开关电源中的滤波器

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开关电源充产生的电磁干扰以传导干扰为主，而传导干扰又分为差模和共模干扰两种。共模干扰通常要比差模干扰产生更大的辐射型EMI。目前抑制传导EMI最有效的方法是采用无源滤波技术。

EMI滤波器能有效抑制电网噪声，提高开关电源充电器的抗干扰能力及可靠性。单级PFC变换器的PFC级工作在不连续导电模式下，其输入电流波形为脉动三角波，因此交流AC输入前端需添加EMI滤波器，来滤除高频纹波。开关电源的EMI滤波器安装在电源线与开关电源之间，既可以用于抑制电源线引出的传导干扰，又可以降低从电网引入的传导干扰，对提高开关电源的可靠性有重要的作用。

单级电源线滤波器对源和负载的阻抗都是很敏感，当工作在实际的源和负载阻抗条件下，它很容易产生增益，而不是衰减。这种增益通常出现在150KHz~10MHz的频率范围内，其幅度可以达到10~20dB. 因此在产品上安装一个不适合的滤波器后，可能会增加发射强度或使敏感性变得更糟。

两级或更多级的滤波器，可以使内部节点保持在相对稳定的阻抗上，因此对负载及源的阻抗依赖不是很大，可以提供接近50/50欧姆的指标性能。当然，这些滤波器的体积更大，价格更高。

大多数电源线滤波器采用共模电感和连接在相线间的X型电容来处理差模干扰。如果滤波器用于解决开关电源电路产生的低频高强度干扰问题，则通常需要比X型电容所能提供的差模衰减更大的衰减，这时需要采用差模电感。由于磁芯会发生饱和现象，所以很难以较小的体积获得较大的电感量，这样一来这些滤波器一般体积比较大而且也比较昂贵。

大多数电源线滤波器采用Y型电容，这些电容连接在相线与地线之间。为了确保电源线滤波器采用的Y型电容的泄漏电流不超过相关安全标准限定的地线允许泄漏值，这些电容的值大约为几微法。一般Y型电容应连接到噪声干扰较大的导线上（如开关电源中的整流器等）。

对于应用于医疗设备中的开关电源（IEC60601标准），特别是与患者身体接触的，要求地线泄漏电流值相当低，因此使用任意一种Y型电容都是不行的。这时采用的滤波器需要更大的电感或采用多级级联，因此其体积较大，价格较高。

在较大的系统里，来自大量Y型小电容的地线泄漏会产生很大的地线电流，这样就会产生地线电压差，从而导致不同设备间的互连电缆上产生“嗡嗡”的交流声和瞬态高电平。现在的最佳解决方案是采用等势三维地线搭接，但许多陈旧的设施中不能实现这一点。因此，用在大系统里的设备上的开关电源应使用Y型电容很小或根本没有Y型电容的滤波器。

最好使用满足安全认证的电源线滤波器，这些滤波器的安全性、可靠性、温度范围、额定电压和电流，以及恰当的安全标准的应用业已由厂家认证通过。