电磁兼容技术讲座 滤波设计技术.

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1 电磁兼容技术讲座 滤波设计技术

2 滤波设计技术 超标 合格

3 滤波设计技术 主要内容 滤波电路的滤波特性 差模、共模干扰分析 实用滤波电路分析 高频滤波技术 滤波器的选择 滤波器的使用

4 滤波设计技术 干扰源 ? ×

5 滤波设计技术 电容的作用 Z f

6 滤波设计技术 电感的作用 Z f

7 滤波设计技术 电容和电感的作用 Load L ~ Load ~ C AC mains path RF path

8 滤波设计技术 电容的滤波特性 ~ VS ZS ZT V0 Zc ~ VS ZS ZT VT

9 电容的滤波特性 滤波设计技术 插入损耗（IL） ZS = ZT = 50W 1、IL关于S、T是对称的，故IL是可逆的。

10 滤波设计技术 电感的滤波特性 ~ VS ZS ZT V0 ZL ~ VS ZS ZT VT

11 电感的滤波特性 滤波设计技术 插入损耗（IL） ZS = ZT = 50W 1、IL关于S、T是对称的，故IL是可逆的。

12 滤波设计技术 电感、电容组合电路的滤波特性 ZL ~ VS ZS ZT VT Zc

13 滤波设计技术 电感、电容组合电路的滤波特性 插入损耗（IL） 1、IL关于S、T不对称，故IL不是可逆的。

14 滤波设计技术 电感、电容组合电路的滤波特性 插入损耗（IL） ZL ~ VS ZS ZT VT Zc

15 滤波设计技术 电感、电容组合电路的滤波特性 插入损耗（IL） C=100nF L=100uH

16 滤波设计技术 电感、电容组合电路的滤波特性 插入损耗（IL） C=1nF L=1uH

17 滤波设计技术 电感、电容组合电路的滤波特性 ZL ~ VS ZS ZT VT Zc

18 滤波设计技术 电感、电容组合电路的滤波特性 插入损耗（IL） 1、IL关于S、T不对称，故IL不是可逆的。

19 滤波设计技术 电感、电容组合电路的滤波特性 插入损耗（IL） ZL ~ VS ZS ZT VT Zc

20 滤波设计技术 电感、电容组合电路的滤波特性 插入损耗（IL） C=100nF L=100uH

21 滤波设计技术 低通滤波电路的几种类型 L2型 L1 型 型 T 型

22 低通滤波电路的滤波特性 滤波设计技术 滤波电路的插入损耗与二端端接电路的阻抗密切相关
同一滤波电路，当端接电路的阻抗不同时，其插入损耗可能有很大的差异 当与电感端接的电路的阻抗很小，与电容端接的电路的阻抗很大时，滤波电路有好的滤波性能 在某些频率点，LC电路可能产生谐振，这种情况下，滤波电路不仅不能对干扰进行抑制，反而会使之加强

23 滤波设计技术 差模干扰与共模干扰分析 差模（DM—Differential Mode）干扰 ~ IDM VDM

24 滤波设计技术 差模干扰与共模干扰分析 共模（CM—Common Mode）干扰 ~ ICM VCM

25 实用滤波电路分析 滤波设计技术 C1、 C4、 C5 ：X电容 L1 ：共模扼流圈 L2、 L3 ：差模电感 C2、 C3 ：Y电容 L1
N PE C1 L1 C2 C3 L2 L3 C5 C4 C1、 C4、 C5 ：X电容 L1 ：共模扼流圈 L2、 L3 ：差模电感 C2、 C3 ：Y电容

26 实用滤波电路分析 例一 滤波设计技术 L N CY2 CY3 2.2~10nf CY4 2.2~10nf CY1 2.2~10nf PE
CX L CX2 0.22~2.2μF 1 ~3mH ~2.2μF L CX R 1 ~3mH ~2.2μF 100K~200K L CX3 10~100μH ~2.2μF CY1 2.2~10nf CY2 CY3 2.2~10nf CY4 2.2~10nf 三阶滤波网络（220V，单相）

27 实用滤波电路分析 例二 滤波设计技术 L N PE CX1 L1 CX2 CY1 2.2~10nf CY2 2.2~10nf
L CX R 10 ~100uH ~2.2μF 100K~200K 2W CX L CX2 0.22~2.2μF 1 ~3mH ~2.2μF CY1 2.2~10nf CY2 2.2~10nf 二阶滤波网络（220V，单相）

28 实用滤波电路分析 例三（三相） 滤波设计技术 L1 PE L2 L3 LD LC CX CY R LC=1.5mH LD=100uH
R=1MΩ CX=0.47uF CY=4.7nF

29 滤波设计技术 实用滤波电路分析 例四 L 100μH C1 100μF C2 0.1μF 功能单板直流输入端（二次）滤波电路

30 滤波设计技术 单板上滤波电路的布局 滤波电路 输出电路 电源电路 电源电路 输出电路 滤波电路 √

31 滤波设计技术 滤波器件的高频特性 电容的阻抗特性 理想电容 实际电容 C L R C Z f Z fo f

32 滤波器件的高频特性 滤波设计技术 实际电容的特性 自谐振频率： 自谐振频率越高越好 电容量 谐振频率(MHZ) 1.7 4 12.6
引线长1.6mm的陶瓷电容器 电容量 谐振频率(MHZ) 1 F 1.7 0.1 F 4 0.01F 12.6 3300 pF 19.3 1100 pF 33 680 pF 42.5 330 pF 60 自谐振频率： 自谐振频率越高越好 L：尽可能小 C：合理选取

