集成差共模滤波器介绍

集成差共模滤波器介绍第1页，共22页，2023年，2月20日，星期四传导EMI干扰信号有两种:差模和共模干扰信号.差模信号可以用串在电源火线或中线之间的电感(差模电感)来削弱或消除;而共模信号则是通过绕在同一磁心上的两个电感(共模电感)来削弱或消除,其中一个串在电源的火在线,另一个则串在电源的中在线.如下图示:LNL’N’Fig.1Typicallinefilterconfiguration第2页，共22页，2023年，2月20日，星期四传导EMI干扰信号有两种:差模和共模干扰信号.差模信号可以用串在电源火线或中线之间的电感(差模电感)来削弱或消除;而共模信号则是通过绕在同一磁心上的两个电感(共模电感)来削弱或消除,其中一个串在电源的火在线,另一个则串在电源的中在线.如下图示:第3页，共22页，2023年，2月20日，星期四PatentbyMotorolaLighting,Inc.优点：结构简单，构思巧妙。缺点：共模，差模共享磁路太长，工作电流产生的偏磁作用使共模电感降低很大.第4页，共22页，2023年，2月20日，星期四PatentbyMagnetekInc.第5页，共22页，2023年，2月20日，星期四EMI应注意应能够EMS不產生電磁雜訊妨礙其他電子設備就是EMC的觀念不受其他電子設備所產生的電磁影響图2.EMC的观念第6页，共22页，2023年，2月20日，星期四二.EMI/EMS之分类:CSEMCEMIEMSRSRECEEMC:ELECTRO-MAGNETICCOMPATIBILITY(电磁相容)EMI:ELECTRO-MAGNETICINTERFERENCE(电磁干扰)EMS:ELECTRO-MAGNETICSUSCEPTIBILITY(电磁免疫)CE:CONDUCTEDEMMISSION(传导性电磁干扰)RE:RADIATEDEMMISSION(辐射性电磁干扰)CS:CONDUCTEDSUSCEPTIBILITY(对传导性电磁干扰的免疫)RS:RADIATEDSUSCEPTIBILITY(对幅射性电磁干扰的免疫)第7页，共22页，2023年，2月20日，星期四无论是传导性EMI(ConductedEMI)还是辐射性EMI(RadiatedEMI)均有差模(differentialmodenoise)和共模(commonmodenoise)之分.三.EMI之产生,解决方案及国际标准.1.EMI产生(1)自然界所产生的电磁干扰:a.电?磁场(low-frequencyelectricandmagneticfield)b.雷击(lightning)c.高频电磁波（high-frequencyelectromagneticfield）第8页，共22页，2023年，2月20日，星期四(2)人为设备所产生干扰ａ.射频发射机(radiotransmitter)b.数字讯号处理与传输(digitalsignalprocessingandtransmission)c.电热应用(electro-heatapplication)d.电力设备及输电(powerconditioningandtransmission)Ⅰ.低频导电性(lowfrequencyconducted)干扰(谐波?电压变动?电压瞬降?不平衡?载波讯号?其它低频)Ⅱ.高频辐射性(highfrequencyradiated)干扰Ⅲ.高频导电性(highfrequencyconducted)干扰(低电压系统的尖波?高电压变电所的突波电压Ⅳ.高频辐射性(highfrequencyradiated)干扰e.开关时的瞬时(switchingtransient)f.静电放电(electrostaticdischarge,ESD)g.核爆电磁脉波(nuclearelectromagneticpulse,NEMP)第9页，共22页，2023年，2月20日，星期四2.EMI的表现形态:

(1)由电源电路进入的噪声干扰(2)由讯号线的噪声干扰(3)由静电感应引起的噪声干扰(4)电磁感应引起的噪声干扰(5)由电磁波引起的噪声干扰(6)由电路间共同阻抗引起的噪声干扰(7)由反射引起的噪声干扰(8)由接地或屏蔽不当引起的噪声干扰(9)由配线不良引起的噪声干扰(10)由接地不良引起的噪声干扰第10页，共22页，2023年，2月20日，星期四3.噪声干扰的对策:(1)接地(Grounding)(2)屏蔽(Shielding)(3)滤波(Filtering)(4)平衡(Balancing)(5)隔离(Isolation)(6)分离与取向(SeparationandOrientation)(7)电路阻抗控制(Circuitimpedancelevelcontrol)(8)配线设计(Cabledesign)(9)速度与频宽控制(Speedandbandwidthcontrol)第11页，共22页，2023年，2月20日，星期四4.有关EMI的国际标准

