濾波器的作用和種類「emi濾波器作用」

一、濾波電路的基本概念

濾波電路是由電感、電容、電阻、鐵氧體磁珠和共模線圈構成的頻率選擇性網絡，低通濾波器是電磁兼容抑制技術中普遍應用的濾波器。為了減小電源和信號線纜對外輻射，接口電路和電源電路必須進行濾波設計。

二、交流端電源EMI濾波器

電源 EMI 濾波器是一種無源雙向網絡，它一端接電源，另一端接負載。在所關心的衰減頻帶的較高頻段，可把電源 EMI 濾波器看作是「阻抗失配網絡」。

網絡分析結果表明，濾波器阻抗兩側端口阻抗失配越大，對電磁干擾能量的衰減就越是有效。由於電源線側的共模阻抗一般比較低，所以濾波器電源側的阻抗一般比較高。為了得到較好的濾波效果，對低阻抗的電源側，應配高輸入阻抗的濾波器；對高輸入阻抗的負載側，則應配低輸出阻抗的濾波器。

普通的電源濾波器對於數十兆以下的干擾信號有較好的濾波作用,在較高頻段,由於電容的電感效應,其濾波性能將會下降。對於頻率較高的干擾情況，要使用饋通式濾波器。該濾波器由於其結構特點，具有良好的濾波特性，其有效頻段可以擴展到 GHz，因此在無線產品中使用較多。

濾波器的使用，最重要的問題是接地問題。只有接地良好的濾波器才能發揮其濾波作用，否則是沒有價值的。濾波器使用要注意以下問題：

（1） 濾波器放置在電源的入口位置；

（2） 饋通濾波器要放置在機箱（機櫃）的金屬壁上；

（3）濾波器直接與機櫃緊密連接，濾波器下面不能塗保護漆；

（4） 濾波器的輸入輸出引線不能並行，交叉。

三、直流電源端口處理

開關電源與系統內部晶體以及各時鐘頻率是主要的干擾源，通常採用磁珠、電容、電感等常規手段濾波，另外也可採用共模電感在電源端口進行共模濾波，防止系統干擾通過電源線發射出去。電源端的共模電感的使用需要注意：

（1）地層和電源層不能隨便鋪設；

（2）濾波電路的輸入、輸出之間一定要有良好的隔離，才能最大限度地發揮共模電感的濾波作用。

案例分享：

如下圖為汽車儀錶盤 24V 直流電源端口傳導測試頻譜圖，高頻段不滿足 GB18655 LV3 的限值要求：

在該系統電路中，後端的開關電源與系統內部晶體以及各時鐘頻率是主要的干擾源頭。L 是共模電感，可對該電源端口進行共模濾波，防止系統干擾通過電源線發射出去。

其中 L17 表示共模電感的位置。經過分析發現，共模電感下面的地層敷銅是多餘的。此敷銅會起到被隔離的共模電感兩側容性耦合的作用，使共模電感的作用在一定程度上喪失。耦合產生的等效原理圖如下：

C1 和 C2 表示多餘敷銅引起的分佈電容，它在一定的頻率下將共模電感兩端聯通，所以來自後級的干擾通過分佈電容直接流向傳導騷擾的測試儀。為了驗證分析的正確性，修改 PCB，將多餘的地層取消，取消多餘地層後的 PCB 圖如下：

取消多餘地層後傳導騷擾得到很大的改善，傳導測試結果如下：

四、端口濾波器

信號端口是比較容易出現共模干擾的問題，如果不注意很容易輻射超標。

1.接口處既有濾波又有防護電路，應該遵從先防護後濾波的原則。

防護電路用來進行外來過壓和過流抑制，如果將防護電路放置在濾波電路之後，濾波電路會被過壓和過流損壞。

2.濾波電路應靠近接口放置。避免已經經過了濾波的線路被再次耦合。

五、總結

解決EMC問題需要找到問題「源」，找到問題「源」需要一個找問題的方向，這就需要掌握強大的EMC的理論基礎。後面還會繼續出相應系列，記得點贊、關注、轉發，您們的支持就是小編強大的動力。