传导EMI抑制-π型滤波器设计
传导电磁干扰简介
在开关电源中,开关管周期性的通断会产生周期性的电流突变(di/dt)和电压突变(dv/dt),周期性的电流变化和电压变化则会导致电磁干扰的产生。
图1所示为Buck电路的电流变化,在Buck电路中上管电流和下管电流是突变的。这些突变电流导致了电磁干扰的产生。
图 1 Buck电路中的电流变化
图 2 Buck上管电流的频域分析
π1) |_。如果已经测过没加π型滤波器的传导EMI,只需用基波处最大干扰值noise减去相应频率EMI标准允许的最大dBuV噪声max即可。
Att|dB=_-_
如果未测过没加π型滤波器的传导EMI,可以通过以下公式对衰减量进行估算。以下公式通过对开关电流进行傅里叶分解,得到预估的基波干扰量,然后再减去相应频率EMI标准允许的最大dBuV噪声max,得到预估衰减量。
Att|dB=20(/(π2fsCINsinπD)/)Vmax
VCfs是开关频率。
选择滤波电感感值
电感Lf取值通常在1uH到10uH之间。可以根据情况进行电感值的选取。如果用于大电流应用中,可选取小电感来减小损耗。
计算滤波电容容值
电容CCb值用于确保EMI滤波器有足够的衰减量。选取fa和fb中更大的值作为滤波电容Cf容值。
_=_/(__(2πfs/10)2-1Cfb1Lf((10)|_)2πfs)2
4) CdCL/C/R。要使π型滤波器对开关电源的环路增益尽可能小,则需增加阻尼电容Cd和ESRd来降低LC的Q值。图4展示了不同Cd值对应的增益曲线,从中可以看出增加Cd可以使Q值减小。图5展示了不同ESR值对应的增益曲线,从中可以看出ESR的增加可以使Q值减小。
图 4 LC滤波中电容Cd对Q值的影响
图 5 LC滤波中电容Cd的ESR取值对Q值的影响
对于d和d值按照以下公式进行取值:
_≥4*CIN
ESRd√(_/_)
CC3 型滤波器应用实列分析
fs=850KHz,IN=20uF,I=3A,Vmax=45dBuV
计算衰减倍数
Att|dB=90dBuV-45dBuV=45dBuV
选择滤波电感感值
3) Cf
_=_/(__(2πfs/10)2-1Cfb1Lf((10)|_)2πfs)2=4.15uF
选取f=4.7uF.
计算衰减电容容值
C≥4*C〖〗_=LfCINC
2021-12-29