EMC中的滤波设计

电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计，使之成为符合各国或地区电磁兼容性EMC标准的产品。电磁干扰一般分为两种，传导干扰和辐射干扰。

电磁兼容(EMC)指的是设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。EMC是评价产品质量的一个重要指标。EMC分为电磁干扰(EMI) 和电磁抗扰度(EMS)。
目前，世界上很多国家对于电子信息产品的EMI/EMS均有严格的管制措施，如美国FCC、欧盟的CE、日本的VCCI及电气用品取缔法，大洋洲的SMA，加拿大、韩国等国家均有专司EMI/EMS的管制法规条文，对于销往这些国家或地区的产品都须先经过测试合格，方可合法的运送及销售。
电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计，使之成为符合各国或地区电磁兼容性EMC标准的产品。电磁干扰一般分为两种，传导干扰和辐射干扰。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。

E M C设计
为了使设备或系统达到电磁兼容状态，通常应用印制电路板设计、屏蔽机箱、电源线滤波、信号线滤波、接地和电缆设计等技术。防止电子设备产生干扰最好的方法是，采用金属机壳对电磁场进行屏蔽，以及对电源输入电路进行隔离。并且还要对变压器也进行静电感应和磁感应屏蔽。在塑料机壳内表面喷涂导电材料也是一种对电磁屏蔽很有效的方法，比如，在塑料机壳内表面喷涂石墨，对超高频电磁屏蔽效果就非常好，因为石墨既导电又有电阻，是吸收电磁波的良好材料，它不容易对电磁波产生反射，并对电磁波产生衰减作用。如果只从屏蔽效果来比较，石墨对电磁场屏蔽的效果的确不如导电良好的金属，但金属屏蔽也有缺点，它最大的缺点就是产生电磁波反射，并使电磁反射波相互迭加，严重时会产生电磁振荡。
当被屏蔽干扰信号的波长正好与金属机壳的某个尺寸接近的时候，金属机壳很容易变成一个大谐振腔。当某一干扰信号频率正好在谐振腔中产生谐振的时候，电磁波反而会被加强。被加强的干扰信号，一方面会破坏设备自身的正常工作；另一方面干扰信号也会从金属机壳的裂缝逃逸出去，产生辐
射干扰。
任何直接穿透屏蔽体的导线都会造成屏蔽体的失效。在实际中，很多屏蔽严密的机箱(机柜)就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败。判断这种问题的方法是将设备上在试验中没有必要连接的电缆拔下，如果电磁兼容问题消失，说明电缆是导致问题的因素。解决这个问题的有效方法之一是在电缆的端口处使用滤波器，滤除电缆上不必要的频率成分，减小电缆产生的电磁辐射，也防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内。

滤波
1.干扰滤波在EMC设计中作用
概括地说，滤波器的作用是仅允许工作必需的信号频率通过，而对工作不必需的信号频率有很大的衰减作用，这样就使产生干扰的机会减少。
从电磁兼容的角度考虑，电源线也是一个穿过机箱的导体，它对设备电磁兼容性的影响与信号线是相同的，因此电源线上必须安装滤波器。特别是近年来开关电源广泛应用，开关电源的特征除了体积小，效率高，稳压范围宽外，强烈的电磁干扰发射也是一大特征，电源线上如果不安装滤波器，不可能满足电磁兼容的要求。
安装在电源线上的滤波器称为电源线干扰滤波器，安装在信号线上的滤波器称为信号线干扰滤波器。之所以这样划分，主要是因为两者除了都对电磁干扰有较大的抑制作用外，分别还有一些特殊的考虑。信号线干扰滤波器还要考虑滤波器不能对工作信号有严重的影响，不能造成信号的失真。电源线干扰滤波器除了要保证满足安全方面的要求外，还要注意当负载电流较大时，电路中的电感不能发生饱和(导致滤波器性能下降)。
2.共模干扰和差模干扰
电缆上的干扰分为共模干扰电流和差模干扰电流两种，如图1所示，由于对这两种干扰电流的滤波方法不同，因此在进行滤波设计前必须了解面对的干扰电流的种类。

1)共模干扰电流。干扰电流在电缆中的所有导线上幅度/相位相同，它在电缆与大地之间形成的回路中流动。造成这种干扰的原因有三个：一个是外界电磁场在电缆中的所有导线上感应出电压(这个电压相对于大地是等幅同相的)，这个电压产生电流；另一个原因是由于电缆两端的设备所接的地电位不同所致，在这个地电压的驱动下产生电流；第三个原因是设备上的电缆与大地之间有电位差，这样电缆上会有共模电流。
从定义容易理解，共模电流不会对电路产生影响，当共模电流转变为差模电流(电压)时，才会对电路产生影响。另外，如果电缆上产生共模电流，则会产生强烈的电磁辐射，造成设备不能满足电磁兼容标准中对辐射发射的限制要求，或对其他设备造成干扰。