开关电源EMI滤波器设计

2．3．2 感性阻抗对插损的影响
图9(a)源阻抗为纯感性(不考虑寄生参数)，随着电感值的增加插损在f>1 kHz频段逐渐增大，谐振点插损相应提高。但在f1 kHz，插损几乎不随电感取值的影响。图9(b)源阻抗为感性(考虑寄生参数)，插损随电感值的增大而增大，f>1 kHz插损与图9(a)比较下降约30～50 dB，f1 kHz，低频插损与图9(a)比较略高3～5 dB。图9(c)负载为纯感性(不考虑寄生参数)，随着电感数值逐步增大，插损几乎没有变化，但在1～10 kHz频段插损随着电感增大而逐步增大。当电感取值>100 mH后，出现谐振点，而且随着电感值的增大，谐振点向工频靠近，谐振点出现极大值。通过选取适当的电感来抑制更接近50／60 Hz的低频干扰，前提是负载必须为纯感性。图9(d)中负载为感性(考虑寄生参数)，在低频段插损随着电感增大而逐步增大，但在高频段插损几乎没有变化。

2．3．3 容性阻抗对插损的影响
图10(a)中源阻抗为纯容性(不考虑寄生参数)，电容越小，整体插损越大，尤其在μF～nF量级，nF～pF量级范围插损低频段增加很快，电容增加到mF量级后，电容变化几乎对插损没有影响。图10(b)源阻抗为容性(考虑寄生参数)，电容越小，整体插损越大，相比纯容性源阻抗其在nF量级插损较小，整体上电容的高频寄生参数对插损影响较小。图10(c)中负载为纯容性(不考虑寄生参数)，随着电容值逐步增大，其在工频附近插损越来越小，对有用信号的衰减变小，但在高频范围负载电容变化对插损几乎没有影响。图10(d)中负载为容性(考虑寄生参数)，随着电容值逐步增大，其在工频附近插损越来越小，相比图10(c)说明电容高频寄生参数对插损影响很小。比较图8～图10，源阻抗特性在频段1 Hz～30 MHz整个对插损影响很大，而负载阻抗特性只在1 Hzf39．8 kHz频段对插损有影响，其在39．8 kHzf30 MHz频段插损不随负载变化。电感的寄生参数对插损影响大，电容的寄生参数对插损影响较小。容性阻抗无论作为源阻抗还是负载，都极大的改善了滤波器的低频滤波效能，一定程度上弥补了无源滤波器低频滤波较差的缺点，尤其是作为源阻抗使得滤波器整体滤波性能有了提高。

2．4 寄生参数对滤波器插损影响
理想的EMI滤波器元器件均采用纯电容纯电感并没有考虑其高频寄生参数，而实际使用的集总参数元件存在高频寄生参数，这里给出两种情况下滤波器插入损耗曲线对比，假设负载为纯阻性，如图11所示。

当f>3．1 MHz后，由于寄生参数的影响，插入损耗曲线偏离理想插损曲线，但整体插损依然很高，如图11所示。在频率高达5 GHz时依然有53．6 dB的插损，说明滤波器在高频甚至特高频频对噪声抑制能力。

3 结束语
提出的二阶无源EMI滤波器，完全滤除了开关电源输出端的尖峰干扰，其对开关电源传导性共模、差模噪声干扰体现了较强的抑制作用。同时，分析了源、负载阻抗特性对滤波器性能的影响，采用TDK元器件模型的滤波器使得理论的仿真更贴近实际工程应用。