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开关电源电磁干扰滤波器设计--村田电子

开关电源电磁干扰滤波器设计--村田电子

开关电源电磁干扰滤波器设计

摘　要:文章首先分析了开关电源电磁干扰问题产生的原因及种类,然后深入分析了EMI滤波器的设计原理,最后用实例验证了理论的正确性。

1　引　言

开关电源的特点是频率高、效率高、功率密度高和可靠性高。然而由于其开关器件工作在高频通断状态,使得电磁干扰(EM I)非常严重。

防电磁干扰主要有三项措施,即屏蔽、滤波和接地。往往单纯采用屏蔽不能提供完整的电磁干扰防护, 唯一的措施就是加滤波器,切断电磁干扰沿信号线或电源线传播的路径,与屏蔽共同构成完美的电磁干扰防护。

2　开关电源EM I的产生机理

开关电源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。现在按噪声干扰源来分别说明:

(1)开关管。当开关管流过大的脉冲电流时,一般会形成矩形波,该波形产生的短路电流流经的导线及这种脉冲电流流经的变压器和电感产生的电磁场都可形成噪声源;

(2)高频变压器。当原来导通的开关管关断时,高频变压器产生关断电压尖峰,从而形成传导干扰;

(3)电容、电感器和导线。开关电源由于工作在较高频率,会使低频元器件特性发生变化,由此产生噪声;

(4)其他原因,例如外部输入电源的干扰,以及电源本身工作环境的影响。