開關電源輸入EMI濾波器設計與Pspice仿真

1開關電源特點及噪聲出現原由

隨著電子技術的高速發展，電子設備種類日益增多，而任何電子設備都離不開穩定可靠的電源，因此對電源的要求也越來越高。開關電源以其高效率、低發熱量、穩定性好、體積小、重量輕、利于環境保護等優勢，近年來取得快速發展，使用范疇不斷張大。開關電源工作在高頻開關狀態，本身就會對供電設備出現干擾，危害其正常工作；而外部干擾同樣會影響其正常工作。開關電源干擾緊要來源于工頻電流的整流波形和開關操作波形。這些波形的電流泄漏到輸入部位就成為傳導噪聲和輻射噪聲，泄漏到輸出部位就形成了波紋問題。考慮到電磁兼容性的有關要求，應采用EMI電源濾波器來抑制開關電源上的干擾。文中緊要研究的是開關電源輸入端的EMI濾波器。

2EMI濾波器的結構

開關電源輸入端采用的EMI濾波器是一種雙向濾波器，是由電容和電感構成的低通濾波器，既能抑制從交流電源線上引入的外部電磁干擾，還可以戒備本身設備向外部發出噪聲干擾。開關電源的干擾分為差模干擾和共模干擾，在線路中的傳導干擾信號，均可用差模和共模信號來表示。差模干擾是火線與零線之間出現的干擾，共模干擾是火線或零線與地線之間出現的干擾。抑制差模干擾信號和共模干擾信號普遍有效的辦法就是在開關電源輸入電路中加裝電磁干擾濾波器。EMI濾波器的電路結構包括共模扼流圈(共模電感)L，差模電容Cx和共模電容Cy。共模扼流圈是在一個磁環(閉磁路)的上下兩個半環上，分別繞制相同匝數但繞向相反的線圈。兩個線圈的磁通方向一致，共模干擾出現時，總電感迅速增大出現很大的感抗，從而可以抑制共模干擾，而對差模干擾不起用途。為了更好地抑制共模噪聲，共模扼流圈應選用磁導率高，高頻性能好的磁芯。共模扼流圈的電感值與額定電流有關。差模電容Cx通常選用金屬膜電容，取值范圍一般在0．1～1μF。Cy用于抑制較高頻率的共模干擾信號，取值范圍一般為2200～6800pF。常選用自諧振頻率較高的陶瓷電容。由于接地，共模電容Cy上會出現漏電流Ii-d。因為漏電流會對人體安全造成傷害，所以漏電流應盡量小，通常

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