干扰滤波技术课件

第四章干扰滤波技术干扰滤波在EMC设计中作用差模干扰和共模干扰常用滤波电路怎样制作有效的滤波器正确使用滤波器杨继深2019年4月第四章干扰滤波技术干扰滤波在EMC设计中作用杨继深滤波器的作用信号滤波器电源滤波器切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。杨继深2019年4月滤波器的作用信号滤波器电源滤波器切断干扰沿信号线或电源线传播满足电源线干扰发射和抗扰度要求杨继深2019年4月满足电源线干扰发射和抗扰度要求杨继深2019年4月满足抗扰度及设备辐射发射要求信号线滤波器干扰源杨继深2019年4月满足抗扰度及设备辐射发射要求信号线滤波器干扰源杨继深2共模和差模电流~~杨继深2019年4月共模和差模电流~~杨继深2019年4月共模/差模干扰的产生VVICMICMICMIDM杨继深2019年4月共模/差模干扰的产生VVICMICMICMIDM杨继深开关电源噪声

50Hz的奇次谐波（1、3、5、7）

开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主，1MHz以上共模为主）杨继深2019年4月开关电源噪声50Hz的奇次谐波（1、3、5、7）干扰滤波器的种类衰减衰减衰减衰减低通带通高通带阻3dB截止频率杨继深2019年4月干扰滤波器的种类衰减衰减衰减衰减低通带通高通带阻3dB截止频低通滤波器类型CTL反杨继深2019年4月低通滤波器类型CTL反杨继深2019年4月电路与插入损耗的关系20406080100

fc10fc100fc1000fc

5阶

4阶

3阶

2阶

1阶20N/十倍频程6N/倍频程插入损耗dB杨继深2019年4月电路与插入损耗的关系20406080100fc确定滤波器阶数50100欲衰减20dB46=2420至少4阶滤波器10100120=201阶滤波器就可以了为了保险，可用2阶欲衰减20dBL、C的数值决定截止频率阶数决定过渡带的陡度杨继深2019年4月确定滤波器阶数50100欲衰减20dB46=24根据阻抗选用滤波电路源阻抗电路结构负载阻抗高C、、多级高高

、多级低低反、多级反高低L、多级L低规律：电容对高阻，电感对低阻杨继深2019年4月根据阻抗选用滤波电路源阻抗电路结构负载插入损耗的估算Fco=1/(2RpC)ZL~Zs、ZL并联CIL=20lg(CRp)ILIL=20lg(L/Rs)Fco=Rs/(2L）Zs、ZL串联~ZsLZsZL杨继深2019年4月插入损耗的估算Fco=1/(2RpC)ZL~Zs、器件参数的确定LCRRL=R/2FCC=1/2RFC对于T形（多级T）和形（多级）电路，最外边的电感或电容取L/2和C/2，中间的不变。杨继深2019年4月器件参数的确定LCRRL=R/2FC实际电容器的特性ZC实际电容理想电容f引线长1.6mm的陶瓷电容器电容量谐振频率(MHZ)1F1.70.1F40.01F12.6

3300pF19.31100pF33680pF42.5330pF601/2LCCL杨继深2019年4月实际电容器的特性ZC实际电容理想电容f引线长1.6mm的陶瓷陶瓷电容谐振频率1nf1M100k1010.110k1k10010Hz1001k10k100k1M10M100M1G阻抗100pf10nf100nf10f1f10mf100f1m10cm1cm1mm杨继深2019年4月陶瓷电容谐振频率1nf1M100k1010.110k1k10表面贴装电容的阻抗特性杨继深2019年4月表面贴装电容的阻抗特性杨继深2019年4月温度对陶瓷电容容量的影响0.15-0.150-551255-150-55125-10-5COGX7R-6020-3090-300Y5V30%C%C%C杨继深2019年4月温度对陶瓷电容容量的影响0.15-0.150-551255-电压对陶瓷电容容量的影响COGX7RY5V200-20-40-60-80020406080100

%额定电压（Vdc）%C杨继深2019年4月电压对陶瓷电容容量的影响COGX7RY5V200-20-40实际电感器的特性ZL理想电感实际电感f电感量（H）谐振频率

