5．4 EMI滤波器最终电路结构确定 17

6 EMI电源滤波器仿真分析 19

6．1 高频等效电路 19

6．2 仿真结果分析 20

7 EMI电源滤波器PCB设计 26

结 论 31

参考文献 32

致 谢 33

附 录 34

1 引言

1．1 背景及意义

随着开关电源产品的日益增多，开关电源已被广泛应用于各个领域。由于开关电源开关功率高、开关频率低，已影响其它设备的正常运行，形成了严重的电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)，主要原因是：

（1）作为一种能量转换装置，开关电源的电压、电流变化大，产生的干扰强度大；

（2）干扰源主要集中在功率开关器件及与之相连的散热器和高频变压器；

（3）噪声频谱宽，但频段低，主要是传导干扰和近场干扰；源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766

（4）PCB板走线随意性较大，增加了PCB分布参数的提取和近场干扰预估的难度；

（5）电源EMI滤波器的干扰源阻抗与网侧负载阻抗经常处于失配状态。为了减小电气电子设备间的互相干扰，营造良好的电磁环境，世界各国都制定了许多电磁兼容规范，而我国也早已把电磁兼容性(EMC)认定为国家强制性产品认证范围。电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成电磁骚扰的能力。包括两方面【1】：(1)电子设备或系统内部(包括部件和子系统)在正常运行中对所在环境产生的电磁干

扰不能超过一定限值（EMI），其中有干扰源、噪声耦合路径及敏感系统三个要素【2】。(2)设备或系统对所在环境中存在的电磁干扰具有一定的电磁敏感性（EMS）。电磁干扰是指能使设备或系统性能降级的电磁现象，其电磁干扰分布如图1。1所示。

图1。1电磁干扰分布图

据统计，断电、浪涌及线路噪声等干扰因素中，88。5%是电源线上的脉冲干扰和振荡瞬变，它们是电源噪声的主要来源【3】。因此，本文主要研究如何对EMI滤波器的高频非理想特性进行优化，这对于抑制开关电源产生的传导型电磁干扰有着十分重要的意义。

1．2 国内外现状

1965年，ShifimanJ。C提出一种图表方法，通过绘制成的滤波器插入损耗分析列线图来设计单级L型或Π型EMI滤波【4】。RichardLeeOzenbaugh提出了另一种方法，根据设计阻抗和插入损耗要求选取滤波网络，估算元件参数，然后校核分析滤波器插入损耗，修正元件参别【5】。这些设计方法分析过程繁杂，校核运算量都很大。

近年来又出现了一些新的设计方法，文献【6】提供了一种滤波元件数值的计算方法，该设计方法简单快捷，但是没有考虑到元器件的高频特性及共模电感磁芯的性质，实际制作通常达不到预期的目标。文献【7】的H。C。Yen研究了一种不需要将CM干扰与DM干扰分离的方法，并且可以确保电路有很好的功率因数(PowerFactor)。但电路的结构选择比较复杂时，整个设计的计算量就会变得相当巨大。文献【8】对EMI滤波器在频率较高时的性能进行了研究，揭示了无源元件的高频寄生参数对滤波器性能的影响很大，并给出了器件及其参数设计原则。