实践电磁兼容技术课件

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。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1共模和差模电流~~共模和差模电流~~2共模/差模干扰的产生VVICMICMICMIDM共模/差模干扰的产生VVICMICMICMIDM3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）开关电源噪声50Hz的奇次谐波（1、3、5、7）4干扰滤波器的种类衰减衰减衰减衰减低通带通高通带阻3dB截止频率干扰滤波器的种类衰减衰减衰减衰减低通带通高通带阻3dB截止频5低通滤波器类型CTL反低通滤波器类型CTL反6电路与插入损耗的关系20406080100

fc10fc100fc1000fc

5阶

4阶

3阶

2阶

1阶20N/十倍频程6N/倍频程插入损耗dB电路与插入损耗的关系20406080100fc7确定滤波器阶数50100欲衰减20dB46=2420至少4阶滤波器10100120=201阶滤波器就可以了为了保险，可用2阶欲衰减20dBL、C的数值决定截止频率阶数决定过渡带的陡度确定滤波器阶数50100欲衰减20dB46=248根据阻抗选用滤波电路规律：电容对高阻，电感对低阻根据阻抗选用滤波电路规律：电容对高阻，电感对低阻9插入损耗的估算Fco=1/(2RpC)ZL~Zs、ZL并联CIL=20lg(CRp)ILIL=20lg(L/Rs)Fco=Rs/(2L）Zs、ZL串联~ZsLZsZL插入损耗的估算Fco=1/(2RpC)ZL~Zs、10器件参数的确定LCRRL=R/2FCC=1/2RFC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。器件参数的确定LCRRL=R/2FC11实际电容器的特性ZC实际电容理想电容f引线长1.6mm的陶瓷电容器1/2LCCL实际电容器的特性ZC实际电容理想电容f引线长1.6mm的陶瓷12温度对陶瓷电容容量的影响0.15-0.150-551255-150-55125-10-5COGX7R-6020-3090-300Y5V30%C%C%C温度对陶瓷电容容量的影响0.15-0.150-551255-13电压对陶瓷电容容量的影响COGX7RY5V200-20-40-60-80020406080100

%额定电压（Vdc）%C电压对陶瓷电容容量的影响COGX7RY5V200-20-4014实际电感器的特性ZL理想电感实际电感f绕在铁粉芯上的电感1/2LCLC实际电感器的特性ZL理想电感实际电感f绕在铁粉芯上的15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。电感寄生电容的来源每圈之间的电容CTT磁芯为导体时，CTC16克服电容非理想性的方法衰减电容并联LC并联

电感并联小电容大电容并联电容频率大容量小容量克服电容非理想性的方法衰减电容并联LC并联17三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三端电容普通电容3070

1GHz206040三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18三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三端电容的正确使用接地点要求：19三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20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21穿心电容的插入损耗插入损耗频率1GHz普通电容理想电容穿心电容穿心电容的插入损耗插入损耗频率1GHz普通电容理想电容穿心电22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23线路板上使用馈通滤波器线路板地线面上面底面线路板上使用馈通滤波器线路板地线面上面底面24磁芯对电感寄生电容的影响铁粉芯C=4.28pfC=3.48pf19%铁氧体（锰锌）C=49pfC=51pf4%磁芯对电感寄生电容的影响铁粉芯25减小电感寄生电容的方法然后：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）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减小电感寄生电容的方法然后：如果磁芯是导体，首先：26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。有意增加漏磁，利用差模电感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27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=0.1~100m镍锌：r=10~100，R=1k~1Mm超微晶：r>10000，做大电感量共模扼流圈的磁心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28电感量与饱和电流的计算SD1D2饱和电流：Imax=BmaxS(D1-D2)/2L电感量：L（nH）=0.2N2rS(mm)ln(D1/D2)电感量厂家手册给出厂家经常给出每匝的电感量“AL”，则L（nH）=ALN2电感量与饱和电流的计算SD1D2饱和电流：电感量：电感量厂家29干扰抑制用铁氧体Z=jL+R

