EMI滤波器

标准的EMI滤波器通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路，其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备，而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。

EMI滤波器设计

　　标准的EMI滤波器通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路，其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备，而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。

　　电源线是干扰传入设备和传出设备的主要途径，通过电源线，电网的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作，同样设备产生的干扰也可能通过电源线传到电网上，干扰其他设备的正常工作。故必须在设备的电源进线处加入EMI滤波器。

　　一般来说，就是工频50/60Hz或者中频400Hz 。

EMI滤波器的作用，主要体现在以下两个方

　　抑制高频干扰，抑制交流电网中的高频干扰对设备的影响； 　　
　　抑制设备干扰，抑制设备（尤其是高频开关电源）对交流电网的干扰。

EMI滤波器的典型结构图

低通滤波器

　　EMI滤波器是一种由电感和电容组成的低通滤波器，它能让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰有抑制作用。
　　EMI滤波器的典型结构如图所示。

技术指标

　　任何一种产品都有它特定的性能指标，或者是客户所期望的，或者是某些标准所规定的。 　　

　　EMI滤波器最重要的技术指标是对干扰的抑制能力，常常用所谓的插入损耗（Insertion Loss）来表示，它的定义是：没有接入滤波器时从干扰源传输到负载的功率P1和接入滤波器后从干扰源传输到负载的功率P2之比，用分贝（dB）表示。


性能指标


　　EMI滤波器的插入损耗与滤波网络的网络参量以及源端和负载端的阻抗有关。为避免滤除有用信号, 插损指标须谨慎提出。不论是军用还是民用EMC标准, 对设备或分系统的电源线传导干扰电平都有明确的规定, 预估或测试获得的EMI传导干扰电平和标准传导干扰电平之间的差值即所需的EMI滤波器的最小插损。然而, 对不同的单台设备都进行EMC 测试, 而后分析其传导干扰特性, 设计合乎要求的滤波器, 这在实际工程中显然是不可能的。

　　事实上, 国家标准中规定了电源滤波器插入损耗的测试方法。在标准测试条件下,一般军用电源滤波器应满足10kHz～ 30MHz 范围内插入损耗30～ 60dB。工程设计人员只需要根据实际情况选择合适的滤波器。

　　与一般的滤波器不同，EMI滤波器典型结构中电容使用了两种下标，接于相线和中线之间，称为差模电容，接于相线或中线与地之间，称为共模电容，下标X和Y不仅表明了它在滤波电路中的作用，还表明了它在滤波电路中的安全等级。在设计或选用滤波器时都必须充分考虑这两类电容的安全性能，因为它直接关系到滤波网络的安全性能。

差模电容的分类

差模电容器的选择 　　

　　指的是应用于这样的场合：当电容失效后，不会导致电击穿现象，不会危及人生安全。 　　

　　除了要承受电源相线与中线的电压之外，还要承受相线与中线之间各种干扰源的峰值电压。根据差模电容应用的最坏情况和电源断开的条件，电容器的安全等级又分为两个等级具体规定见表1。所以设计滤波器时应根据不同的应用场合来选择不同安全等级的电容器。

　　若差模电容器的安全性能（即耐压性能）欠佳，在上述的峰值电压出现时，它有可能被击穿，它的击穿虽然不危及人生安全，但会使得滤波器的功能下降或丧失。通常EMI滤波器的差模电容必须经过1500－1700V直流电压1分钟耐压测试。 　　

共模电容及其漏电流控制 　　

　　用于电子设备电源的EMI滤波器共模滤波性能常常受到共模电容的制约。 　　
电容即跨接在相线或中线与安全地之间的电容。接地的电流主要就是指流过共模电容的电流，由于流过电容的电流由电源电压，电源频率和电容值共同决定。由于漏电流的大小对于人生安全至关重要，不同国家对不同电子设备接地漏电流都做了严格的规定。若对最大漏电流做出了规定，则需求出最大允许接地电容值。

　　
　　另外，要求电容在电气和机械安全方面有足够的余量，避免在极端恶劣的条件下出现击穿短路的现象。因为这种电容要跟安全地相连，而设备的机壳也要跟安全地相连，所以这种电容的耐压性能对保护人生安全有至关重要的作用，一旦设备或装置的绝缘失效，可能危及到人的生命安全。因此电容要进行1500－1700V交流耐压测试1分钟。

　　电感的取值、材料的选取原则从以下几个方面考虑：

　　第一，磁芯材料的频率范围要宽，要保证最高频率在1GHz，即在很宽的频率范围内有比较稳定的磁导率；
　　第二，磁导率高，但是在实际中很难满足这一要求，所以，磁导率往往是分段考虑的。磁芯材料一般是铁氧体或者铁粉芯，更好的材料如微晶等。

　　EMI电源滤波器在应用时一定得注意滤波器的安装问题, 因为如果滤波器安装得不合适反而会得到一个更差的效果。

　　为了EMI滤波器的安全可靠工作(散热和滤波效果) , 除EMI滤波器一定要安装在设备的机架或机壳上外, EMI滤波器的接地点应和设备机壳的接地点取得一致, 并尽量缩短EMI滤波器的接地线。若接地点不在一处, 那么EMI滤波器的泄漏电流和噪声电流在流经两接地点的途径时, 会将噪声引入设备内的其他部分。其次, EMI滤波器的接地线会引入感抗, 它能导致EMI滤波器高频衰减特性的变坏。所以, 金属外壳的EMI滤波器要直接和设备机壳连接。如外壳喷过漆, 则必须刮去漆皮；若金属外壳的EMI滤波器不能直接接地或使用塑封外壳EMI滤波器时, 它与设备机壳的接地线应可能短。

　　EMI滤波器要安装在设备电源线输入端, 连线要尽量短; 设备内部电源要安装在EMI滤波器的输出端。若EMI滤波器在设备内的输入线长了, 在高频端输入线就会将引入的传导干扰耦合给其他部分。若设备内部电源安装在EMI滤波器的输入端, 由于连线过长, 也会导致同样的结果。

　　确保EMI滤波器输入线和输出线分离。若EMI滤波器输入、输入线捆扎在一起或相互安装过近, 那么由于它们之间的耦合, 可能使EMI滤波器的高频衰减降低。若输入、输出线必须接近, 那么都必须采用双绞线或屏蔽线。