EMI濾波器特點介紹

EMI電源濾波器是改善電磁環(huán)境、抑制電磁干擾的既有效又經濟的器件。但它的有效性是與正確的選擇息息相關，為此需要作一些深入淺出的介紹。

      一、電磁干擾的傳播途徑

由于大規(guī)模集成電路和網絡的飛速普及和應用，人類所處的電磁環(huán)境日益惡化，電磁污染已成為繼空氣、水質、噪聲之后的第四類污染源。為了治理日益惡化的電磁污染，有效的手段之一是隔斷電磁干擾的傳播途徑。

一般講電磁干擾的傳播途徑主要有傳導、輻射和感應三種。電磁干擾通過金屬導體進行傳播的方式稱為傳導干擾。設備的正常工作往往都存在金屬導體的電源線、信號線、控制線等。因此這些導線就構成了傳導干擾的傳播途徑，如果在這些導線進入設備的入口處設置EMI濾波器就有可能隔斷電磁干擾的傳播途徑。

      二、EMI電源濾波器的特點

      1、雙向低通濾波器

設備的電源線是給設備提供直流或50Hz、400Hz工頻的電源導線，所以EMI濾波器不能隔斷直流和工頻電源，只能隔斷電磁干擾。由于電磁干擾的頻域遠遠高于直流和工頻頻域，那么對直流和工頻導通、對電磁干擾盡可能衰減的EMI濾波器，就一定是個低通濾波器。理想低通濾波器的衰減曲線應呈矩形特性。又由于電路的相對對稱性，所以對于電磁干擾具有雙向抑制的功能。

       2、失配的濾波電路

濾波電路可由單個電感L或單個電容C組成，也可由單個LC單元電路組成或幾個LC單元電路組成，總之，電路的復雜程度，要視要求的插入損耗（衰減）而定。

由于電磁干擾在傳播過程中往往可分解為線對地之間的共模干擾和線對線之間的差干擾，所以EMI電源濾波器一般也有與之相對應的共模電路和差模電路。

舉應用最廣泛、最普及的通用圖1電路為例, 并分解為圖2（a）、（b）共差模電路：

圖一：110電路

圖二（a）： 共模電路

   圖二（b）： 差模電路

由于電感L的感抗對于電磁干擾來講是高阻的（頻率愈高阻抗愈高）

電容C的容阻對于電磁干擾來講是低阻的（頻率愈高阻抗愈低）

因此對圖2（a）由單個LC單元組成的共模電路來講，LG、NG輸入端是高阻的，L’N’、N’G’輸出端是低阻的。

對圖2（b）由單個C組成的差模電路來講，LN、L’N’輸入端、輸出端都是低阻的。

那么在選擇EMI濾波器時，應如何選擇它的電路呢？

為了獲得最佳的濾波效果，要求濾波器輸入端與其相連的阻抗和輸出端與其相連的阻抗都呈失配關系。其原因是：

失配是相對于匹配而言的。例如：測量EMI濾波器插入損耗的頻譜儀，要求接入頻譜儀輸入端的被測量物及其連接電纜均為50Ω；要求接入頻譜儀輸出端的顯示儀器及其連接電纜均也為50Ω，這是因為頻譜儀要求在匹配條件下測量。

又如：一臺設備的電源線，它的前端接入電網，它的后端接入設備的逆變電源，為了抑制傳導干擾，往往在電源線與逆變電源之間接入EMI電源濾波器。這時EMI濾波器的輸入端是電網，EMI濾波器的輸出端是逆變電源。一般講電網以感性低阻抗為主，逆變電源以容性低阻抗為主，而且無論是電網阻抗或逆變電源阻抗都是隨負載和頻率變化的。因此要想讓EMI濾波器與電網和逆變電源匹配是很困難的。換句話說，EMI濾波器在實際使用中均處于失配狀態(tài)，從這個意義上講失配的概念是廣義的。但是為了獲得最佳的濾波效果，在選擇濾波器電路時，卻可以通過擴大失配的辦法來提高濾波效果。

舉例說明：對于以低阻抗為主的電網，如果EMI濾波器輸入端采用高阻抗共模串聯(lián)電感的話，那么當載在電網上的電磁干擾中的共模成分通過EMI濾波器時，必然大部分壓降在高阻抗的輸入端。換句話說, 電網上的電磁干擾大部分都降在濾波器上了，如表1左上圖所示。

對于以低阻抗為主的逆變電源，道理是一樣的。區(qū)別僅在于由逆變電源輸入端輸出的電磁干擾中的共模成分通過濾波器輸出端時，必然大部分壓降在高阻抗共模串聯(lián)電感的輸出端上，如表1右上圖所示。以上說明EMI濾波器對于電磁干擾具有雙向抑制的功能。

對于差模干擾，如果要提高濾波器的抑制效果，惟有使它的容抗輸入端的電網阻抗和輸出端的逆變電源阻抗還要低的多，才能使載在電網上和逆變電源輸出上的電磁干擾在通過濾波器時被其容抗所傍路如圖2（b）或表1左下圖所示。上述條件往往對電網較符合，對逆變電源往往就難以符合了，所以對于逆變電源往往需要增加差模電感如圖3所示。

圖三：差模電路

最后根據(jù)失配原則可以歸納出一張符合一般規(guī)律、帶有指導意義的圖表。

表一：濾波器應遵循的連接規(guī)律