利用滤波器有效抑制开关电源电磁干扰问题的探讨

面板隔离滤波器的输入和输出。

图3 不同滤波电路的衰减特性

馈通滤波器的电路

滤波器的电路结构C型（单个穿心电容）、L形（一个穿心电容加一个电感）、T形（两个电感加一个穿心电容）、л型（两个穿心电容加一个电感）等，滤波器的电路器件越多，则滤波器的过渡带越短，阻带的插入损耗越大。选用滤波电路的依据是：

1. 对干扰的衰减量：滤波器的器件数量越多，一般对干扰信号的衰减越大（但有例外，当没有符合下面第3项的原则时，衰减量可能与器件数量较少的一样）。

2. 有用信号与干扰信号在频率上的差别：有用信号与干扰信号的频率相差越小，需要滤波器的器件数量越多。

3. 使用滤波器的电路的阻抗：一个基本的原则是，滤波器中的电容对着高阻抗电路，电感对着低阻抗电路。这里的所谓高低，可以以50Ω为参考。

馈通滤波器的使用方法

馈通滤波器的使用方法有以下三种：

1. 安装在屏蔽体（屏蔽盒、屏蔽机箱）的面板上。

这是最基本的使用方法，当有导线要穿过屏蔽体时，就需要在屏蔽体的面板上安装馈通滤波器，使导线通过馈通滤波器缠裹屏蔽体。

2. 安装在线路板的底线层上，如图4。

图4 馈通滤波器安装在PCB板

在多层线路板上，可以利用线路板的地线层做隔离层和接地层。

1. 安装在电路之间的隔离板上，如图5。

图5 馈通滤波器安装在隔板上

2. 当条件不具备，馈通滤波器不能安装在屏蔽体面板或地线面上时，安装在金属隔离板上也具有普通电容（包括三端电容）不可比拟的高频滤波作用。

滤波阵列板与滤波连接器

滤波阵列板和滤波连接器是馈通滤波器概念的两种延伸。当需要滤波的导线数量较多时，逐个焊接或安装馈通滤波器是十分烦琐的事，这时可使用滤波阵列板或滤波连接器，滤波阵列板上的滤波器已经由厂家使用特殊工艺焊接好，性能可靠、使用简便。滤波阵列板上的滤波器的间隔为2.54mm,因此扁平电缆的接头可以直接插上，避免了逐根焊线的繁琐，便于组装。滤波阵列板一般用在机箱内部。

对于机箱外部的电缆进行滤波必须使用滤波连接器，这样才便于电缆的插拔。一般滤波连接器的外形尺寸与普通连接器是完全相同的，可以直接取代普通连接器。

不同的是滤波连接器的每个针孔上安装了一个低通滤波器，滤除信号线上的高频干扰。

使用滤波阵列板时，要注意的问题是：一定要在滤波阵列板与安装面板之间安装电磁密封衬垫，否则在缝隙处会有很强的电磁泄露。

自制滤波连接器

滤波连接器对于解决电缆造成的干扰十分有效。但是滤波连接器的价格一般较高，并且不是所有型号的连接器都有对应的滤波连接器。这给实际工程带来很大不便。如果对空间的限制不严，可以自己制作滤波连接器，其效果与成品相同。

自制滤波连接器的方法有两个，一个是在设备面板上选好连接器后，在连接器的后面装一个屏蔽盒，屏蔽盒上安装馈通滤波器（或滤波阵列板）如图6所示；另一个方法是将选好的连接器与馈通滤波器（阵列板）安装在一个独立的金属盒内，构成一个滤波部件。

图6 自制滤波连接器

怎样确定滤波器的参数

选用滤波器时，最重要的3个参数是额定电流、额定电压和截止频率。

额定电流就是指流过滤波器的信号电流，一般很好确定。

电压的确定：如果所滤波的导线不会受到静电放电、电流脉冲、浪涌等高压的冲击，电路的工作电压就是滤波器额定工作电压。否则，如拖在设备外部的电缆，会受到高压的冲击，此时需要充分考虑这种情况。一般额定工作电压要达到200V以上。

截止频率的确定：信号线滤波器的截止频率定义为插入损耗为3dB时频率。截止频率的选择必须保证滤波器的通带覆盖功能性信号的带宽，保证设备的正常工作，同时最大限度地滤除不必要的高频干扰。对于模拟信号，只要保证截止频率大于信号的带宽即可。对于数字脉冲信号，截止频率可定为1/лtr，tr是脉冲的上升/下降时间。如果是周期性脉冲信号，也可以取脉冲重复频率的15倍作为截止频率。

滤波电容值的确定：电容值越大，滤波器的截止频率越低，对于单个电容的滤波电路而言，截止频率为Fco=1/(2лRpC)，Rp是源电路阻抗与负载电路阻抗的并联值。

结束语

电磁干扰的形式和种类很多，传播方式、干扰途径不尽相同，许多厂家通过实践有更多更好的措施来抑制电磁干扰。如何有效抑制电磁干扰是我们不懈研究的方向。