EMI濾波電路在開關(guān)電源中的應(yīng)用

電源的選型是比較復(fù)雜的，其電壓輸出規(guī)格、電壓穩(wěn)定性、異常情況下的保護(hù)都非常重要，根據(jù)各硬件在不同狀態(tài)下的功耗調(diào)整輸出負(fù)載，并考慮長期運(yùn)行和滿載輸出的穩(wěn)定性。

電磁干擾處理的好壞對電源的影響是非常大的。一般干擾可以分為幾個(gè)主要類型，其中包括電源噪聲，這種噪聲實(shí)際上屬于射頻干擾的范疇。為了更好地理解和控制這些噪聲，我們將進(jìn)一步深入探討它們的不同特性及其對系統(tǒng)的影響。

電源噪聲的來源多種多樣，但都可以歸類為射頻干擾(RFI)。它們可能源于外部環(huán)境的電波或電磁輻射，或是由電子設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的電路噪聲。從傳播方向上看，電源噪聲可大致分為：一是外部設(shè)備通過電源線傳遞到電子設(shè)備的電磁干擾，這類干擾直接影響著電子系統(tǒng)的性能;二是電子設(shè)備自身在輸出時(shí)對外部產(chǎn)生的干擾，這種干擾是通過電源線傳播出去并最終影響到其他設(shè)備或環(huán)境。由此可見，電源噪聲具有雙向的干擾信號特性，它不僅是干擾對象，同時(shí)也是一個(gè)潛在的噪聲源。

在形態(tài)上，電源噪聲又可細(xì)分為串模干擾和共模干擾。串模干擾通常發(fā)生在兩條電源線之間的電流流動(dòng)中，當(dāng)兩根線碰觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生額外的噪聲，這種噪聲對信號的傳輸造成嚴(yán)重影響。而共模干擾則涉及到同一電源線上的多個(gè)設(shè)備間的交互作用，例如計(jì)算機(jī)與打印機(jī)、顯示器等設(shè)備，由于電源插頭設(shè)計(jì)不佳或接插件不良，可能會(huì)導(dǎo)致電源電流模式互相影響，從而產(chǎn)生噪聲干擾。

接下來，我們來討論EMI濾波電路的設(shè)計(jì)要求。EMI濾波電路就是圖中起到濾波的部分電路，它處于電源輸入后的首個(gè)干擾處理電路，起到了非常重要的一部分。

一個(gè)比較好的EMI濾波器應(yīng)該能夠有效地濾除了上述提到的噪聲干擾。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，濾波器必須符合電磁兼容性(EMC)的標(biāo)準(zhǔn)，并且必須是一種雙向射頻濾波器。這樣的濾波器需要能夠識別和消除那些從交流電源線中引入的外來電磁干擾，同時(shí)還需確保設(shè)備本身不會(huì)對外發(fā)射噪聲以干擾其他電子產(chǎn)品。除此之外，濾波器還必須具備抑制串模干擾和共模干擾的能力，以保障整個(gè)電子系統(tǒng)的電磁兼容性。下圖是一個(gè)基礎(chǔ)的濾波電路圖。

差模電容 C1、C2 用來短路差模干擾電流。中間連線接地電容 C3、C4 則用來短路共模干擾電流。共模扼流圈是兩個(gè)相同厚度的線圈，它們以相同的方向纏繞在同一個(gè)磁心上。若兩個(gè)線圈間的磁路連接得很緊，則漏電感較小，因此，在功率線的頻率區(qū)間，差分電抗會(huì)比較小;當(dāng)負(fù)載電流流經(jīng)共模扼流圈時(shí)，相線上各線圈所形成的磁力線與繞著中心線上各線圈所形成之磁力線反向，因而可在磁心內(nèi)互相抵銷。這樣，甚至在較大的負(fù)荷電流時(shí)，磁芯也不會(huì)飽和。但在共模干擾時(shí)，由于兩個(gè)線圈間的磁場方向相同，且具有很大的電感值，因此可以有效地抑制共模干擾。