EMC滤波设计知识

一路上

概述

电磁干扰的三要素是干扰源、干扰传输途径、干扰接收器。EMC就围绕这些问题进行研究。最基本的干扰抑制技术是屏蔽、滤波、接地。它们主要用来切断干扰的传输途径。

滤波电路是由电感、电容、电阻、铁氧体磁珠和共模线圈构成的频率选择性网络，低通滤波器是电磁兼容抑制技术中普遍应用的滤波器。EMC中常用的滤波方式有很多种，下面我们就根据这几种滤波方式，分析一下在使用过程中需要注意的事项。

一、磁性滤波

磁性滤波是通过在电路中引入磁性元件，抑制高频噪声的传播和反射，从而减少电磁干扰。常见的磁性元件有磁环、棒磁体、线圈等。

1. 频率范围：磁性滤波器的频率特性限制了其有效抑制的干扰频率范围。因此，选择磁性滤波器时，需要确定所需抑制频率范围，并选择合适的滤波器。

2. 滤波器类型：不同类型的磁性滤波器对于不同类型的干扰源具有不同的表现。例如，磁环滤波器通常适用于高频噪声源，而线圈滤波器则更适用于低频噪声源。因此，在选择磁性滤波器时，需要考虑干扰源的特点和滤波器的特性。

3. 安装位置：磁性滤波器需要在干扰源与受影响设备之间安装，以便有效地过滤掉干扰。但需要避免将磁性滤波器放置在高温或高振动环境下，以保证其可靠性和稳定性。

4. 地线连接：地线连接对于磁性滤波器的效果有着重要的影响。正确地连接地线可以增强滤波器的性能，提高抑制效果，降低电磁干扰。

二、电容滤波

电容滤波器：通过在电路中引入电容元件，将高频电流导向到地面，减少电磁干扰的辐射和传播。

1. 电容类型：电容器有不同的类型，例如钽电解电容、铝电解电容、陶瓷电容等。不同类型的电容器对于不同的频率范围有着不同的表现，因此需要根据具体情况选择合适的电容器。

2. 频率范围：电容滤波器的频率特性限制了其有效抑制的干扰频率范围。因此，在选择电容滤波器时，需要确定所需抑制频率范围，并选择合适的滤波器。

3. 容值选择：电容的容值直接影响其滤波效果，容值越大，滤波效果越好。但也不要选取过大的容值，以免对电路的正常工作产生负面影响。

4. 温度特性：电容器的容量会随着温度的变化而变化。在高温环境下，电容器的容量会缩小，从而影响其滤波效果。因此，在选择电容器时，需要考虑其温度特性，选用温度稳定性好的电容器。

三、阻抗滤波

阻抗滤波器：通过在电路中引入阻抗元件，使电路对特定频率的信号具有高阻抗，从而减少或消除干扰和噪声。常见的阻抗元件有电感、变压器等。

1. 频率范围：阻抗滤波器的频率特性限制了其有效抑制的干扰频率范围。因此，在选择阻抗滤波器时，需要确定所需抑制频率范围，并选择合适的滤波器。

2. 阻抗类型：不同类型的阻抗对于不同类型的干扰源具有不同的表现。例如，电感适用于高频噪声源，而变压器则更适用于低频噪声源。因此，在选择阻抗滤波器时，需要根据干扰源的特点和滤波器的特性做出合适数字的选择。

3. 阻抗匹配：阻抗滤波器的效果受到阻抗匹配的影响。如果阻抗不匹配，那么滤波器的效果将会大打折扣。因此，在设计和安装阻抗滤波器时，需要确保阻抗匹配，并采用合适的连接方式。

4. 安装位置：阻抗滤波器需要在干扰源与受影响设备之间安装，以便有效地过滤掉干扰。但需要避免将阻抗滤波器放置在高温或高振动环境下，以保证其可靠性和稳定性。

5. 地线连接：足够的地线连接是保证阻抗滤波器性能的关键。正确地连接地线可以增强阻抗滤波器的性能，提高抑制效果，降低电磁干扰。

四、带通滤波

带通滤波可以让特定频率范围内的信号通过，同时抑制其他频率范围内的信号。

1. 中心频率：带通滤波器的中心频率即是希望通过的信号频率，因此需要选择合适的中心频率。

2. 带宽：带通滤波器的带宽定义了通过的信号频率范围，因此需要选择合适的带宽。

3. 通带和阻带：带通滤波器的通带是指通过的信号频率范围，阻带则是指被抑制的信号频率范围。在选择滤波器时，需要根据应用需求选择合适的通带和阻带范围。

4. 滤波器类型：带通滤波器有多种类型，例如二阶滤波器、Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器等。不同类型的滤波器具有不同的性能，因此需要根据具体应用场景选择合适的滤波器类型。

5. 频率响应：带通滤波器的频率响应对其性能有着重要影响。为了保证信号的传输质量，需要在设计时确保频率响应尽可能平坦且没有不良的谐振现象。

6. 稳定性：带通滤波器需要保持稳定的性能，因此需要选择高品质的元件以及合适的电路布局，以保证过零频率和幅值的稳定性。

7. 温度变化：带通滤波器的性能会因环境温度的变化而产生一定的漂移，因此在实际应用中需要注意环境温度的影响。

五、总结

滤波是我们解决EMC问题的常用手段之一，要想很好的解决EMC问题，需要全面的了解问题、制定计划、实施方案、验证效果、持续改进和加强管理。只有这样，才能有效地解决电磁兼容问题并提高系统的电磁兼容性能。