EMI滤波器的基本原理

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本文转自德平电子http://www.dephk.com/shownews.asp?id=207
通常一个设计好的产品即使具有正确屏蔽和接地措施，也会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。滤波是压缩干扰频谱的一种有效方法，当干扰频谱不同于有用信号频带时，可以用EMI滤波器将无用的干扰滤除。所以，设计和正确的选用滤波器对抑制传导干扰是非常重要的。
EMI滤波器属于低通滤波器
从频率的选择角度出发，EMI滤波器属于低通滤波器，分为电源线滤波器和信号线滤波器。为了满足EMC标准规定的传导发射和传导敏感度的要求，使用EMI滤波器是一种很好的方法。
滤波器的基本原理
滤波器由电感和电容组成的低通滤波电路构成，它允许有用信号的电流通过，对频率较高的信号则有较大的衷减。干扰信号有差模和共模两种，因此滤波器要对两种干扰信号都具有衰减作用。其滤波器的原理：
1. 利用电容通过高频隔低频的特性，将火线、零线高频干扰电流导入地线（共模）或火线高频干扰电流导入零线（差模）；
2. 利用电感线圈高阻抗特性，将高频干扰电流反射回干扰源；
3. 利用干扰抑制铁氧体可将一定数量的高干扰信号吸收转化为热量特性，针对某干扰信号的频率选用合适的干扰抑制铁氧体磁环、磁珠直接按套在需要滤波的电缆即可。
低通滤波器的应用场合
按要滤除干扰信号的频率与工作频率的相对应关系，干扰滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器（本手册所介绍的EMI滤波器均属低通滤波器）。
低通滤波器是最常用的一种，主要用在干扰信号频率比工作频率低的场合。如在数字设备中，脉冲信号有丰富的高次谐波，这些高次谐波并不是电路工作所必需的，但它们都是很强的干扰源。因此，在数字电路中，常用低通滤波器将脉冲信号中不必要的高次谐波除掉，而仅保留能够维持电路正常工作最低频率。电源滤波器它仅允许50HZ的电流通过，对其它干扰信号有很大的衰减。
1. 信号线滤波器的种类
信号线滤波器是应用在各种信号线上的低通滤波器，用以滤除高频干扰成分。
1.） 贴片EMI滤波器 是一个三端电容实质与穿心电容相似，适合于安装在线路板上，具有成本低、安装方便等优点；
2.） 穿越式EMI（馈通）滤波器：是由多层陶瓷穿心电容或与电感组合构成性能更好的穿越式滤波器。适合于安装在屏蔽壳体上，特别适用于单根导线或电缆穿过屏蔽体时使用；具有接地电感小，输入输出无藕合现象的特点。
3.） 滤波器连接器 适用于多根导线或电缆穿过屏蔽体时使用。滤波器连接器在外形和尺寸上都和普通连接器相同，两者完全可以互换。但滤波连接器的每个针或孔都有一个低通滤波器，它的电路可以是单个电容的，也可以是C 、L-C 、Pi 、T型或更复杂的电路。
信号线滤波器的滤波性能是选用信号线滤波器的重要指标。选用时要注意：
a）滤波器的截止频率应高于信号频率上限（滤波器3dB插入损耗所对应的频率为截止频率）。
b）正确选择滤波器的工作电压、电流、工作温度范围等。
c）保证输入和输出端之间要屏蔽或有效隔离，滤波器有良好的接地，接地线应尽量短。这是使用信号线滤波器，最重要的。
2. 电源线滤波器
1.） 电压、电流对使用效果的影响：电源有直流和交流之分，交流电源滤波器用于交流电源，亦可用于直流电源。但直流电源滤波器不能用于交流的场合。电源线滤波器的工作电流超过额定电流使用时，不仅会造成滤波器过热，还影响电感的特性，会导致滤波器的低频滤波性能下降。
2）.就抑制的角度而言，插入损耗是最重要的指标，它直接影响到滤波器的使用效果。
插入损耗的定义：接收机在未插入滤波器时，测得信号源的输出电压为E1。当把EMI滤波器插入到信号源和接收机之间后，在靠近EMI滤波器输出端口处测得信号源的电压为E2，如果信号源和输出阻抗等于接收机的输入阻抗，并且都是50Ω，则EMI滤波器的插入损耗为：
IL=20lg（E1/E2） 插入损耗分为差模插入损耗和共模插入损耗。
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