開關電源輸入EMI濾波器設計與仿真

5 改進型結構
線路旁通電容Cy是用來消除高頻噪聲的組件，基于對今后開關操作頻率的高頻化考慮，宜選用能消除頻率高達1000MHz噪聲的電容器。而一般的兩端結構的旁通電容器僅能消除30MHz左右的噪聲。由以上介紹可知，相對兩端電容器來說，三端電容器能更好地抑制高頻噪聲。以EMI濾波器的一般結構為基礎，用三端電容器替代其中的兩端旁通電容Cy，電路圖，如圖6所示。其中ESL為三端電容器信號線上的等效串聯(lián)電感。

6 PSpice仿真
(1)使用三端電容的電路的插損與以往電路插損的比較。
取差模電容Cx為0．1μF，共模電容Cy為2200pF，共模電感L取8mH。三端電容的等效串聯(lián)電感ESL取0．36nH。在50 Ω／50 ΩQ系統(tǒng)中分別對一般結構的EMI濾波器和使用了三端電容器的EMI濾波器的插入損耗進行PSpice仿真。如圖7所示，EMI濾波器在使用三端電容時，諧振點之后的插損效果明顯好于在濾波器中使用兩端電容的插損。提高了濾波器在高頻段的性能。

(2)不同Cy值，固定ESL。
在使用三端電容的濾波器電路中，輸入阻抗和輸出阻抗都取50時，分別取共模電容Cy為4700pF，3300pF和2200pF，其他參數(shù)不變，觀察共模電容Cy變化時對插入損耗的影響。通過圖8的仿真結果看出，隨著共模電容的增大，在高頻段插入損耗有所提高，并且濾波器諧振點降低；而在低頻段基本沒有變化。因此可以通過選擇較大的共模電容來提高濾波器高頻段的插入損耗。由于共模電容需要接地，有漏電流，Iid的存在，對人身安全存在威脅。而共模電容越大，漏電流越大，所以選擇共模電容時需要在漏電流滿足安全條件的情況下取值。

(3)固定Cy值，不同ESL。
考察三端電容器與信號線串聯(lián)的等效串聯(lián)電感ESL對插入損耗的影響。取共模電容Cy為3 300 pF，取ESL分別為0．03 nH，0．36 nH和0．72 nH，其他參數(shù)值不變。從圖9的仿真結果可以看出，隨著ESL降低，諧振點提高，諧振點之后的插入損耗下降。

7 結束語
在一般性能EMI濾波器的基礎上，使用三端電容器作為共模電容對原濾波器加以改進，仿真結果表明，在高頻段有較好的插損效果。由于實際使用時設備的阻抗大小以及在高頻時元件的寄生效應均會對EMI濾波器的插損產(chǎn)生影響，因此還需根據(jù)實際情況對濾波器進行具體優(yōu)化設計。