基于合成扼流圈的开关电源EMI滤波器设计

由此可以看出，合成扼流圈优化了线圈绕组，使得共模与差模相互独立，便于进行共差模滤波器分开设计，同时减小了EMI滤波器的尺寸与线圈的用量，也减小了器件之问连接的引线长度及其分布电感和电容。

2滤波器设计

设计开关电源EMI滤波器之前，我们必须先弄清儿个基本问题。

2. 1儿个基本问题

2.1.1噪声测量

图3所示为典型的噪声测量结构图，噪声的测量主要通过LISN来实现。LISN是指线路阻抗稳定网络，又称人工电源网络，是传导型噪声测量的重要工具。

送到接收机进行分析。

2. 1. 2滤波器阻抗失配原理

根据信号传输理论，滤波器输入端与电源端的端接、滤波器输出端与负载端的端接应遵循阻抗极大不匹配原则。因此滤波器设计时遵循以下两个规则:1)源内阻是高阻(低阻)的，滤波器输入阻抗就应该是低阻(高阻);2)负载是高阻(低阻)的，则滤波器输出阻抗就应该是低阻(高阻)[2{。所以，我们用电感与低的源阻抗或者负载阻抗串联，或者用电容与一个高的源阻抗或负载阻抗并联。

2. 2滤波器电路结构分析

在以上儿个基本问题分析的基础上，本文提出了一种基于合成扼流圈的滤波器电路拓扑，如图5所示，虚线框内为合成扼流圈。

2. 2. 1共模等效电路

图6为滤波器的共模等效电路图，由于Ck对于共模噪声不起作用，故将其略去，并目_以接地点G为对称点将电路对折。根据上面合成扼流圈的分析可知，其等效共模电感量为L}，两个Cu的等效电容值因并联变成原先的两倍，LISN提供的两个50 }的电阻负载也并联成为25 }的等效负载。这个25 }的等效负载阻抗可以看作滤波器的负载阻抗，其值相对较小，而通常情况下共模噪声源阻抗Zcn}一般较大，所以根据滤波器阻抗失配原理，我们用电感器Lc:与滤波器负载阻抗相串连，用电容器与共模噪声源阻抗Zcn}相并

2. 3滤波器元器件参数计算

基于以上的分析，我们可以计算相应的滤波器元器件参数。首先根据测得的原始共模与差模噪声，决定需要衰减的噪声频率段与衰减量，求得共差模滤波器的转折频率，然后计算滤波器各个元件的参数。

在计算元件参数时，我们应该注意，由于滤波器电感电容值越大，其转折频率越低，对噪声的抑制效果越好，但同时成本和体积也相应增加。而目_由材料特性可知，当电感电容值越大时，可持续扣J制噪声的频率范围也相对变窄，因此其值不可以取得无限大。考虑到电容对于体积的影响较电感小，而目_市场上出售的电容器都有固定的电容值，与电感值相比缺乏弹性，故在决定电感电容值时，应优先考虑电容。