EMI电源滤波器选型方法

电源滤波器是一种无源双向网络，它的一端是电源，另一端是负载。电源滤波器内部电路电源滤波器的原理就是一种——阻抗适配网络：电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗失配越大，对电磁干扰的衰减就越有效。性能测试漏电流性能测试泄漏电流是指在250VAC的电压下，相线和中线与滤波器外壳（地线）间流过的电流。它主要取决于接地电容（共模电容）的取值。较大的共模电容CY可以提高插入损耗，但却造成较大的漏电流。

一：衰减共模干扰

二：衰减差模干扰

emi电源滤波器能在阻带范围内衰减辐射频能量，而让工频无衰减，或者很少的衰减，就能通过emi电源滤波器！emi电源滤波器的安装过程中，应该注意以下问题：

一：emi电源滤波器金属壳与机箱壳必须保证良好面接触，并将地线接好。

二：emi电源滤波器输入线、输出线必须拉开距离，切忌并行，以免降低滤波器效能。

三：emi电源滤波器连接以选用双绞线为佳，它可有效消除部分高频干扰信号。

EMI电源滤波器的主要性能指标一般包括插入损耗、频率特性、阻抗匹配、额定的电流值、 绝缘电阻值、漏电流、物理尺寸及重量、使用环境以及本身的可靠性。在使用时考虑最多的 是额定的电压及电流值、插入损耗、漏电流三项。 

当我们选用电源滤波器时，应主要考虑三个方面的指标：

一、首先是电压/电源

电源可分为交流电源和DC电源。相应地，许多厂家的电力滤波器也可以分为AC和DC。

从原理上讲，交流电源滤波器既可用于交流电源又可用于直流电源，但直流滤波器不能用于通信，这主要是由于直流滤波器中电容器的低电压电阻造成的，并且可能有高的交流损耗并引起过热。即使直流滤波器的电压电阻也没有问题，因为DC滤波器采用大容量共模滤波电容器，如果漏电流将超过漏电流问题。

因此，直流电源滤波器绝对不能用在交流的场合。

交流滤波器用在直流场合，从安全的角度看没有问题，但要付出成本和体积的代价；在样机阶段，如果手头正好有交流滤波器，可以代替直流滤波器。 

当电源滤波器的工作电流超过额定电流时，不仅会造成滤波器过热，而且会导致滤波器的低频滤波性能降低。这是因为滤波器中的电感在较大电流的情况下，磁芯会发生饱和现象，使实际电感量减小。因此，确定滤波器的额定工作电流时，要以设备的最大工作电流为准，确保滤波器在最大电流状态下具有良好的性能，否则当干扰在最大工作电流状态下出现时，设备会受到干扰或传导发射超标。

在确定滤波器的额定电流时，要留有一定的余量；特别是人们习惯上对交流电称“有效值”，而不是交流电的“峰值”，留有一定余量是非常有必要的。一般滤波器的额定电流值应取实际电流值的1.5倍。 

二、其次是插入损耗 

从抑制干扰的角度考虑，插入损耗是最重要的指标。 插入损耗分为差模插入损耗和共模插入损耗。 

选用电源滤波器是怎样确定所需要的插入损耗呢？

首先在设备的电源入口处不安装滤波器，对设备进行传导发射和传导敏感度的测量，并与要满足的标准进行比较，看两者之间相差多少分贝，滤波器的作用是弥补上这个差距。 

以抑制设备的传导发射为例，给出了确定滤波器插入损耗的过程： 

1、首先将设备的传导发射值最大包络线（a）与标准给出的限制值线（b）相比较，计算其差值得到需要的插入损耗值（c）。由于电源滤波器是低通滤波器将插入损耗线（c）变换为低通滤波器插入损耗的形式（d），（d）就是滤波器需要的插入损耗值。