33 滤波设计技术 滤波器件的高频特性 电感的阻抗特性 实际电感 C L R 理想电感 L Z f Z fo f

34 滤波器件的高频特性 滤波设计技术 实际电感的特性 自谐振频率： 自谐振频率越高越好 绕在铁粉芯上的电感 电感量 （H） 谐振频率
( MHZ ) 3.4 45 8.8 28 68 5.7 125 2.6 500 1.2 自谐振频率越高越好 C：尽可能小 L：合理选取

35 高频滤波技术 滤波设计技术 大小电容并联 C1 / C2 : 10 ~ 100 Z f f1 f2 大容量C1 小容量C2
电容并联 LC并联 电感并联 小电容 大电容 f f1 f2

36 滤波设计技术 高频滤波技术 使用三端电容器 T型滤波电路 三端电容 普通电容 Z f 该引线电感有害，应尽量小

37 滤波设计技术 高频滤波技术 使用三端电容器  接地点要求： 1 干净地 2 与机箱或其它较大 的金属件良好搭接 

38 滤波设计技术 高频滤波技术 采用穿芯电容 IL f 普通电容 穿心电容 金属板隔离输入输出端

39 滤波设计技术 高频滤波技术 利用穿芯电容制作的馈通滤波器

40 滤波设计技术 高频滤波技术 利用穿芯电容制作的馈通滤波器

41 滤波设计技术 高频滤波技术 采用铁氧体（磁环、磁珠） Z Z = jL + R f R ZF L

42 滤波器的作用 滤波设计技术 对沿导线传播的电磁骚扰进行抑制，使设备满足传导发射指标要求。
与金属屏蔽体一起构成完整的屏蔽体系，使设备满足辐射发射指标要求。 信号滤波器 电源滤波器

43 滤波设计技术 滤波器的选择 额定电流 / 电压 阻抗特性 滤波性能—插入损耗 安全性要求

44 滤波器的选择 滤波器技术条件（举例） 滤波设计技术 最大工作电压：250VAC，50/60Hz 工作频率：DC—400Hz
最大漏电流：1mA 耐压测试 线—地：2000VAC，1分钟 线—线：1700VAC，1分钟 温度范围：-25℃~85℃ 额定电流：10A at 40 ℃ 插入损耗：列表或图示

45 滤波器的选择 滤波器的滤波性能与设备的阻抗特性密切相关 滤波器的滤波性能可能随设备运行状态的变化而改变
滤波设计技术 滤波器的选择 滤波器的滤波性能与设备的阻抗特性密切相关 滤波器的滤波性能可能随设备运行状态的变化而改变 滤波器是否满足要求只能由实际的测试来确定 不存在通用或普适的滤波器 !

46 滤波设计技术 滤波器的使用 滤波器的使用正确与否对其滤波性能的影响很大，只有正确使用，才能达到预期的效果。

47 滤波器的使用 滤波设计技术 滤波器的外壳必须与设备的金属机壳实现可靠的电气接触，设备的金属机壳应可靠接大地 。 滤波器 实际干扰电流路径 Z
预期干扰电流路径 实际干扰电流路径 滤波器

48 滤波设计技术 滤波器的使用 滤波器通过较长细线接地，效果差 滤波器 绝缘漆 PCB 接地线 金属机壳

49 滤波设计技术 滤波器的使用 滤波器的输入输出引线应拉开距离，严禁并行走线和交叉走线。 滤波器 输入 输出 滤波器 输入 输出

50 滤波设计技术 滤波器的使用 滤波器的输入、输出引线之间尽可能实现屏蔽隔离。 滤波器 输入 输出 金属机壳 输入 输出 金属机壳 滤波器 √

51 滤波设计技术 滤波器的使用

52 滤波器的使用 √ √ 滤波设计技术 金属屏蔽体上不允许有任何导线 穿过。当有导线穿过金属屏蔽体时，须使用馈通滤波器。 馈通滤波器
（穿芯电容） 滤波 连接器 √

53 滤波设计技术 滤波器的使用 馈通滤波器 必须安装在金属板上，并在一周接地 对于螺装器件，安装时要使用带齿垫片，上紧螺纹时扭矩不能过大

54 滤波设计技术 滤波器的使用 滤波连接器 滤波连接器与金属面板之间必须使用电磁密封衬垫

55 滤波器的使用 铁氧体器件 滤波设计技术 铁氧体磁环应尽量靠近干扰源安装。对于屏蔽机箱上的电缆，磁环要尽量靠近机箱的电缆进出口。 金属机壳
铁氧体磁环应尽量靠近干扰源安装。对于屏蔽机箱上的电缆，磁环要尽量靠近机箱的电缆进出口。 金属机壳 PCB 金属机壳 PCB

56 滤波器的使用 铁氧体器件 滤波设计技术 为防止电流过大引起铁氧体磁饱和，在电源线上使用时，可以将电源线与其回流线同时穿过铁氧体。 金属机壳
Power

57 滤波器的使用 铁氧体器件 滤波设计技术 在使用空间允许的条件下，选择内孔尽量小、尽量长的铁氧体磁环。
在使用空间允许的条件下，选择内孔尽量小、尽量长的铁氧体磁环。 将线缆绕磁环一圈, 可获得更好的抑制效果。 线缆绕磁环过多，会破坏高频性能。

58 滤波设计技术 案例 L N PE 220VAC

59 滤波设计技术 案例 CLASS A：平均值限值

60 滤波设计技术 案例 L N PE C1 L1 C2 L1 : 2mH；8mH C1 ，C2 : 1uF

61 滤波设计技术 案例 L1 = 2mH

62 滤波设计技术 案例 L1 = 8mH

63 滤波设计技术 案例 结论： 滤波电路级数越多，其滤波性能越好 滤波器件的参数以试验数据来确定 滤波电路的滤波性能以试验结果为准

64 谢 谢 滤波设计技术