電源輸入阻抗特性

　　濾波器的制造商給出的濾波器插損是在50W標準阻抗系統(tǒng)中的性能。眾所周知，電源的輸入阻抗隨著頻率的變化具有不連續(xù)性。阻抗的改變導(dǎo)致濾波器的插損特性產(chǎn)生很大的變化。

　　由圖4可見，在一個50W的系統(tǒng)中，100mH的濾波器提供約18dB的衰減，但是在一個500W系統(tǒng)中只提供約4dB的衰減。 同樣對于100nF電容器；在50W系統(tǒng)中，1MHz時大約23dB的衰減在5W系統(tǒng)中降至7dB。

　　上面的例子說明，選擇一個具有很高插損的濾波器也不能很好抑制傳導(dǎo)噪聲的原因是，電源輸入端阻抗的影響。因此，設(shè)計者除了選擇一個合適的濾波器之外，還需要了解電源的阻抗特性、共模阻抗和差模阻抗。阻抗測試可以借助專用的阻抗測試儀或者傳導(dǎo)分析儀。一種濾波器的共模阻抗（a）和差模阻抗（b）的變化如圖5所示。

　　圖4 a）100uh電感的衰減 b）100nF電容器的衰減

　　圖5 a）共模阻抗和b）差模阻抗的變化

　　濾波器的設(shè)計

　　知道設(shè)備的干擾特性和輸入阻抗特性后，設(shè)計或者選擇一個濾波器就變得簡單了。如果使用一個現(xiàn)成的濾波器，可以調(diào)用過去積累的濾波器數(shù)據(jù)庫，比對濾波器參數(shù)，找到一個合適的濾波器。如果沒有合適的或者想專門設(shè)計一個專用濾波器，可以借助專用的濾波器設(shè)計軟件。在確定一個濾波器模式后輸入濾波器一些簡單的約束條件，設(shè)計軟件根據(jù)阻抗特性自動計算出最合適的組件值，以及提供最合適的衰減。（如圖6所示）

　　圖6 一種由軟件設(shè)計的最佳濾波器

　　設(shè)計結(jié)果

　　在對某產(chǎn)品進行了干擾特性和阻抗特性測試后，需要解決一個低于5MHz的低頻干擾問題。專用濾波器設(shè)計軟件結(jié)合前面得到的測試數(shù)據(jù)給出了濾波器的元件參數(shù)：包括470nF的X電容器，2.2nF的Y電容器和15.1mH的共模電感。但是有經(jīng)驗的濾波器設(shè)計人員認為采用一個13.5mH共模電感的濾波器是足夠了。使用一個13.5mH包括額外高頻組件的濾波器的發(fā)射情況如圖7所示。

　　圖7 最小15mH的系統(tǒng)使用和18mH時的測試結(jié)果

　　為了驗證軟件的設(shè)計數(shù)據(jù)，將470nF、2.2nF和18mH的非定制的濾波器迅速連接到系統(tǒng)中，獲得中心頻率小于5MHz，并且無需高頻濾波器。結(jié)果清楚地表明，最小15mH的限制是合適的。

　　結(jié)語

　　EMI濾波器的設(shè)計應(yīng)該充分考慮干擾特性和阻抗特性，在阻抗測試和干擾特性測試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行設(shè)計是精確濾波設(shè)計的唯一方法。