干扰滤波在EMC设计中作用 差模干扰和共模干扰 常用滤波电路 怎样制作有效的滤波器 正确使用滤波器 第四章 干扰滤波技术 干扰滤波在EMC设计中作用 差模干扰和共模干扰 常用滤波电路 怎样制作有效的滤波器 正确使用滤波器 杨继深 2002年4月

滤波器的作用 信号滤波器 电源滤波器 切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。 杨继深 2002年4月

满足电源线干扰发射和抗扰度要求 杨继深 2002年4月

满足抗扰度及设备辐射发射要求 信号线滤波器 干扰源 杨继深 2002年4月

共模和差模电流 ~ ~ 杨继深 2002年4月

共模/差模干扰的产生 IDM ICM ICM ICM V V 杨继深 2002年4月

开关电源噪声 50Hz的奇次谐波（1、3、5、7 ） 开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主，1MHz以上共模为主） 杨继深 2002年4月

干扰滤波器的种类 衰减 衰减 低通 高通 截止频率 3dB 衰减 衰减 带通 带阻 杨继深 2002年4月

低通滤波器类型 T C  反 L  杨继深 2002年4月

电路与插入损耗的关系 5阶 4阶 3阶 2阶 1阶 100 80 插入损耗 60 dB 40 20 fc 10fc 100fc 1000fc 5阶 4阶 3阶 2阶 1阶 100 80 插入损耗 60 dB 40 20N/十倍频程 6N/倍频程 20 fc 10fc 100fc 1000fc 杨继深 2002年4月

确定滤波器阶数 4  6=24  20 至少4阶滤波器 阶数决定过渡带的陡度 L、C的数值决定截止频率 1  20 = 20 欲衰减20dB 4  6=24  20 至少4阶滤波器 50 100 阶数决定过渡带的陡度 L、C的数值决定截止频率 欲衰减20dB 1  20 = 20 1阶滤波器就可以了 为了保险，可用2阶 10 100 杨继深 2002年4月

根据阻抗选用滤波电路 源阻抗 电路结构 负载阻抗 高 C、、多级 、多级 低 反、多级反 L、多级L 规律：电容对高阻，电感对低阻 杨继深 2002年4月

插入损耗的估算 IL C IL = 20 lg(L/Rs) ~ IL = 20 lg(CRp) Fco = 1/(2 Rp C) ~ Zs C ZL ~ IL = 20 lg(L/Rs) IL = 20 lg(CRp) L Zs ZL Fco = 1/(2 Rp C) ~ Fco = Rs/(2 L） Zs、ZL串联 Zs、ZL并联 杨继深 2002年4月

器件参数的确定 L = R / 2FC C = 1 / 2RFC 对于T形（多级T）和  形（多级）电路，最外边的电感或电容取 L/2 和 C/2，中间的不变。 杨继深 2002年4月

实际电容器的特性 ZC 电容量 谐振频率(MHZ) 1.7 4 12.6 19.3 33 42.5 60 f 引线长1.6mm的陶瓷电容器 3300 pF 19.3 1100 pF 33 680 pF 42.5 330 pF 60 实际电容 理想电容 f 1/2 LC C L 杨继深 2002年4月

陶瓷电容谐振频率 阻抗  1M 100k 10k 1m 1k 10cm 100 1cm 10 1mm 1 0.1 100pf 10k 1nf 阻抗  1m 10nf 1k 100nf 10cm 100 1f 1cm 10f 10 100f 1mm 10mf 1 0.1 10Hz 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G 杨继深 2002年4月

表面贴装电容的阻抗特性 杨继深 2002年4月

温度对陶瓷电容容量的影响 %C %C %C 0.15 5 X7R COG -5 -10 -0.15 -15 -55 125 -55 %C %C -5 -10 -0.15 -15 -55 125 -55 125 Y5V 20 %C -30 -60 杨继深 2002年4月 -30 30 90

电压对陶瓷电容容量的影响 20 COG X7R -20 %C -40 Y5V -60 -80 0 20 40 60 80 100 X7R -20 %C -40 Y5V -60 -80 0 20 40 60 80 100 %额定电压（Vdc） 杨继深 2002年4月

实际电感器的特性 ZL 绕在铁粉芯上的电感 电感量 （H） 谐振频率 (MHZ) 45 28 5.7 2.6 1.2 f 3.4 8.8 理想电感 电感量 （H） 谐振频率 (MHZ) 3.4 45 8.8 28 68 5.7 125 2.6 500 1.2 f 1/2 LC L C 杨继深 2002年4月

电感寄生电容的来源 每圈之间的电容 CTT 导线与磁芯之间的电容CTC 磁芯为导体时，CTC为主要因素， 磁芯为非导体时，CTT为主要因素。 杨继深 2002年4月

克服电容非理想性的方法 大容量 小容量 衰减 并联电容 大电容 小电容 频率 电容并联 LC并联 电感并联 杨继深 2002年4月

三端电容器的原理 引线电感与电容一起构成了一个T形低通滤波器 地线电感起着不良作用 在引线上安装两个磁珠滤波效果更好 60 三端电容 普通电容 30 70 1GHz 20 60 40 引线电感与电容一起构成了一个T形低通滤波器 在引线上安装两个磁珠滤波效果更好 地线电感起着不良作用 杨继深 2002年4月