(MHZ)3.4458.828685.7

1252.65001.2绕在铁粉芯上的电感1/2LCLC杨继深2019年4月实际电感器的特性ZL理想电感实际电感f电感量谐振频率电感寄生电容的来源每圈之间的电容CTT导线与磁芯之间的电容CTC磁芯为导体时，CTC为主要因素，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。杨继深2019年4月电感寄生电容的来源每圈之间的电容CTT磁芯为导体时，CTC克服电容非理想性的方法衰减电容并联LC并联电感并联小电容大电容并联电容频率大容量小容量杨继深2019年4月克服电容非理想性的方法衰减电容并联LC并联三端电容器的原理引线电感与电容一起构成了一个T形低通滤波器在引线上安装两个磁珠滤波效果更好地线电感起着不良作用三端电容普通电容30701GHz206040杨继深2019年4月三端电容器的原理引线电感与电容一起构成了一个T形低通滤波器地三端电容的正确使用接地点要求：1干净地2与机箱或其它较大的金属件射频搭接杨继深2019年4月三端电容的正确使用接地点要求：杨继深2019年4月三端电容器的不足寄生电容造成输入端、输出端耦合接地电感造成旁路效果下降杨继深2019年4月三端电容器的不足寄生电容造成输入端、输出端耦合接地电感造成旁穿心电容更胜一筹金属板隔离输入输出端一周接地电感很小杨继深2019年4月穿心电容更胜一筹金属板隔离输入输出端一周接地电感很小杨继深穿心电容的插入损耗插入损耗频率1GHz普通电容理想电容穿心电容杨继深2019年4月穿心电容的插入损耗插入损耗频率1GHz普通电容理想电容穿心电穿心电容、馈通滤波器以穿心电容为基础的馈通滤波器广泛应用于RF滤波杨继深2019年4月穿心电容、馈通滤波器以穿心电容为基础的馈通滤波器广泛应用于R馈通滤波器使用注意事项必须安装在金属板上，并在一周接地最好焊接，螺纹安装时要使用带齿垫片焊接时间不能过长上紧螺纹时扭矩不能过大杨继深2019年4月馈通滤波器使用注意事项必须安装在金属板上，并在一周接地杨继线路板上使用馈通滤波器线路板地线面上面底面杨继深2019年4月线路板上使用馈通滤波器线路板地线面上面底面杨继深201磁芯对电感寄生电容的影响铁粉芯C=4.28pfC=3.48pf19%铁氧体（锰锌）C=51pfC=49pf4%杨继深2019年4月磁芯对电感寄生电容的影响铁粉芯减小电感寄生电容的方法然后：起始端与终止端远离（夹角大于40度）尽量单层绕制，并增加匝间距离多层绕制时，采用“渐进”方式绕，不要来回绕分组绕制（要求高时，用大电感和小电感串联起来使用）如果磁芯是导体，首先：用介电常数低的材料增加绕组导体与磁芯之间的距离杨继深2019年4月减小电感寄生电容的方法然后：如果磁芯是导体，首先：杨继深共模扼流圈共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销，因此磁芯不会饱和。杨继深2019年4月共模扼流圈共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销，因此磁芯电感磁芯的选用铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁芯铁氧体：最常用锰锌：r=500~10000，R=0.1~100m镍锌：r=10~100，R=1k~1Mm超微晶：r>10000，做大电感量共模扼流圈的磁心杨继深2019年4月电感磁芯的选用铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁干扰抑制用铁氧体Z=jL+R

RZLR(f)1MHz10MHz100MHz1000MHz杨继深2019年4月干扰抑制用铁氧体Z=jL+RRZLR(f)1铁氧体磁环使用方面的一些问题110100100012545001250600300个30个0.11101001000½匝1½匝无偏置有偏置杨继深2019年4月铁氧体磁环使用方面的一些问题11低通滤波器对脉冲信号的影响杨继深2019年4月低通滤波器对脉冲信号的影响杨继深2019年4月信号滤波器的安装位置板上滤波器无屏蔽的场合滤波器靠近被滤波导线的靠近器件或线路板一端。有屏蔽的场合：在屏蔽界面上杨继深2019年4月信号滤波器的安装位置板上滤波器无屏蔽的场合滤波器靠近被滤波导板上滤波器的注意事项滤波器要并排安装线路板的干净地与金属机箱或大金属板紧密搭接为滤波设置干净地在接口处设置档板滤波器靠近接口杨继深2019年4月板上滤波器的注意事项滤波器要并排安装线路板的干净地与金属机箱面板上滤波的简易（临时）方法容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短杨继深2019年4月面板上滤波的简易（临时）方法容量适当的瓷片电容或独石电容，引电缆滤波的方法屏蔽盒馈通滤波器连接器杨继深2019年4月电缆滤波的方法屏蔽盒馈通滤波器连接器杨继深2019年4自制面板滤波器滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器连接器按照需要选择，也可以是引线锡焊，保证完全隔离螺纹盲孔杨继深2019年4月自制面板滤波器滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤面板安装滤波器注意事项滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！杨继深2019年4月面板安装滤波器注意事项滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！使用形滤波器的注意事项滤波器接地阻抗预期干扰电流路径实际干扰电流路径杨继深2019年4月使用形滤波器的注意事项滤波器接地阻抗预期干扰电流路径实际干电源线滤波器的基本电路共模扼流圈差模电容共模电容共模滤波电容受到漏电流的限制杨继深2019年4月电源线滤波器的基本电路共模扼流圈差模电容共模电容共模滤波电容电源线滤波器的特性损耗频率理想滤波器特性实际滤波器特性一般产品说明书上给出的数据是50条件下的测试结果。30MHz越来越受到关注杨继深2019年4月电源线滤波器的特性损耗频率理想滤波器特性实际滤波器特性一般产高频滤波性能的重要性滤波器高频性能差滤波器高频性能好无滤波杨继深2019年4月高频滤波性能的重要性滤波器高频性能差滤波器高频性能好无滤波杨改善滤波器高频特性的方法或精心绕制或多个电感串联杨继深2019年4月改善滤波器高频特性的方法或精心绕制或多个电感串联杨继深注意插入增益问题0-1050/50100/0.1或0.1/100频率插入损耗杨继深2019年4月注意插入增益问题0-1050/50100/0.选择滤波器的保险方法滤波器~0.1100滤波器~0.11000衰减50