开关电源EMI滤波器原理与设计研究 开关电源EMI滤波器原理与设计研究 魏应冬,吴燮华 (浙江大学电气工程学院,浙江 杭州 310027) 摘要:在开关电源中,EMI滤波器对共模和差模传导噪声的抑制起着显著的作用。在研究 滤波器原理的基础上,探讨了一种对共模、差模信号进行独立分析,分别建模的方法, 最后基于此提出了一种EMI滤波器的设计程序。 关键词:开关电源;EMI滤波器;共模;差模 0 引言 高频开关电源由于其在体积、重量、功率密度、效率等方面的诸多优点,已经被广 泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域。在开关电源应用于交流电网的场合,整 流电路往往导致输入电流的断续,这除了大大降低输入功率因数外,还增加了大量高次 谐波。同时,开关电源中功率开关管的高速开关动作(从几十kHz到数MHz),形成了EM I(electromagnetic interference)骚扰源。从已发表的开关电源论文可知,在开关电源中主要存在的干扰 形式是传导干扰和近场辐射干扰,传导干扰还会注入电网,干扰接入电网的其他设备。 减少传导干扰的方法有很多,诸如合理铺设地线,采取星型铺地,避免环形地线, 尽可能减少公共阻抗;设计合理的缓冲电路;减少电路杂散电容等。除此之外,可以利 用EMI滤波器衰减电网与开关电源对彼此的噪声干扰。 EMI骚扰通常难以精确描述,滤波器的设计通常是通过反复迭代,计算制作以求逐步 逼近设计要求。本文从EMI滤波原理入手,分别通过对其共模和差模噪声模型的分析,给 出实际工作中设计滤波器的方法,并分步骤给出设计实例。 1 EMI滤波器设计原理 在开关电源中,主要的EMI骚扰源是功率半导体器件开关动作产生的dv/dt和di/dt, 因而电磁发射EME(Electromagnetic Emission)通常是宽带的噪声信号,其频率范围从开关工作频率到几……