多。滤波器的电路结构仅决定了滤波器的低频特性。要想提高滤波 器的高频性能，生产时需要从许多方面注意制作工艺， 如选用电感小 的电容器、制作寄生电容小的电感、焊接时电容器的引线尽量短、在 内部采取适当的隔离等。电源滤波器高频插入损耗的重要性许多人认为，既然传导发射极限值的频率上限 30MHz， 那么就没有必要对滤波器的高频衰减提出要求。这是一个误解，也正 是存在这种错误的概念让许多人在使设备满足电磁兼容标准的过程 中走了很长弯路，浪费了大量的时间和经费。由于设备上的电缆是高效的辐射天线，当电缆上有高 频传导电流时，会产生强烈的辐射，使设备不能满足辐射发射极限值 的要求。因此，当电源线上有高频干扰电流时，同样也会产生辐射，使设备的辐射发射超标。对于一个没有电磁兼容经验的人来说， 这个问题是很难发现的；因为当他所开发的设备辐射发射超标时， 它会从机箱、信号电缆等环节检查（这是许多教科书和培训班中所介绍的）， 而根本想不到会是电源线的问题。特别是设备的电源线传导发射已经满足了标准要求时，它绝想不到应再次检查电源线是否有问题， 所 以，电源滤波器的高频特性是十分重要的。特别提示：当设备的辐射发射不合格时，别忘记检查电源线的共模传导发射， 很