RZLR(f)1MHz10MHz100MHz1000MHz干扰抑制用铁氧体Z=jL+RRZLR(f)130铁氧体磁环使用方面的一些问题110100100012545001250600300个30个0.11101001000½匝1½匝无偏置有偏置铁氧体磁环使用方面的一些问题1131低通滤波器对脉冲信号的影响低通滤波器对脉冲信号的影响32信号滤波器的安装位置板上滤波器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。有屏蔽的场合：在屏蔽界面上信号滤波器的安装位置板上滤波器无屏蔽的场合滤波器靠近被滤波导33板上滤波器的注意事项滤波器要并排安装线路板的干净地与金属机箱或大金属板紧密搭接为滤波设置干净地在接口处设置档板滤波器靠近接口板上滤波器的注意事项滤波器要并排安装线路板的干净地与金属机箱34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35电缆滤波的方法屏蔽盒馈通滤波器连接器滤波连接器虽然是最佳选择，但是当空间允许时，也可以这样：电缆滤波的方法屏蔽盒馈通滤波器连接器滤波连接器36自制面板滤波器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，也可以是引线锡焊，保证完全隔离螺纹盲孔自制面板滤波器滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤37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！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！38使用形滤波器的注意事项滤波器接地阻抗预期干扰电流路径实际干扰电流路径对接地没有把握时，避免使用形滤波器！使用形滤波器的注意事项滤波器接地阻抗预期干扰电流路径实际干39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40电源线滤波器的特性损耗频率理想滤波器特性实际滤波器特性一般产品说明书上给出的数据是50条件下的测试结果。30MHz越来越受到关注电源线滤波器的特性损耗频率理想滤波器特性实际滤波器特性一般产41改善滤波器高频特性的方法或精心绕制或多个电感串联改善滤波器高频特性的方法或精心绕制或多个电感串联42注意插入增益问题0-1050/50100/0.1或0.1/100频率插入损耗解决办法：差模电感上并联电阻（50~1k)，差模电容上串联电阻（0.5~10）注意插入增益问题0-1050/50100/0.43选择滤波器的保险方法滤波器~0.1100滤波器~0.11000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选择滤波器的保险方法滤波器~0.1100滤波器~0.144电源线滤波器的错误安装PCB滤波器滤波器输入线过长输入、输出耦合PCB电源线滤波器的错误安装PCB滤波器滤波器输入线过长输入、输出45电源线滤波器的错误安装滤波器绝缘漆PCB滤波器通过细线接地，高频效果很差！接地线电源线滤波器的错误安装滤波器绝缘漆PCB滤波器通过细线接地，46滤波器的正确安装滤波器PCB

滤波器直接接地尽量短输入、输出线隔离滤波器安装在线路板上时，在电源线入口处增加一只高频共模滤波器电源PCB滤波电路滤波器的正确安装滤PCB滤波器直接接地尽量短滤波器安装在线47低通滤波器对脉冲干扰的抑制AfILf+fCOfCOAf输入脉冲频谱滤波器特性输出脉冲频谱2VIPd2VIPd相当于脉冲的上升时间和脉宽变大，而幅度没有减小。低通滤波器对脉冲干扰的抑制AfILf+fCOfCOAf输入脉48抑制脉冲干扰的方法2VIPd瞬态抑制器件与低通滤波器一起使用脉冲干扰频谱经过瞬态抑制频谱低通滤波后频谱抑制脉冲干扰的方法2VIPd瞬态抑制器件与低通滤波器一起使用49精品课件！精品课件！50精品课件！精品课件！51解决谐波问题交流输入直流输出电压提升器控制电路整流后电压整流后电流输出电压整流后电压整流后电流直流输出电压提升电压解决谐波问题交流输入直流输出电压提升器控制整流后电压整流后52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。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53共模和差模电流~~共模和差模电流~~54共模/差模干扰的产生VVICMICMICMIDM共模/差模干扰的产生VVICMICMICMIDM55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）开关电源噪声50Hz的奇次谐波（1、3、5、7）56干扰滤波器的种类衰减衰减衰减衰减低通带通高通带阻3dB截止频率干扰滤波器的种类衰减衰减衰减衰减低通带通高通带阻3dB截止频57低通滤波器类型CTL反低通滤波器类型CTL反58电路与插入损耗的关系20406080100

