開關電源EMI濾波器選擇與使用

差模電感線圈L3，L4與差模電容器CX構成交流進線獨立端口間的一個低通濾波器，用來抑制交流進線上的差模干擾信號，防止電源設備受其干擾。

圖2所示的電源噪聲濾波器是無源網絡，它具有雙向抑制性能。將它插入在交流電網中與電源之間，相當于這二者的EMI噪聲之間加上一個阻斷屏障，這樣一個簡單的無源濾波器起到了雙向抑制噪聲的作用，從而在各種電子設備中獲得廣泛的應用。

[5] 噪聲濾波器的主要設計原則

共模電感線圈使用的磁芯有環(huán)形，E形和U形等，材料一般采用鐵氧體，環(huán)形磁芯適用于大電流小電感量，它的磁路比E形和U形長，沒有間隙，用較少的圈數可獲得較大的電感量，由于這些特點它具有較佳的頻率特性。而E形磁芯的線圈泄漏磁通小，故當電感漏磁有可能影響其它電路或其它電路與共模電感有磁耦合，而不能獲得所需要的噪聲衰減效果時，應考慮采用E形磁芯作共模電感。

差模電感線圈一般采用金屬粉壓磁芯，由于粉壓磁芯適用頻率范圍較低，在幾十kHz—幾MHz，其直流重疊特性好，在大電流應用時電感量也不會大幅度下降，最適合作差模電感。

圖中，電源噪聲濾波器使用二種電容器，CX、CY1、CY2，它們在濾波器中的作用是不同的，還有不同的安全等級要求，因此其特性參數直接影響與濾波器的安全性能有關。

差模電容CX接在交流進線兩端，它上面除加有額定交流電壓外，還會疊加交流進線之間存在的各種EMI峰值電壓。所以該電容的耐壓及耐瞬態(tài)峰值電壓的性能要求較高，同時要求該電容失效后，不能危及后面電路及人身安全。CX電容器的安全等級又分為X1和X2兩類，X1類適用于一般場合，X2類適用于會出現(xiàn)高的噪聲峰值電壓的應用場合。

共模電容CY接在交流電進線與機殼地之間，要求它們在電氣和機械性能上，應有足夠大的安全余量，萬一它們發(fā)生擊穿短路，將使設備機殼帶上危險的交流電，如設備的絕緣或接地保護失效，可能操作人員遭受電擊，甚至危及人身安全。因此CY電容器的容量要進行限制，使其在額定頻率的電壓下漏電流小于安全規(guī)范值。另外還要求有足夠的耐壓及耐瞬態(tài)高峰值電壓的余量，并且萬一發(fā)生電壓擊穿它應處于開路狀態(tài)，而不會使設備機殼帶電。

綜上所述，在設計和選擇電網噪聲濾波器時，因為它們工作在高電壓、大電流、惡劣的電磁干擾環(huán)境中，首先必須考慮所用電感器和電容器的安全性能，對于電感線圈、其磁芯、繞線的材料，絕緣材料和絕緣距離，線圈溫升等都應予以重視。對于電容，其電容種類、耐壓、安全等級、容量、漏電等都應優(yōu)先考慮，特別要求選擇經過國際安全機構安全認證的產品。

[6] 濾波器的安全性能參數

濾波器與漏電流

電網濾波器漏電流定義為:在額定交流電壓下濾波器外殼到交流進線任應一端的電流，如果濾波器的所有端口與外殼之間是完全絕緣的,則漏電流的值主要取決于共模電容CY的漏電流，即主要取決于CY的容量。由于濾波器漏電流的大小，設計到人身安全，國際上各國對插都有嚴格的標準規(guī)定。對于是20V/50Hz交流電網供電，一般要求噪聲濾波器的漏電流小于1mA。