中心議題：

• 電磁干擾的定義和種類(lèi)
• 電磁干擾濾波器在解決電磁干擾方面的作用
• 電磁干擾濾波器的規(guī)格介紹

解決方案：

共模噪聲解決方案：

• 在電磁干擾濾波器中放置與每條輸電線(xiàn)串聯(lián)的電感

差模噪聲解決方案：

• 在兩個(gè)輸電線(xiàn)和地之間使用Y電容進(jìn)行連接來(lái)抑制
• 在差模噪聲非常大的情況下，增加差模抑制電感
• 有些混合型電感所包含的線(xiàn)圈可以同時(shí)抑制共模和差模噪聲

傳導(dǎo)噪聲解決方案：

• 一種典型電磁干擾濾波器可以用于抑制傳導(dǎo)型電磁干擾噪聲

需要外加濾波器的情況：

• 在電磁干擾嚴(yán)重的應(yīng)用中，需要安裝外部或輔助電磁干擾濾波器，將電噪聲降低到可以接受的等級(jí)

現(xiàn)在生產(chǎn)的所有電子設(shè)備都包含電磁干擾濾波電路。同樣，所有開(kāi)關(guān)型電源都有內(nèi)部的電磁干擾濾波器。但是，在有些環(huán)境中，這些電子器件的電磁干擾濾波器需要輔助濾波器，以便滿(mǎn)足更加苛刻的電噪聲管制或者保護(hù)器件免受過(guò)多的外部噪聲源干擾。

定義噪聲
電磁干擾可以是傳導(dǎo)型的電磁干擾，也就是說(shuō)干擾噪聲沿著電導(dǎo)體、電線(xiàn)、印刷電路的線(xiàn)路或者變壓器、電感、電容、半導(dǎo)體以及電阻器等電子元件傳輸。

電噪聲也可以是輻射型電磁干擾（RFI），它像磁場(chǎng)或無(wú)線(xiàn)電波一樣通過(guò)空氣或自由空間傳輸。輻射性電磁干擾通常是由提供金屬屏蔽的方法來(lái)控制的，金屬屏蔽包含設(shè)備外殼內(nèi)的磁場(chǎng)或無(wú)線(xiàn)電波。

滿(mǎn)足電磁兼容性（EMC）標(biāo)準(zhǔn)
使用電磁干擾濾波電路是為了使最終產(chǎn)品滿(mǎn)足適用的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)。被引用最多的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)是適用于IT設(shè)備的EN55022，適用于工業(yè)設(shè)備的EN55011以及在美國(guó)國(guó)內(nèi)適用于商品或工業(yè)設(shè)備的FCC的A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，或者適用于住宅設(shè)備的FFC的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。FCC的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要比A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格、限制也更多。對(duì)于大部分此類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，傳導(dǎo)型電磁干擾頻率范圍通常被定義在150kHz～30MHz之間，正如頻譜分析儀的測(cè)量結(jié)果。在有些情況下，這個(gè)范圍的下限會(huì)低至10kHz。與之形成對(duì)比的是，輻射型電磁干擾通常定義在30MHz～1GHz范圍內(nèi)。

電磁干擾源
大部分電氣和電子設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，而且會(huì)受電磁干擾影響。它無(wú)處不在，其中包含交流電動(dòng)機(jī)、熒光燈/鎮(zhèn)流器、調(diào)光器、微波爐、微處理器以及開(kāi)關(guān)型電源。

