Ｅ Ｍ Ｉ 滤波器在反激式开关电源中的应用

     近年来，开关电源以其效率高、体积小、输出稳定性好的优点而迅速发展起来。已经被广泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域，但是，由于开关电源工作过程中的高频率、高 ｄｉ／ｄｔ 和高 ｄｖ／ｄｔ 使得电磁干扰问题非常突出，如何减小产品的 Ｅ Ｍ Ｉ ，使其顺利通过ＦＣＣ 或 ＩＥＣ１０００ 等 ＥＭＣ 标准论证测试，已经成为全球开关电源设计师以及电磁兼容（ Ｅ Ｍ Ｃ ） 设计师非常关注的问题。Ｅ Ｍ Ｉ 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，逐步给出了 ＥＭＩ 滤波器在反激式开关电源中实现的方法。
１．电磁干扰滤波器的构造原理
     开关电源工作时，电磁干扰可分为两大类，一类是电源进线引入的外界干扰，同时开关电源本身又
是一干扰源，通过耦合通道对电网、开关电源本身和其它设备产生干扰。因此电磁干扰属于双向干扰信号，电子设备既是噪声干扰的对象，又是一个干扰源。通常以共模和差模干扰对电磁干扰加以分析。
     共模干扰是载流体与大地之 间的干扰： 干扰大小相等，方向一致，存在于电源任何一相对大地、 或中线对大地间，主要是由 ｜ ｄ ｖ ／ｄｔ｜ 产生的，｜ｄｉ／ｄｔ｜ 也产生一定的共模骚扰。差模干扰是载流体之间的干扰：干扰大小相等，方向相反，其存在于电源相线与中线及相 线与相线之间。ＥＭＩ 滤波器应符合电磁兼容性（ Ｅ Ｍ Ｃ ） 的要求，必须是双向射频滤波器，一方面要滤除从交流电源线上引入的外部电磁干扰，另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声干扰，以免影响同一电磁环境下其
他电子设备的正常工作。Ｅ Ｍ Ｉ 滤波器应对串模、共模干扰都起到抑制作用。
      ＥＭＩ 滤波器是由 Ｌ、Ｃ 构成的低通器件。为了在阻带内获得最大衰减，滤波器输入端和输出端的阻抗需与之连接的噪声源阻抗相反，即对低阻抗噪声源，滤波器需为高阻抗（ 大的串联电感） ； 对高阻抗噪声源，滤波器就需为低阻抗（ 大的并联电容）。对于 ＥＭＩ 滤波器，这些原则应用于共模和差模中。Ｅ Ｍ Ｉ 滤波器通常置于开关电源与电网相连的前端，是由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波器。噪声源等效阻抗为 Ｚsource、电网等效阻抗为 Ｚsink。滤波器指标（fstop 和Ｈstop）可以由一阶、二阶或三阶低通滤波器实现，滤波器传递函数的计算通常在高频下近似，也就是说对于 n 阶滤波器，忽略所有ωk 相关项（当 k＜n），只取含ωn 相关项。