fc10fc100fc1000fc

5阶

4阶

3阶

2阶

1阶20N/十倍频程6N/倍频程插入损耗dB电路与插入损耗的关系20406080100fc59确定滤波器阶数50100欲衰减20dB46=2420至少4阶滤波器10100120=201阶滤波器就可以了为了保险，可用2阶欲衰减20dBL、C的数值决定截止频率阶数决定过渡带的陡度确定滤波器阶数50100欲衰减20dB46=2460根据阻抗选用滤波电路规律：电容对高阻，电感对低阻根据阻抗选用滤波电路规律：电容对高阻，电感对低阻61插入损耗的估算Fco=1/(2RpC)ZL~Zs、ZL并联CIL=20lg(CRp)ILIL=20lg(L/Rs)Fco=Rs/(2L）Zs、ZL串联~ZsLZsZL插入损耗的估算Fco=1/(2RpC)ZL~Zs、62器件参数的确定LCRRL=R/2FCC=1/2RFC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。器件参数的确定LCRRL=R/2FC63实际电容器的特性ZC实际电容理想电容f引线长1.6mm的陶瓷电容器1/2LCCL实际电容器的特性ZC实际电容理想电容f引线长1.6mm的陶瓷64温度对陶瓷电容容量的影响0.15-0.150-551255-150-55125-10-5COGX7R-6020-3090-300Y5V30%C%C%C温度对陶瓷电容容量的影响0.15-0.150-551255-65电压对陶瓷电容容量的影响COGX7RY5V200-20-40-60-80020406080100

%额定电压（Vdc）%C电压对陶瓷电容容量的影响COGX7RY5V200-20-4066实际电感器的特性ZL理想电感实际电感f绕在铁粉芯上的电感1/2LCLC实际电感器的特性ZL理想电感实际电感f绕在铁粉芯上的67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。电感寄生电容的来源每圈之间的电容CTT磁芯为导体时，CTC68克服电容非理想性的方法衰减电容并联LC并联

电感并联小电容大电容并联电容频率大容量小容量克服电容非理想性的方法衰减电容并联LC并联69三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三端电容普通电容3070

1GHz206040三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70三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三端电容的正确使用接地点要求：71三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72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73穿心电容的插入损耗插入损耗频率1GHz普通电容理想电容穿心电容穿心电容的插入损耗插入损耗频率1GHz普通电容理想电容穿心电74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75线路板上使用馈通滤波器线路板地线面上面底面线路板上使用馈通滤波器线路板地线面上面底面76磁芯对电感寄生电容的影响铁粉芯C=4.28pfC=3.48pf19%铁氧体（锰锌）C=49pfC=51pf4%磁芯对电感寄生电容的影响铁粉芯77减小电感寄生电容的方法然后：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）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减小电感寄生电容的方法然后：如果磁芯是导体，首先：78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。有意增加漏磁，利用差模电感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79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=0.1~100m镍锌：r=10~100，R=1k~1Mm超微晶：r>10000，做大电感量共模扼流圈的磁心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80电感量与饱和电流的计算SD1D2饱和电流：Imax=BmaxS(D1-D2)/2L电感量：L（nH）=0.2N2rS(mm)ln(D1/D2)电感量厂家手册给出厂家经常给出每匝的电感量“AL”，则L（nH）=ALN2电感量与饱和电流的计算SD1D2饱和电流：电感量：电感量厂家81干扰抑制用铁氧体Z=jL+R

RZLR(f)1MHz10MHz100MHz1000MHz干扰抑制用铁氧体Z=jL+RRZLR(f)182铁氧体磁环使用方面的一些问题110100100012545001250600300个30个0.11101001000½匝1½匝无偏置有偏置铁氧体磁环使用方面的一些问题1183低通滤波器对脉冲信号的影响低通滤波器对脉冲信号的影响84信号滤波器的安装位置板上滤波器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。有屏蔽的场合：在屏蔽界面上信号滤波器的安装位置板上滤波器无屏蔽的场合滤波器靠近被滤波导85板上滤波器的注意事项滤波器要并排安装线路板的干净地与金属机箱或大金属板紧密搭接为滤波设置干净地在接口处设置档板滤波器靠近接口板上滤波器的注意事项滤波器要并排安装线路板的干净地与金属机箱86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87电缆滤波的方法屏蔽盒馈通滤波器连接器滤波连接器虽然是最佳选择，但是当空间允许时，也可以这样：电缆滤波的方法屏蔽盒馈通滤波器连接器滤波连接器88自制面板滤波器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，也可以是引线锡焊，保证完全隔离螺纹盲孔自制面板滤波器滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤89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！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！90使用形滤波器的注意事项滤波器接地阻抗预期干扰电流路径实际干扰电流路径对接地没有把握时，避免使用形滤波器！使用形滤波器的注意事项滤波器接地阻抗预期干扰电流路径实际干91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92电源线滤波器