電源EMI濾波器插入損耗的研究

（2）EMI濾波器的并聯電容要接到高阻抗源（RS大）或高阻抗負載（RL大）。只有這樣，EMI濾波器實際工作的IL與理論分析才能基本一致。

改善插入損耗的方法
當EMI濾波器的設計完成后，或在實際應用中IL部分頻段不達標，或需要再改善IL的曲線，一般有下列幾種方法來改善插入損耗。

1 切比雪夫修正系數法
為了克服式（3）設計中的不足，引入切比雪夫修正系數M(ω),即式（3）減去20lg[M(ω)],可獲得修正后的插入損耗的改善。切比雪夫修正系數為：
M(ω)=C0+C1ω+C22ω+C33ω+C44ω+C55ω+C66ω+C77ω+C88ω (6)
式中，C0=-22474.82；C1ω=56888.04；C2ω=-61886.31；C3ω=37902.16；C4ω=-14274.88；C5ω=3380.81；C6ω=-491.16；C7ω=39.97；C8ω=-1.39。

2 頻段修正法
當電氣設備使用場合已確定時，該設備的EMI標準就得按使用場合所在行業的EMI標準來衡量，例如，某開關電源用在信息行業，就可以使用信息行業EMI標準來診斷，即引用GB9254(相當于EN5502)A或B級標準。該標準根據開關電源產生共模，差模干擾的特點，把頻率分為三段：0.15～0.5MHz以差模干擾為主；0.5～5MHz以差、共模干擾共存；5～30MHz以共模干擾為主。如果0.15～0.5MHz頻段不達標，可以加強差模仰制，方法可以是增加CX的值，必要時要增加差模線圈；如果5～30MHz頻段不達標，可以加強共模仰制，方法可以是增加Cy的值，必要時要增加共模的級數（由1級增至2級）。如果上述措施均告失效時，意味著EMI濾波器設計有深層次的問題，則應重新設計。

測試結果與分析
根據圖2電路，設計元件參數CX=470μF，Cy=100μF，L1=L2=80mH。當電源內阻RS和負載RL均為50Ω時，差、共模插入損耗的理論計算與測試曲線如圖4所示。其中，A、B分別為共模插入損耗的理論計算曲線(ILCMI)和測試曲線(ILCMT)；C,D分別為差模插入損耗的理論計算曲線(ILDMI) 和測試曲線(ILDMT)。B曲線和A曲線在頻率為1MHz以前是一致的；B曲線在頻率為1MHz以后就偏離了A曲線，這是因為電感器采用納米晶體軟磁性材料造成的。D曲線和C曲線在頻率為0.1MHz以前是一致的；D曲線在頻率為0.1MHz以后就偏離了C曲線，這是因為元件分布參數、各元件間分布參數對IL的影響和電感器采用納米晶體軟磁性材料等因素造成的。

圖4 插入損耗的理論計算與測試曲線

下面來檢驗圖2所示網絡對開關電源的電流(電壓)諧波的抑制效果：
未接入圖2所示網絡前，分別對某型號的29英寸彩電、17英寸彩顯中的開關電源輸入端口電流和電壓的諧波進行測量；接入圖2所示網絡后，等條件重復測量前種情況的各參數。測量條件是：首先對被測電子設備進行嚴格屏蔽，防止臨近設備及環境對被測電子設備的EMI；線路阻抗穩定網路(LISN)輸入阻抗為50。在測量來自電氣設備傳導干擾時，必須在電網交流電源與待測設備之間接一個LISN。采用8793A型諧波分析儀測量電流諧波含量。具有代表性的測量結果見表1。表1中，THDi表示電流總諧波含量，THDv表示電壓的總諧波含量，“N”表示圖2所示網絡。從表1中，我們可以知道：

(1)在開關電源傳導干擾中，電流諧波干擾起主導作用，也就是要抑制的主要對象；

(2)在開關電源中，電壓諧波分量一般小于基波分量的6% 。

(3)接入圖2所示EMI濾波器后，彩電、彩顯中的開關電源電流(電壓)諧波含量減至原來的三分之一左右。

(4)彩顯中的開關電源電流(電壓)諧波含量少于彩電。