EMCREGULATIONSFCC:FEDERALCOMMUNICATIONSCOMMISSIONCISPR:INTERNATIONALSPECIALCOMMITTEEONRADIOINTERFERENCEVDE:ASSOCIATIONOFWESTGERMANYELECTRICALENGINEERSVCCI:VOLUNTARYCONTROLCOUNCILFORINTERFERENCE第12页，共22页，2023年，2月20日，星期四Table1FCCClassARadiatedEmissionLimitsFrequencyMeasuringField(MHz)DistanceStrength(m)(uV/m)30-88303088-2163050216-10003070FrequencyMeasuringField(MHz)DistanceStrength(m)(uV/m)30-88310088-2163150216-10003200Table2FCCClassBRadiatedEmissionLimits第13页，共22页，2023年，2月20日，星期四四.传导性EMI和辐射性EMI如前所述,电磁干扰(EMI)有两种传播途径:传导(Conduction)和辐射(Radiation),即电磁干扰分为传导性电磁干扰(ConductedEMI)和辐射性电磁干扰(RadiatedEMI)两种.电磁干扰在电子仪器设备中产生噪音,相应地,噪音亦分为传导性噪音效(Conductednoise)和辐射性噪音(Radiatednoise)a.当电磁干扰波的频率小于30MHz时,电磁干扰主要是以传导方式在电子设备中产生传导性噪音,可通过测试电源线感应的电压来衡量干扰程度.b.当电磁干扰波的频率高于30MHz时,电磁干扰主要以辐射方式在电子设备中产生辐射噪,以直接测量传播到空间的干扰波来评价干扰程度.无论传导噪音还是辐射噪音,都分为共模(或共态)噪音(commonmodenoise)和差模(或常模?常态)(differentialmodenoise或normalmodenoise)两种.通常共模噪音比差模噪音更难控制.第14页，共22页，2023年，2月20日，星期四四.传导性EMI和辐射性EMI如前所述,电磁干扰(EMI)有两种传播途径:传导(Conduction)和辐射(Radiation),即电磁干扰分为传导性电磁干扰(ConductedEMI)和辐射性电磁干扰(RadiatedEMI)两种.电磁干扰在电子仪器设备中产生噪音,相应地,噪音亦分为传导性噪音效(Conductednoise)和辐射性噪音(Radiatednoise)a.当电磁干扰波的频率小于30MHz时,电磁干扰主要是以传导方式在电子设备中产生传导性噪音,可通过测试电源线感应的电压来衡量干扰程度.b.当电磁干扰波的频率高于30MHz时,电磁干扰主要以辐射方式在电子设备中产生辐射噪,以直接测量传播到空间的干扰波来评价干扰程度.无论传导噪音还是辐射噪音,都分为共模(或共态)噪音(commonmodenoise)和差模(或常模?常态)(differentialmodenoise或normalmodenoise)两种.通常共模噪音比差模噪音更难控制.第15页，共22页，2023年，2月20日，星期四一).辐射噪音之抑制方法.辐射性EMI产生如右图:抑制辐射噪音的主要方法有屏蔽第16页，共22页，2023年，2月20日，星期四差模噪音是讯号线与其回路之间的噪声,其传导方式如图(b)二)传导性EMI(或噪音)如前所述,传导性噪音亦分为共模和差模两种.共模噪音是讯号或其回路与大地间之噪声,其传导方式如图(a).第17页，共22页，2023年，2月20日，星期四抑制传导性噪音的方法是滤波(filter)1.滤波定义:滤波作用是利用不同频率的讯号,对于电容或电感组件会产生不同阻抗(即较高频率的讯号,其感抗较大而容抗较小,而较低频率的讯号,其感抗较小,容抗较大)而造成不同频率讯号,对于电容或电感之衰减量不同,故使所需讯号与噪声之S/N比值提高,而达到噪声干扰(噪音)防制的效果.2.滤波器之分类.(1)两种滤波类型通讯或波的滤波设计电源滤波设计用在系统内部噪音的抑制用于系统间噪音的抑制第18页，共22页，2023年，2月20日，星期四(2)四种滤波方式低通滤波(lowpassfiltering)高通滤波(highpassfiltering)带通滤波(bandpassfiltering)带止滤波(bandrejectionfiltering)DC滤波AC滤波(3)两种滤波场合第19页，共22页，2023年，2月20日，星期四由于一般之电源噪声对于电源工作频(如AC60Hz)而言,均原于高频噪声,故我们将主要讨论低通电源波器.3.低通电源滤波器之设计低通电源滤波器是排除系统间导线之噪声干扰的有效办法,其设计考虑重点为:(1)噪声(噪音)类型(2)滤波频带(3)衰减量(4)线路匹配(5)滤波组件(6)额定电压与额定电