從抗電磁干擾角度來(lái)說(shuō)，電源EMI濾波器實(shí)際是一個(gè)只允許直流和工頻通過(guò)的低通濾波器，即從零頻(直流)至截止頻率(工頻)的通帶內(nèi)以最小衰減通過(guò)電流(或電壓)。對(duì)電磁干擾的阻帶，要求盡可能高的衰減，過(guò)渡帶曲線盡可能陡(即過(guò)渡帶盡可能窄)。由于EMI濾波器衰減的定義與傳統(tǒng)濾波器不同，所以，傳統(tǒng)濾波器的各種傳遞函數(shù)表達(dá)式和現(xiàn)成的數(shù)據(jù)及圖表均不能直接用于EMI濾波器的設(shè)計(jì)。EMI濾波器的衰減用插入損耗來(lái)表示，本文將解析電源EMI濾波器插入損耗的計(jì)算，以及影響插入損耗的各種原因和改進(jìn)方法。
EMI濾波器插入損耗的理論分析
EMI濾波器插入損耗IL定義如下：
IL=10log(P1/P2)=20log(U1/U2) (1)
式中，P1和U1分別表示當(dāng)EMI濾波器未插入前(圖1(a))，從噪聲源us傳遞到負(fù)載RL的功率和電壓；P2和U2分別表示當(dāng)EMI濾波器接入后(圖1(b))，從噪聲源傳遞到負(fù)載的功率和電壓。
圖1 EMI濾波器接入前、后的電路
理論分析EMI濾波器的IL時(shí)，把濾波器網(wǎng)絡(luò)用A參數(shù)來(lái)表示：
(2)
則可求得EMI濾波器的IL表達(dá)式為：
IL=20log|(a11RL+a12+a21RSRL +a22RL)/(RS+RL)| (3)
圖2為高性能的EMI濾波器。其中，E表示共模信號(hào)輸入端。圖2中網(wǎng)絡(luò)的共模等效電路如圖3(a)所示，差模等效電路如圖3(b)所示。圖3(b)中Le1、Le2、Cxi，i=1，2，3，分別表示等效電感和電容。
圖2 EMI濾波器網(wǎng)絡(luò)
圖3 圖2網(wǎng)絡(luò)的共模與差模等效電路
由圖3(a)并根據(jù)式(4)可求得共模插入損耗為：
ILCM=10lg|(RS+RL-ω2CyD12+ω2D22)|-20lg(RS+RL) (4)
式中，D1=L1RL+L2RS;D2=L1+L2-ω2L1L2Cy+CyRSRL
由圖3(b)同理可求得差模插入損耗為：
ILDM= 10lg|(B12+B2+RSRLB3)|-20lg(RS+RL) (5)
式中，B1=RL(1-ω2Cx2Le2)-ω2Cx2Le1(1-ω2Cx3Le2)+RS(1-ω2Cx2Le2)-ω2Cx1Le2- ω2Cx1Le1(1-ω2Cx2Le2);B2=ωLe2+ωLe1(1-ω2Cx2Le2)；B3=ωCx3+ωCx2(1- ω2Cx3Le2)+ωCx1(1-ω2Cx3Le2)–ω3Cx1Cx3Le1-ω3Cx1Cx2Le1(1-ω2Cx3Le2)。
