利用滤波器抑制开关电源的电磁干扰

同、绕向相反，使滤波器接入电路后，两只线圈内电流产生的磁通在磁环内相互抵消，不会使磁环达到磁饱和状态，从而使两只线圈的电感值保持不变。但是，由于种种原因，如磁环的材料不可能做到绝对均匀，两个线圈的绕制也不可能完全对称等，使得L1和L2的电感量是不相等的，于是，（L1—L2）形成差模电感LDM，它和L3与L4形成的独立差模抑制电感与Cx电容器又组成L—N独立端口间的一只低通滤波器，用来抑制电源线上存在的差模EMI信号。

差模干扰信号等效电路如图3所示。它由高阻抗干扰等效电路和低阻抗干扰等效电路两部分组成。图3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；Rs是分布电阻，Ls是分布电感，数值都很小。为与共模情况区别，Rp和Cp分别用Rp′和Cp′表示。

差模EMI信号滤波网络结构等效电路如图4所示。LDM是差模电感，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容。图4（b)与图4(a)相比，增加了一个CLL2，其数值的选择使滤波网络与负载构成失配状态。

由于图1电路是无源网络，它具有互易性。当它安装在系统中后，既能有效地抑制电子设备外部的EMI信号传入设备，又能大大衰减设备本身工作时产生的传向电网的EMI信号，起到同时衰减两组共模EMI信号和一组差模EMI信号的作用。

32EMI滤波器选用与安装

开关电源EMI滤波器中的4只电容器用了2种不同的下标“X”和“Y”，不仅说明了它们在滤波网络中的作用，还表明了它们在滤波网络中的安全等级。无论是选用还是设计EMI滤波器，都要认真地考虑CX和CY的安全等级。在实际应用中，CX电容接在单相电源线的L和N之间，它上面除加有电源额定电

图3开关电源EMI差模信号等效电路

图4差模滤波网络结构

(a)滤波网络带CLL

(b)滤波网络带CLL及CLL2

图5滤波器工作原理

压外，还会迭加L和N之间存在的EMI信号峰值电压，因此要根据EMI滤波器的应用场合和可能存在的EMI信号峰值，正确选用适合安全等级的CX电容器。CY电容器是接在电源供电线L、N与金属外壳（E）之间的，对于220V，50Hz电源，它除符合250V峰值电压的耐压要求外，还要求这种电容器在电气和机械性能方面具有足够的安全余量，以避免可能出现的击穿短路现象。

EMI滤波器是具有互易性的，即把负载接在电源端还是负载端均可。在实际应用中，为达到有效抑制EMI信号的目的，必须根据滤波器两端将要连接的EMI信号源阻抗和负载阻抗来选择该滤波器的网络结构和参数。当EMI滤波器两端阻抗都处于失配状态时，即图5中Zs≠Zin、ZL≠Zout时，EMI信号会在其输入和输出端产生反射，增加对EMI信号的衰减。其信号的衰减A与反射Γ的关系为：

A=－10lg(1－|Γ|2)

电磁兼容设计的目的是在网络结构符合最大失配的原则下，尽可能合理选择元件参数，使EMI信号衰减最大。

4结语

在使用开关电源滤波器时，要注意滤波器在额定电流下的电源频率。在安装滤波器时，要特别注意滤波器的输入导线与输出导线的间隔距离，不能把它们捆在一起走线，否则EMI信号很容易从输入线上耦合到输出线上，这将会大大降低滤波器的抑制效果。