利用滤波电容和滤波电感抑制辐射 EMI


发布时间:

2021-11-09

抑制电磁干扰(EMI)最常见的方法之一是使用滤波电容和滤波电感。本文将讨论在双有源桥式变换器中这些滤波组件的阻抗特性及设计方法,并以此阐明二者对辐射 EMI的抑制作用。

利用滤波电容和滤波电感抑制辐射 EMI

抑制电磁干扰(EMI)最常见的方法之一是使用滤波电容和滤波电感。本文将讨论在双有源桥式变换器中这些滤波组件的阻抗特性及设计方法,并以此阐明二者对辐射 EMI的抑制作用。

当开关管(M1)在一个开关周期内导通时,电流路径依次为:输入电压(VIN)、电感(L)和 M1。其间,电感电流 (IL) 爬升,电感储存能量

显示了辐射 EMI 的原理,其中左图 2a 为偶极天线的辐射原理,右图 2b 则显示了辐射 EMI 的一般模型。

天线的能量流向三个不同的部分:第一部分在两极之间谐振,不会辐射到空间,其中 jXA 是无功功率对应的阻抗;功率的第二部分辐射到空间中,用 Rr 表示;最后一部分能量消耗在天线电阻上,用 Rl 来表示。

为辐射 EMI 的一般模型。变换器可以通过等效噪声源 (VS) 和源阻抗(用实部 RS 和虚部 XS 表示)进行建模。

为了确定辐射 EMI,我们需要测量变换器在设定距离处产生的电磁场强度。假设计算变换器距离 (r) 处的电场强度最大值 (EMAX),

其中 η 为波阻抗,D 代表方向,半径 (r) 是该方向(D)上的最大功率密度与球体平均功率密度之比,电场强度系数 (KE) 是与辐射电场强度直接成正比的系数。

天线和变换器的阻抗可以通过测试获得。