在EMI濾波器設(shè)計(jì)中的干擾特性和阻抗特性講解

圖4 a)100uh電感的衰減 b)100nF電容器的衰減

圖5 a)共模阻抗和b)差模阻抗的變化

濾波器的設(shè)計(jì)

知道設(shè)備的干擾特性和輸入阻抗特性后，設(shè)計(jì)或者選擇一個(gè)濾波器就變得簡(jiǎn)單了。如果使用一個(gè)現(xiàn)成的濾波器，可以調(diào)用過(guò)去積累的濾波器數(shù)據(jù)庫(kù)，比對(duì)濾波器參數(shù)，找到一個(gè)合適的濾波器。如果沒(méi)有合適的或者想專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)專(zhuān)用濾波器，可以借助專(zhuān)用的濾波器設(shè)計(jì)軟件。在確定一個(gè)濾波器模式后輸入濾波器一些簡(jiǎn)單的約束條件，設(shè)計(jì)軟件根據(jù)阻抗特性自動(dòng)計(jì)算出最合適的組件值，以及提供最合適的衰減。(如圖6所示)

圖6 一種由軟件設(shè)計(jì)的最佳濾波器設(shè)計(jì)結(jié)果

在對(duì)某產(chǎn)品進(jìn)行了干擾特性和阻抗特性測(cè)試后，需要解決一個(gè)低于5MHz的低頻干擾問(wèn)題。專(zhuān)用濾波器設(shè)計(jì)軟件結(jié)合前面得到的測(cè)試數(shù)據(jù)給出了濾波器的元件參數(shù)：包括470nF的X電容器，2.2nF的Y電容器和15.1mH的共模電感。但是有經(jīng)驗(yàn)的濾波器設(shè)計(jì)人員認(rèn)為采用一個(gè)13.5mH共模電感的濾波器是足夠了。使用一個(gè)13.5mH包括額外高頻組件的濾波器的發(fā)射情況如圖7所示。

圖7 最小15mH的系統(tǒng)使用和18mH時(shí)的測(cè)試結(jié)果

為了驗(yàn)證軟件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，將470nF、2.2nF和18mH的非定制的濾波器迅速連接到系統(tǒng)中，獲得中心頻率小于5MHz，并且無(wú)需高頻濾波器。結(jié)果清楚地表明，最小15mH的限制是合適的。

結(jié)語(yǔ)

EMI濾波器的設(shè)計(jì)應(yīng)該充分考慮干擾特性和阻抗特性，在阻抗測(cè)試和干擾特性測(cè)試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)是精確濾波設(shè)計(jì)的唯一方法。