为什么要增加EMI低通滤波器来增加插入高频损耗?

关键点1

共模干扰的产生:开关电源(开关MOS,输出功率较大时MOS会增加散热器设计)与大地(测试系统的参考接地板)之间存在分布电容,开关MOS及输出整流二极管在电路中方波电压的高频分量通过分布电容传入到大地(参考接地板),这样就形成与电源线的回路,高频分量通过分布电容与电源线构成回路产生共模骚扰。


关键点2

差模干扰的产生:主要是开关电源中开关管工作处于开关状态,当开关管开通时流过电源线的电流线性上升,开关管关断时电流又突变为O,因此流过电源线的电流为高频的重复三角波脉动电流,其含有丰富的高频谐波分量,随着频率的升高该谐波分量的幅度会越来越小,因此差模骚扰是随频率的升高而降低的。


注意:随着频率的升高我们开关器件对地之间分布电容变得很关键,此时共模的干扰就变得越来越高,小的共模电流就会产生大的干扰。


共模和差模骚扰的回路路径:




如上图:开关电源系统产生的噪声包含共模噪声和差模噪声。共模干扰是由于载流导体与大地之间的电位差产生的,其特点是两条线上的杂讯电压是同电位同向的,而差模干扰则是由于载流导体之间的电位差产生的,其特点是两条线上的杂讯电压是同电位反向的。


需要注意的是:通常线路上干扰电压的这两种分量是同时存在的。


在电子产品&设备的内部电路板的结构图可以看到:因杂散参数影响耦合通道的特性,如果没有特定的EMI低通滤波器,我们是无法通过测试标准的!



在EMI传导骚扰频段<30MHz,多数开关电源系统骚扰的耦合通道一般用电路网络路径图来分析的。但是,在开关电源中的任何一个元器件,如电阻器、电容器、电感器、开关管、二极管都包含有杂散参数,研究的频带愈宽,等值电路的阶次愈高。


因此,包括各元器件杂散参数和元器件间的耦合在内的开关电源的等效电路将复杂得多,如:

  • 在高频时,杂散参数对耦合通道的特性影响很大,分布电容的存在成为电磁骚扰的通道;

  • 在开关管功率较大时,开关管一般都需加上散热片,散热片与开关管之间的分布电容在高频时不能忽略,它能形成面向空间的辐射骚扰源和电源线传导的共模骚扰源。


综上我们了解到,在输入端增加EMI低通电源滤波器能够实现电源系统传导干扰的高效设计。


电话咨询:+86 (755) 2138-2099
微信客服
扫码咨询