文档介绍：滤波电感在电源抗干扰中的应用

文章加入时间:2004 年 8 月 5 日 14:33:26
摘要:从磁性材料的角度指出了共模与差模抗干扰滤波器中电感材料的选择原则。指出必须根据干扰信号的类型(共模
或差模)选取对应的磁性材料,并按照所需抑制频段研制该材料的磁性能,使之适合该抑制频段需要,只有这样才能得到最佳
的抗干扰效果。最后本文指出由于开关电源的微型化,促进抗干扰电感器件向片式化和薄式化的发展。
关键词:电磁干扰(EMI)电磁兼容(EMC)共模、差模抗干扰滤波器
1 引言
随着开关电源类的数字电路的普及和发展,电子设备辐射和泄漏的电磁波不仅严重干扰其他电子设备正常工作,导致设
备功能紊乱、传输错误、控制失灵,而且威胁着人类的健康与安全,已成为一种无形污染,并不逊色于水、空气、噪声等有形
污染的危害。因此降低电子设备的电磁干扰(EMI)已成为世界电子行业关注的问题。为此欧洲共同体有关 EMC 委员会制定有关法
令于 1992 年 1 月 1 日开始实施,历时 4 年后于 1996 年 1 月 1 日最终生效。该法令指出凡不符合欧洲和国际 EMC 标准规定的产
品一律不得进入市场销售,违者重罚,同时把 EMC 认证和电气安全认证作为一些产品认证的首要条件。此举引起世界电子市场
巨大的震动,EMC 成为影响国际贸易一个重要的指标。为了与国际接轨,我国也相继制定了有关 EMC 法规。为此我国多次召开电
磁兼容标准与论证会,建议自 1997 年 1 月 1 日起在市场上流通的电子设备必须制定、设计对无线电干扰的抑制措施,安置抑制
元器件,使产生的电磁干扰不超过标准规定的电平。于 2001 年 1 月 1 日起凡进入市场产品必须有 EMC 标志。这是我国电子产品
参与国际市场竞争的第一步。
2 抗干扰滤波器特征
Rs 小大小大
电路
RL 小大大小
表 1RS,RL 类别和大小
抗干扰滤波器与通常的信号滤波器之间有着概念上的区别。信号滤波器是在阻抗匹配的条件下工作,即通过滤波器要保
持输入与输出信号振幅不变为前提,将其中部分频域作预期的处理和变换。而 EMI 滤波器用于抑制进入设备与出自设备的电磁
干扰,具有双向抑制性。因此这就要求 EMI 滤波器的端口处与设备产生最大失配。这样才能使滤波器对电磁干扰的衰减等于自
身网络的衰减再加上输入和输出端口所产生的反射,必须遵循如下规律,见表 1。其中 Rs 为电网输入阻抗,随着电量大小而变
化;RL 是 EMI 滤波器的输出阻抗,随负载大小而变。
从电学角度来说只有阻抗不匹配的条件下才能在滤波器内产生最大的吸收(或损耗),用 EMC 俗语称之为“滤波器插入损
耗”。EMI 滤波器主要是消除或降低传导干扰。实际上传导干扰又分为共模干扰和差模干扰,所谓共模干扰是指相线与地线之间
干扰信号的相位相同、电位相等,而差模干扰是相线间干扰信号相位差 180°(电位相等)。因此滤波电路也分为抗
共模和抗差模干扰电路,参见图 1。
图 1 抗共模和抗差模干扰电路
图中 LC1,LC2,Cy1,Cy2 构成共模滤波电路,LC1,LC2 为共模滤波电感,而 Ld1,Ld2,Cx1,Cx2 构成差模电路。共模电感 Lc
一般数值 ~38mH