在開(kāi)關(guān)型電源中，高交流電壓將在50kHz～1MHz的較高頻率范圍內(nèi)被截?cái)嗷蜣D(zhuǎn)換。這種高速的開(kāi)關(guān)過(guò)程是開(kāi)關(guān)型電源所固有的，與線(xiàn)性電源相比，它提高了效率并減小了體積。但是，這會(huì)產(chǎn)生一種副作用，即這種開(kāi)關(guān)會(huì)產(chǎn)生有害的電磁干擾。事實(shí)上，開(kāi)關(guān)型電源中大部分傳導(dǎo)型電磁干擾來(lái)源于主開(kāi)關(guān)MOSFET、晶體管以及輸出整流器。無(wú)論是在電源還是在電子設(shè)備的內(nèi)部，保持內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲不向外泄漏以及防止外部交流線(xiàn)路噪聲進(jìn)入設(shè)備，這正是電磁干擾濾波器的功能。電磁干擾濾波器通常由無(wú)源電子元件的網(wǎng)絡(luò)組成，這些元件包括電容和電感，它們組成LC電路。因?yàn)橛泻Φ碾姶鸥蓴_的頻率要比正常信號(hào)頻率高得多，所以電磁干擾濾波器是通過(guò)選擇性地阻攔或分流有害的高頻來(lái)發(fā)揮作用的。基本上，電磁干擾濾波器的感應(yīng)部分被設(shè)計(jì)作為一個(gè)低通器件使交流線(xiàn)路頻率通過(guò)，同時(shí)它還是一個(gè)高頻截止器件。電磁干擾濾波器的其他部分使用電容來(lái)分路或分流有害的高頻噪聲，使這些有害的高頻噪聲不能到達(dá)敏感電路。最終結(jié)果是，電磁干擾濾波器顯著降低或衰減了所有要進(jìn)入或離開(kāi)受保護(hù)電子器件的有害噪聲信號(hào)。

共模和差模噪聲
傳導(dǎo)型電磁干擾主要分為兩種類(lèi)型：共模噪聲（CMN）以及差模噪聲（DMN）。共模噪聲又稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)噪聲或線(xiàn)路對(duì)地的噪聲，在交流輸入的兩端（輸電線(xiàn)和中線(xiàn)）都存在這種噪聲，兩者對(duì)地的相位保持同相。共模噪聲的電流在兩個(gè)輸電線(xiàn)上以相同的方向流動(dòng)并通過(guò)地線(xiàn)返回。共模噪聲可以通過(guò)在電磁干擾濾波器中放置與每條輸電線(xiàn)串聯(lián)的電感并在兩個(gè)輸電線(xiàn)和地之間使用Y電容進(jìn)行連接來(lái)予以抑制。

差模噪聲又稱(chēng)為正常型、對(duì)稱(chēng)噪聲或線(xiàn)路間噪聲，它存在于交流線(xiàn)路和中性導(dǎo)線(xiàn)中，二者相位差為180°。差模噪聲的電流沿著一條交流線(xiàn)流出，并沿著另一條交流線(xiàn)返回。在地線(xiàn)中不存在差模噪聲電流。差模噪聲可以通過(guò)在電磁干擾濾波器中使用X電容進(jìn)行抑制，電容連接在輸電線(xiàn)（輸電線(xiàn)和中線(xiàn)）之間，對(duì)差模信號(hào)起到高頻分流的作用。在差模噪聲非常大的情況下，可能需要增加差模抑制電感。有些混合型電感所包含的線(xiàn)圈可以同時(shí)抑制共模和差模噪聲。

寄生噪聲
寄生噪聲與電路中意外產(chǎn)生或傳輸?shù)碾娫肼暎ü材Ｔ肼暫筒钅Ｔ肼暎┯嘘P(guān)。例如，安裝在PCB上的開(kāi)關(guān)型半導(dǎo)體器件或帶有細(xì)小絕緣體的散熱片可能會(huì)包含少量的寄生或雜散電容元件。

這些在高頻處被忽視的雜散電容元件，或者其帶有非常快速的開(kāi)關(guān)脈沖上升和下降時(shí)間，會(huì)促進(jìn)寄生噪聲向電路或系統(tǒng)中其他部分的傳輸和耦合。這一點(diǎn)適用于所有的電子元件。例如，在變壓器的線(xiàn)圈之間存在無(wú)法完全消除的少量電容元件。同樣，在電容和印刷電路的線(xiàn)路內(nèi)部，在高頻處會(huì)存在很小的電感元件，它們會(huì)導(dǎo)致有害的寄生噪聲在點(diǎn)與點(diǎn)之間傳播。寄生
噪聲是開(kāi)關(guān)型電源以及許多電子OEM產(chǎn)品中共模和差模噪聲的一種主要形成因素。

