《电磁兼容技术及其应用》课件第3章.ppt

图3.3-8正确的安装方法4.开关电源EMI滤波器

开关电源已广泛用于许多电子设备中。它与一般的线性稳压电源相比，省去了笨重的电源变压器，具有体积小、效率高的优点。但它本身就是EMI源，它产生的EMI信号，既占有很宽的频率范围，又有一定的幅度。要把它产生的EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下，必须采用特殊设计的开关电源EMI滤波器。开关电源的工作频率约在10kHz～100kHz。EMC很多标准规定的传导干扰电平的极限值都从10kHz算起，难以抑制的也是开关电源低频段的EMI信号。对开关电源产生的高频段EMI信号与脉冲数字电路产生的EMI信号一样，用相适应的去耦电路或网络结构较简单的EMI滤波器，就能使其达到有关的EMC标准。图3.3-9所示是抑制开关电源产生的共模噪音信号的滤波网络结构，它由共模电感LCM和电容CLG组成，图右边的是开关电源的共模噪声等效电路，并联电容Cp包括开关管集电极和地之间的分布电容、高频变压器初次级间的分布电容，Rp是电流源的并联电阻。开关电源共模噪音等效电路的源内阻ZSMPS是高阻抗容性的。

图3.3-10所示是开关电源差模噪音信号等效电路。它由两部分组成：一部分为高阻抗噪音等效电路，另一部分是低阻抗噪音等效电路。图3.3-9共模滤波网络结构图3.3-10开关电源差模等效电路图3.3-10中，开关S表示桥式整流二极管导通与否，因此高低两个等效电路是不能同时存在的;R，Ls分别是分布电阻和分布电感，数值都很小;为了与共模的情况相区别，Rp和Cp都加撇表示。

图3.3-11表示抑制差模噪声的滤波电路，其中，图3.3-11(a)相当于差模低阻抗噪声滤波网络结构，图3.3-11(b)相当于差模高阻抗噪声滤波网络结构。图中，LDM是差模电感(它包含共模线圈形成的差模电感和独立的差模抑制电感)，CLL是滤波网络选用的并联电感。图3.3-11(b)与图3.3-11(a)的差别是增加一个电容CLL2，其数值的选择是使滤波网络与负载构成失配状态。图3.3-11差模噪声信号滤波网络结构图3.3-12所示是构成开关电源EMI滤波器的完整网络结构。与以前的电源EMI滤波器的明显差别是它具有独立的差模抑制电感。图3.3-12开关电源滤波器网络结构5.反射EMI滤波器

前面介绍的含共模线圈的EMI滤波器虽然得到广泛的应用，但它在某些特定的场合也会产生一些新问题。例如，飞机中直流供电(28V)的负载和400Hz的交流供电的地线是与飞机的金属结构体直接连在一起的，在应用上述滤波器时，可能发生共模线圈中的一组线圈被短路，致使流过磁环的电流产生的磁通不能全部抵消，磁环可能工作在饱和状态，使滤波器的技术参数变坏。采用反射EMI滤波器就能避免上述问题。反射EMI滤波器的基本结构仍是L、C构成的低通滤波器，其网络结构如图3.3-6(a)所示的L型、T型和π型等，与图3.3-4相比，其主要区别在于，反射EMI滤波器中不含CY电容器，该滤波网络中的电容器都是CX电容器。

对反射EMI滤波器来说，要求对EMI信号有最大的抑制作用，基本原则就是阻抗失配，图3.3-6(b)即说明了阻抗连接原则也适用于反射EMI滤波器。

反射EMI滤波器CX电容量较大，用于单相交流供电系统时，即使没接负载，可能也会存在较大电流。对某些对线与地之间电容器有严重限制的应用场合，要注意选用含合适CX电容器的反射EMI滤波器。CX安全性能的要求与以前相同。6.损耗线EMI滤波器

损耗线EMI滤波器就是损耗传输线EMI滤波器，也称为吸收滤波器和穿心滤波器等。损耗线EMI滤波器直接是由损耗传输线或在上面增加适合的集中参数电容器构成。

损耗线EMI滤波器的特点和应用与反射EMI滤波器相同。二者的主要区别在于，损耗线EMI滤波器低频段(如低于100kHz)的插入损耗特性较差，高频段(如100MHz～1GHz)的插入损耗特性较好；反射EMI滤波器则与之相反。在某些插入损耗要求高的场合，可设法把这两种EMI滤波器结合起来使用。图3.3-13(a)表示一低通反射滤波器的特性，图3.3-13(b)表示吸收滤波器和反射滤波器组合后的特性。可以看出，后者明显得到改善。图3.3-13反射EMI滤波器与组合EMI滤波器的损耗特性7.有源滤波器

有源滤波器是含有有源器件的各种滤波网络。与利用电感器、电容器实现滤波功能的无源滤波器相比，有源滤波器可以省去体积庞大的电感元件，便于小型化和集成化，适于实现较低频率的滤波。另外，有源滤波器可以获得电压或电流增益，以抵偿滤波网络的损耗。有源滤波器的有源器件是晶体管和运算放大器。近年来，由于廉