三端电容的正确使用  接地点要求： 1 干净地 2 与机箱或其它较大 的金属件射频搭接  杨继深 2002年4月

三端电容器的不足 寄生电容造成输入端、输出端耦合 接地电感造成旁路效果下降 杨继深 2002年4月

穿心电容更胜一筹 金属板隔离输入输出端 一周接地电感很小 杨继深 2002年4月

穿心电容的插入损耗 插入损耗 理想电容 普通电容 穿心电容 频率 1GHz 杨继深 2002年4月

穿心电容、馈通滤波器 以穿心电容为基础的馈通滤波器广泛应用于RF滤波 杨继深 2002年4月

馈通滤波器使用注意事项 必须安装在金属板上，并在一周接地 最好焊接，螺纹安装时要使用带齿垫片 焊接时间不能过长 上紧螺纹时扭矩不能过大 杨继深 2002年4月

线路板上使用馈通滤波器 上面 底面 线路板地线面 杨继深 2002年4月

磁芯对电感寄生电容的影响 铁粉芯 C = 4.28pf C = 3.48pf 19% 杨继深 2002年4月

减小电感寄生电容的方法 如果磁芯是导体，首先： 用介电常数低的材料增加绕组导体与磁芯之间的距离 然后： 起始端与终止端远离（夹角大于40度） 尽量单层绕制，并增加匝间距离 多层绕制时， 采用“渐进”方式绕，不要来回绕 分组绕制 （要求高时，用大电感和小电感串联起来使用） 杨继深 2002年4月

共模扼流圈 共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销，因此磁芯不会饱和。 杨继深 2002年4月

电感磁芯的选用 铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁芯 铁氧体：最常用 锰锌：r = 500 ~ 10000，R = 0.1~100m 铁氧体：最常用 镍锌：r = 10 ~ 100，R = 1k ~ 1Mm 超微晶：r > 10000，做大电感量共模扼流圈的磁心 杨继深 2002年4月

干扰抑制用铁氧体 Z = jL + R L R(f) Z R  1MHz 10MHz 100MHz 1000MHz 杨继深 2002年4月

铁氧体磁环使用方面的一些问题     300个 30个 ½匝 无偏置 有偏置 1½匝 125 600 1250 4500 1 10 100 1000 0.1 1 10 100 1000   ½匝 无偏置 有偏置 1½匝 杨继深 2002年4月

低通滤波器对脉冲信号的影响 杨继深 2002年4月

信号滤波器的安装位置 有屏蔽的场合：在屏蔽界面上 无屏蔽的场合 滤波器靠近被滤波导线的靠近器件或线路板一端。 板上滤波器 杨继深 2002年4月

线路板的干净地与金属机箱或大金属板紧密搭接 板上滤波器的注意事项 滤波器要并排安装 为滤波设置干净地 滤波器靠近接口 在接口处设置档板 线路板的干净地与金属机箱或大金属板紧密搭接 杨继深 2002年4月

面板上滤波的简易（临时）方法 容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短 杨继深 2002年4月

电缆滤波的方法 屏蔽盒 连接器 馈通滤波器 杨继深 2002年4月

自制面板滤波器 螺纹盲孔 锡焊，保证完全隔离 滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器 连接器按照需要选择，也可以是引线 杨继深 2002年4月

面板安装滤波器注意事项 滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！ 杨继深 2002年4月

使用形滤波器的注意事项 实际干扰电流路径 滤波器接地阻抗 预期干扰电流路径 杨继深 2002年4月

电源线滤波器的基本电路 共模扼流圈 差模电容 共模电容 共模滤波电容受到漏电流的限制 杨继深 2002年4月

电源线滤波器的特性 损耗 频率 30MHz 一般产品说明书上给出的数据是50条件下的测试结果。 理想滤波器特性 实际滤波器特性 越来越受到关注 频率 30MHz 一般产品说明书上给出的数据是50条件下的测试结果。 杨继深 2002年4月

高频滤波性能的重要性 滤波器高频性能差 无滤波 杨继深 2002年4月 滤波器高频性能好

改善滤波器高频特性的方法 精心绕制或多个电感串联 或 杨继深 2002年4月

注意插入增益问题 50 / 50 插入损耗 100 / 0.1 或 0.1 / 100 频率 -10 杨继深 2002年4月

选择滤波器的保险方法 滤波器 滤波器 ~ ~ 0.1 100 100 0.1 衰减 50条件下的插入损耗 0.1/100条件下的插入损耗 插入损耗增益会暴露出来 杨继深 2002年4月

器件距离对高频性能的影响 杨继深 2002年4月

滤波器安装在线路板的问题 机箱内干扰 电源线泄漏严重 杨继深 2002年4月

线路板上滤波的改进方法 被滤波器挡住 被滤波器旁路掉 机箱内干扰 面板滤波器 电源线无泄漏 杨继深 2002年4月

电源线滤波器的错误安装 输入线过长 PCB 滤波器 输入、输出耦合 PCB 滤波器 杨继深 2002年4月

电源线滤波器的错误安装 PCB 滤波器 绝缘漆 接地线 滤波器通过细线接地，高频效果很差！ 杨继深 2002年4月

滤波器的正确安装 PCB PCB 滤 波 器 电源 滤波电路 杨继深 2002年4月

这样试一试 机箱内 机箱外 屏蔽箱 杨继深 2002年4月

还要注意的一个小问题 杨继深 2002年4月