原创 高性能的EMI滤波器及其小型化设计技术

1 EMI滤波器的常见问题及发展趋势
首先介绍了影响EMI滤波器性能/体积的因素及EMI滤波器的常见问题：低频传导发射高、高频传导/辐射发射高、体积大，从而分析出EMI滤波器的发展趋势为高性能和小体积，最后提出改善EMI滤波器性能的办法。
2 无源EMI滤波器器高频性能改善设计
从滤波器L/C器件性能影响因素、L磁饱和/频率的影响、LC温度的影响、滤波器L/C器件杂散耦合的影响、寄生参数/耦合的抑制五大方面分析无源EMI滤波器高频性能的改善方案。
3 EMI滤波器小型化设计技术
主要介绍了平面集成设计（电磁集成；电容、电感集成）及混合集成设计两大EMI滤波器小型化设计技术。

以下是具体的内容。
 
1 EMI滤波器的常见问题及发展趋势
 
EMI滤波器的常见问题是：低频传导发射高、高频传导/辐射发射高、体积大
 
结合EMI滤波器的常见问题及开关电源“三高一低”（高分辨率、高采样率、高带宽以及低功耗）的发展趋势分析，可知，EMI滤波器面临着持续改进的压力，应该达到高衰减性能、小体积、低成本的要求。
 
1.1 影响滤波器性能/体积的因素

1). L、C最小否？ 从主电路结构、控制及频率方面来看LC对滤波器的性能影响
2). 拓扑优化否？拓扑是否优化要看阻抗失配的情况如何。
3). 材料影响否？ 对于材料，主要考虑的是磁芯Bs/u’+ju’’
4). 寄生/耦合影响否？对于元器件之间的寄生/耦合作用是否影响滤波器的性能，主要是从器件工艺/布局方面来考虑，通过优化器件的布局来尽量减少影响作用，提高性能。
 
1.2 改善滤波器性能/体积的可能方法
低通滤波器的精细设计
新型滤波器结构设计
 
2  无源EMI滤波器器高频性能改善设计

无源LC反射滤波或吸收滤波，可覆盖150kHz-1GHz。
 

无源EMI滤波器的高频性能：
EMI滤波器应处于阻抗失配状态
电感、电容应有足够的电压、电流容量
Ldm电感、Cx、Cy电容有最大值限制
 
如何选择EMI滤波器拓扑？
 
如果一阶滤波器无法满足要求，可以使用多阶滤波器。
 
改善的CM/DM滤波器拓扑：
 

2.1 滤波器L/C器件性能影响因素分析
 
2.1.1 电容引脚：

 
2.1.2 电感

2.1.3 改进方案

2.2 L磁饱和/频率的影响

2.3 LC温度的影响

2.4 滤波器L/C器件杂散耦合的影响

2.5 寄生参数/耦合的抑制

2.5.1 电感EPC的抑制

2.5.2 电容ESL抑制

2.5.3 耦合的抑制

 
3 EMI滤波器小型化设计技术

EMI的小型化主要受电源原始噪声大小、电感与电容体积影响，通过采用新型磁材料、平面化集成设计、混合滤波器设计等方式，可以有效减小其体积。
 
3.1 平面集成设计

3.1.1 平面电磁集成化

3.1.2 平面集成电容、电感集成

3.2 混合集成化