基本滤波技术 

　　滤波是抑制干扰的一种有效措施，尤其是对开关电源EMI信号的传导干扰和辐射干扰。 

　　削弱传导干扰，把EMI信号控制在有关电磁兼容性（EMC）标准规定的极限电平以下，最有效的方法就是在电源输入端加抗干扰（EMI）滤波器。EMI滤波器安装在电源线和开关电源之间。它仅允许工频电流通过，对提高开关电源的可靠性有重要作用。 

　　常用的电源滤波器如图2所示。 

　　图2 EMI基本滤波电路 

　　图中滤波电容C1、C2、C3、C4与电感L1、L2组成共模л型滤波环节，用来滤除共模干扰。C0、C5是高频旁路电容，与电感L1、L2组成差模л型滤波环节，用来滤除差模干扰。 

　　EMC很多标准规定的传导干扰电平的极限值都是从10kHz算起。开关电源的工作频率约为10kHz~100kHz。对开关电源产生的高频段EMI信号，只要选择适当的去耦电路或网络结构较为简单的EMI滤波器，就可以得到满意效果。 

　　此外，在滤波电路中，还可以采用其他专用的滤波元件，如穿心电容、铁氧化磁环等，它们能够改善滤波特性，恰当的设计或选择滤波器，并正确的安装和使用滤波器，是抗干扰技术的重要组成部分。 

　　特种滤波器件 

　　特种滤波器中的馈通型滤波器（如图3）及其延伸产品滤波阵列板和滤波连接器可有效解决高频滤波的问题。滤波器安装在金属面板上，具有很低的接地阻抗，并且利用金属面板隔离滤波器的输入和输出。 

　　图3 不同滤波电路的衰减特性  

　　馈通滤波器的电路  

　　滤波器的电路结构C型（单个穿心电容）、L形（一个穿心电容加一个电感）、T形（两个电感加一个穿心电容）、л型（两个穿心电容加一个电感）等，滤波器的电路器件越多，则滤波器的过渡带越短，阻带的插入损耗越大。选用滤波电路的依据是： 

　　1. 对干扰的衰减量：滤波器的器件数量越多，一般对干扰信号的衰减越大（但有例外，当没有符合下面第3项的原则时，衰减量可能与器件数量较少的一样）。 
　　2. 有用信号与干扰信号在频率上的差别：有用信号与干扰信号的频率相差越小，需要滤波器的器件数量越多。 
　　3. 使用滤波器的电路的阻抗：一个基本的原则是，滤波器中的电容对着高阻抗电路，电感对着低阻抗电路。这里的所谓高低，可以以50Ω为参考。 

　　馈通滤波器的使用方法 

　　馈通滤波器的使用方法有以下三种： 

　　1. 安装在屏蔽体（屏蔽盒、屏蔽机箱）的面板上。 

　　这是最基本的使用方法，当有导线要穿过屏蔽体时，就需要在屏蔽体的面板上安装馈通滤波器，使导线通过馈通滤波器缠裹屏蔽体。 

　　2. 安装在线路板的底线层上，如图4。 

　　图4 馈通滤波器安装在PCB板 

       在多层线路板上，可以利用线路板的地线层做隔离层和接地层。 

　　1. 安装在电路之间的隔离板上，如图5。 

　　图5 馈通滤波器安装在隔板上 

　　2. 当条件不具备，馈通滤波器不能安装在屏蔽体面板或地线面上时，安装在金属隔离板上也具有普通电容（包括三端电容）不可比拟的高频滤波作用。 

　　滤波阵列板与滤波连接器 

　　滤波阵列板和滤波连接器是馈通滤波器概念的两种延伸。当需要滤波的导线数量较多时，逐个焊接或安装馈通滤波器是十分烦琐的事，这时可使用滤波阵列板或滤波连接器，滤波阵列板上的滤波器已经由厂家使用特殊工艺焊接好，性能可靠、使用简便。滤波阵列板上的滤波器的间隔为2.54mm,因此扁平电缆的接头可以直接插上，避免了逐根焊线的繁琐，便于组装。滤波阵列板一般用在机箱内部。 

　　对于机箱外部的电缆进行滤波必须使用滤波连接器，这样才便于电缆的插拔。一般滤波连接器的外形尺寸与普通连接器是完全相同的，可以直接取代普通连接器。 

　　不同的是滤波连接器的每个针孔上安装了一个低通滤波器，滤除信号线上的高频干扰。 

　　使用滤波阵列板时，要注意的问题是：一定要在滤波阵列板与安装面板之间安装电磁密封衬垫，否则在缝隙处会有很强的电磁泄露。 

　　自制滤波连接器 

　　滤波连接器对于解决电缆造成的干扰十分有效。但是滤波连接器的价格一般较高，并且不是所有型号的连接器都有对应的滤波连接器。这给实际工程带来很大不便。如果对空间的限制不严，可以自己制作滤波连接器，其效果与成品相同。 

　　自制滤波连接器的方法有两个，一个是在设备面板上选好连接器后，在连接器的后面装一个屏蔽盒，屏蔽盒上安装馈通滤波器（或滤波阵列板）如图6所示；另一个方法是将选好的连接器与馈通滤波器（阵列板）安装在一个独立的金属盒内，构成一个滤波部件。 

　　图6 自制滤波连接器 

　　怎样确定滤波器的参数 

　　选用滤波器时，最重要的3个参数是额定电流、额定电压和截止频率。 

　　额定电流就是指流过滤波器的信号电流，一般很好确定。 

　　电压的确定：如果所滤波的导线不会受到静电放电、电流脉冲、浪涌等高压的冲击，电路的工作电压就是滤波器额定工作电压。否则，如拖在设备外部的电缆，会受到高压的冲击，此时需要充分考虑这种情况。一般额定工作电压要达到200V以上。 

　　截止频率的确定：信号线滤波器的截止频率定义为插入损耗为3dB时频率。截止频率的选择必须保证滤波器的通带覆盖功能性信号的带宽，保证设备的正常工作，同时最大限度地滤除不必要的高频干扰。对于模拟信号，只要保证截止频率大于信号的带宽即可。对于数字脉冲信号，截止频率可定为1/лtr，tr是脉冲的上升/下降时间。如果是周期性脉冲信号，也可以取脉冲重复频率的15倍作为截止频率。 

　　滤波电容值的确定：电容值越大，滤波器的截止频率越低，对于单个电容的滤波电路而言，截止频率为Fco=1/(2лRpC)，Rp是源电路阻抗与负载电路阻抗的并联值。 

　　结束语  #p#分页标题#e#

　　电磁干扰的形式和种类很多，传播方式、干扰途径不尽相同，许多厂家通过实践有更多更好的措施来抑制电磁干扰。如何有效抑制电磁干扰是我们不懈研究的方向。