注意: （d）并不是低频滤波器的特性，而是一个带阻滤波器的特性，这是考虑到实际滤波器的非理想性。 

但如果从厂家的产品样本上选择插入损耗值满足（d）的滤波器，十有**会失败。因为厂家产品样本上的数据是在滤波器两端阻抗为50Ω的条件下测得的，而实际使用条件并不是这样。因此在实际使用条件下，滤波器的插入损耗会有所降低。为了保险起见，在从产品样本中选择滤波器时，应加20dB的余量，这就得到了（e）。从样本上选择滤波器，其插入损耗应满足（e）的要求。

实际电源滤波器与理想滤波器的差距：理想的电源滤波器是低通滤波器，但实际的电源滤波器通常是带阻滤波器。造成这种差别的原因是电容器和电感器的非理想性。 电容器的引线是有电感的，而电感线圈上又存在着寄生电容，尽管这些电感、电容很小，但当频率较高时，它们的影响是不能忽略的。因此由实际电感、电容器构成的低通滤波器电路在频率较高时，就变成了一个带阻滤波器电路。 此外，高频时器件之间的耦合也是造成滤波器在高频区间插入损耗减小的一个原因。

即使滤波器的电路结构完全相同，由于器件的特性不同、器件的安装方式的不同、内部结构的不同，它们的高频性能会差很多。滤波器的电路结构仅决定了滤波器的低频特性。要想提高滤波器的高频性能，生产时需要从许多方面注意制作工艺，如选用电感小的电容器、制作寄生电容小的电感、焊接时电容器的引线尽量短、在内部采取适当的隔离等。 

电源滤波器高频插入损耗的重要性

许多人认为，既然传导发射极限值的频率上限30MHz，那么就没有必要对滤波器的高频衰减提出要求。这是一个误解，也正是存在这种错误的概念让许多人在使设备满足电磁兼容标准的过程中走了很长弯路，浪费了大量的时间和经费。 

由于设备上的电缆是高效的辐射天线，当电缆上有高频传导电流时，会产生强烈的辐射，使设备不能满足辐射发射极限值的要求。因此，当电源线上有高频干扰电流时，同样也会产生辐射，使设备的辐射发射超标。对于一个没有电磁兼容经验的人来说，这个问题是很难发现的；因为当他所开发的设备辐射发射超标时，它会从机箱、信号电缆等环节检查（这是许多教科书和培训班中所介绍的），而根本想不到会是电源线的问题。 特别是设备的电源线传导发射已经满足了标准要求时，它绝想不到应再次检查电源线是否有问题，所以，电源滤波器的高频特性是十分重要的。 特别提示：当设备的辐射发射不合格时，别忘记检查电源线的共模传导发射，很多场合辐射发射的超标时由于电源线上的共模电流造成的。

三、最后是结构尺寸 

由于滤波器内部一般是经过灌封处理的，因此环境特性不是主要问题。但是所有的灌封材料和滤波电容器的温度特性对电源滤波器的环境特性有一定的影响。

简易的EMI滤波器采用单级结构，这种结构滤波效果不是很好；复杂一点的EMI滤波器采用双级结构，也就是有两个单级式EMI滤波器，这种滤波器抑制电网噪声的效果会更好。

如图：

L1是共模电感，它的两个线圈磁通方向相同，经过耦合后总输入后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗，使之不易通过，它的两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上。当有共模电流通过时，两个线圈上 产生的磁场就会互相加强。

C1称为X电容，用来滤除两条电源线之间的线间干扰，即串模干扰。应采用薄膜电容器，容量范围大致为0．01～0．47uf。

Y1和Y2称为Y电容，两个Y电容串联后跨接在输出端，并将电容器中点接大地，能有效地抑制共模干扰。它的容量范围是2200pF～0．1uf。为保证漏电流不至于过大，电容器量不宜超过0．1uf。

滤波器其实还有很多种，有高通滤波器也有低通滤波器，有带通也有带阻滤波器。不同的滤波器对不同的信号处理不一样，但是目的都是一致的，都是为了滤除无效的信息而保留有效信息。

简而言之，电源滤波器就是对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电器设备。