基于合成扼流圈的開關電源EMI濾波器設計

由此可以看出，合成扼流圈優(yōu)化了線圈繞組，使得共模與差模相互獨立，便于進行共差模濾波器分開設計，同時減小了EMI濾波器的尺寸與線圈的用量，也減小了器件之問連接的引線長度及其分布電感和電容。

2濾波器設計

設計開關電源EMI濾波器之前，我們必須先弄清兒個基本問題。

2. 1兒個基本問題

2.1.1噪聲測量

圖3所示為典型的噪聲測量結構圖，噪聲的測量主要通過LISN來實現(xiàn)。LISN是指線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡，又稱人工電源網(wǎng)絡，是傳導型噪聲測量的重要工具。

送到接收機進行分析。

2. 1. 2濾波器阻抗失配原理

根據(jù)信號傳輸理論，濾波器輸入端與電源端的端接、濾波器輸出端與負載端的端接應遵循阻抗極大不匹配原則。因此濾波器設計時遵循以下兩個規(guī)則:1)源內阻是高阻(低阻)的，濾波器輸入阻抗就應該是低阻(高阻);2)負載是高阻(低阻)的，則濾波器輸出阻抗就應該是低阻(高阻)[2{。所以，我們用電感與低的源阻抗或者負載阻抗串聯(lián)，或者用電容與一個高的源阻抗或負載阻抗并聯(lián)。

2. 2濾波器電路結構分析

在以上兒個基本問題分析的基礎上，本文提出了一種基于合成扼流圈的濾波器電路拓撲，如圖5所示，虛線框內為合成扼流圈。

2. 2. 1共模等效電路

圖6為濾波器的共模等效電路圖，由于Ck對于共模噪聲不起作用，故將其略去，并目_以接地點G為對稱點將電路對折。根據(jù)上面合成扼流圈的分析可知，其等效共模電感量為L}，兩個Cu的等效電容值因并聯(lián)變成原先的兩倍，LISN提供的兩個50 }的電阻負載也并聯(lián)成為25 }的等效負載。這個25 }的等效負載阻抗可以看作濾波器的負載阻抗，其值相對較小，而通常情況下共模噪聲源阻抗Zcn}一般較大，所以根據(jù)濾波器阻抗失配原理，我們用電感器Lc:與濾波器負載阻抗相串連，用電容器與共模噪聲源阻抗Zcn}相并

2. 3濾波器元器件參數(shù)計算

基于以上的分析，我們可以計算相應的濾波器元器件參數(shù)。首先根據(jù)測得的原始共模與差模噪聲，決定需要衰減的噪聲頻率段與衰減量，求得共差模濾波器的轉折頻率，然后計算濾波器各個元件的參數(shù)。

在計算元件參數(shù)時，我們應該注意，由于濾波器電感電容值越大，其轉折頻率越低，對噪聲的抑制效果越好，但同時成本和體積也相應增加。而目_由材料特性可知，當電感電容值越大時，可持續(xù)扣J制噪聲的頻率范圍也相對變窄，因此其值不可以取得無限大。考慮到電容對于體積的影響較電感小，而目_市場上出售的電容器都有固定的電容值，與電感值相比缺乏彈性，故在決定電感電容值時，應優(yōu)先考慮電容。