一種典型電磁干擾濾波器可以用于抑制傳導(dǎo)型電磁干擾噪聲。共模噪聲是通過(guò)使用雙重纏繞的環(huán)形電感來(lái)進(jìn)行抑制的（LCM1和LCM2）。這些電感在單個(gè)鐵芯上的纏繞方式使得它們對(duì)每條交流電線(xiàn)上的同相共模噪聲表現(xiàn)出很高的阻抗。此外，Y電容（CY1和CY2）將高頻共模噪聲分流或分路到地。每條交流電線(xiàn)上的差模噪聲是通過(guò)2個(gè)X電容（CX1和CX2）來(lái)進(jìn)行抑制的，這兩個(gè)電容趨向于將交流輸電線(xiàn)和中線(xiàn)之間存在的非同步高頻差模噪聲中和。在供電切斷之后，這些電容將通過(guò)輸入電阻進(jìn)行放電。

需要額外濾波的情況
雖然所有交流或直流電源都帶有符合各種EMC標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部電磁干擾濾波器，但是有些情況下，使用這些電源的電路或系統(tǒng)其所產(chǎn)生的電噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)濾波器自身的承受能力。在其他情況中，如果多個(gè)供電電源使用相同的交流電源，那么每個(gè)電源的內(nèi)部電磁干擾濾波器所包含的或沒(méi)有濾除的少量噪聲會(huì)產(chǎn)生疊加，使噪聲超過(guò)可以承受的范圍。

此外，有時(shí)進(jìn)入供電電源的交流輸電線(xiàn)帶有很多的噪聲，因此需要額外的電磁干擾濾波器。這種輸入噪聲可能以能量的尖峰或猝發(fā)脈沖形式存在。它可能是自然原因引起的，如雷雨，也可能是人為產(chǎn)生的，如所操作的某個(gè)工業(yè)設(shè)備含有大型的電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、螺線(xiàn)管等。

在以上所有情況中，可能需要安裝外部或輔助電磁干擾濾波器，以便將電噪聲降低到可以接受的等級(jí)。這些電磁干擾的考慮事項(xiàng)適用于所有電子產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝。標(biāo)準(zhǔn)的外部電磁干擾濾波器通常帶有單級(jí)LC電路，類(lèi)似于圖1所示電路。較高性能的電磁干擾濾波可能需要兩級(jí)LC電路。此外，如果來(lái)自電動(dòng)機(jī)或電擊的電尖峰會(huì)構(gòu)成潛在威脅，就應(yīng)該使用帶有高電壓脈沖衰減功能的電磁干擾濾波器。

電磁干擾濾波器規(guī)格
在選擇電磁干擾濾波器時(shí)，必須考慮許多規(guī)格和額定值。其中包括外殼大小、I/O連接、裝配類(lèi)型、安全部門(mén)許可、工作電壓、工作電流（交流或直流安培）、泄露電流、隔離電阻、能承受的測(cè)試電壓、高壓脈沖或尖峰衰減、工作溫度范圍、直流電阻以及插入損耗。

對(duì)于醫(yī)療應(yīng)用而言，總裝配安裝后的泄漏電流以及可承受的測(cè)試電壓對(duì)于滿(mǎn)足患者安全有關(guān)的EMC 需求是非常重要的參數(shù)。這張插入損耗圖顯示了高性能電磁干擾濾波器中衰減隨頻率的變化。

電磁干擾濾波器的插入損耗信息如圖2所示，通常以圖表、圖形或表格的方式給出，它顯示了電磁干擾濾波器在工作范圍內(nèi)衰減或抑制傳導(dǎo)型差模和共模噪聲的性能。

電磁兼容性測(cè)試
如上所述，大多數(shù)用于傳導(dǎo)型電磁干擾輻射的EMC 標(biāo)準(zhǔn)中所指定的常用頻率范圍都是150kHz～30MHz。為了確定某個(gè)電子器件滿(mǎn)足指定標(biāo)準(zhǔn)的限制，必須使用頻譜分析儀和線(xiàn)性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）進(jìn)行測(cè)試。交流電源是通過(guò)LISN連接到待測(cè)設(shè)備的。LISN將測(cè)量阻抗標(biāo)準(zhǔn)化為50Ω并提供了到頻譜分析儀的隔離RF輸出，后者提供了來(lái)自設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射的圖形。