EMI滤波器设计流程
基于以上的讨论,滤波器设计流程如下。通常滤波器的拓扑如Fig 2(a),这个流程中我们的主要目标是满足低频规范。一旦滤波器设计完成,可能需要一些小的修改来满足高频规范,这些修改超出了本文的范畴,不做讨论。
A 设计流程
step 1 在没有滤波器的情况下用噪声分离器测量共模噪声和差模噪声。
step 2 决定共模噪声衰减需求Vreq,CM和差模噪声衰减需求Vreq,DM
其中VCM和VDM由step 1测量得来,Vlimit是FCC或VDE标准中对传导干扰的明确规定限值,同时保险起见保留3dB的余量。
step 3 确定滤波器拐点频率
基于Fig 5(d),拐点频率fR,CM可以画一条40dB/dec斜率线获得(与Vreq,CM相切),水平截距大致决定了共模滤波的拐点频率。差模的拐点频率fR,DM也由Vreq,DM确定。
step 4 确定滤波器元器件的值
a)共模元件LC和Cy:由于有漏电流的要求,Cy一般控制在3300pF以内。LC和2 Cy要求在fR,CM点谐振,因此:
b)差模元件LD,CX1,CX2:首先CX1,CX2要选择和CDM相同的值。通过拐点频率fR,DM可以推导出与LDM关系为:
LDM在step 3已经得到了,LDM,CX1,CX2未知。LDM选择的值越大,CX1,CX2的值就越小,在选择CX1,CX2值的时候,滤波器的稳定性也是需要考虑的。由于共模线圈的漏感是可以作为差模线圈的,所以有时候不需要单独的差模线圈,实际上Lleakage一般是LC的0.5%~2%
在此由于篇幅有限,就不在举例说明。
结语:EMI滤波器的设计流程已经呈现发给大家,这种快速的设计至少可以保证低频满足要求。滤滤波制成后可以做一些修改来满足高频。这个流程可以大大减少滤波器设计大改和实验的次数。典型的滤波器拓扑也在本文做了说明,该流程已经在两路开关电源供电的应用中做了验证。同样的流程可以延伸到其他的拓扑电路,但这需要更多的工作。