EMI滤波元件与滤波器的种类.doc

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1、EMI滤波元件与滤波器的种类　　滤波器的种类繁多，除了一些传统的电感、电容及其组合外，还有多种新技术产品，其用法各不相同。根据应用场合不同，可把它们分为三大类：　　①在交、直流电源部分使用的滤波器：电源滤波器、磁环和磁珠等；　　②在信号线上使用的滤波器：信号滤波器、磁环和磁珠、穿心电容、滤波连接器（即滤波器阵列）等；　　③在印刷电路板上使用的滤波器：去耦电容、片状（表面安装式）滤波器、磁珠等。　　3）电感器与电感型滤波器　　线圈与其回流部分就可构成一个传统的电感器，通常有单线圈或多线圈式的。电感器可按其环绕的磁芯来分类，最常见的两种类型是空气磁芯和磁性磁芯。磁性磁芯电感器（简称磁

2、芯电感）又可按其磁芯是开路或闭路作进一步分类。另外，目前广泛应用的铁氧体磁环（或磁珠），虽然在物理概念上讲起变压器的作用，它也更象一个随频率变化的可变电阻，但是人们通常还是把它当作电感器来考虑。　　实际应用中的电感器，其绕制导线中必然含有寄生的串联电阻及绕线间的分布电容，因此应用中会在某些频率上产生谐振现象。衡量电感器性能的主要参数有：分布电容、有效电感、品质因数Q、自谐振频率和饱和电流等。这些都是应用中应该考虑的。　　①普通线圈式电感器　　具有同样体积和匝数的开路磁芯电感比空气芯电感有大得多的电感量和Q值，闭路磁芯情况会更好。电感器的一个重要特性是产生杂散磁场和对杂　　散磁场敏

3、感。空气芯或开路磁芯电感器最容易引起干扰。，因为其磁通从电感器扩展到相当大的距离。就对磁场的敏感度而言，磁芯电感器比空气芯电感器敏感得多，而开路磁芯是最敏感的，因为磁芯（低磁阻通路）集中了外部磁场并引起更多的磁通流过线圈。　　普通电感型滤波器一般只用于低频滤波。在高频条件下，其插入损耗开始降低。这是因为随着频率的增加，当频率超过电感器的自谐振频率后，寄生电容的阻抗开始降低从而引起电感器的阻抗降低。这样一来，高频噪声便得不到良好的抑制而通过电感器引起噪声泄漏。　　②铁氧体磁环电感器　　空心铁氧体磁环可以套在导线上，而带引线的铁氧体磁珠则串联在导线中。带引线的铁氧体磁环具有简单的结构

4、，如图6所示，因为通过磁芯可提供一个良好的回流端，从而其寄生电容较小。不带引线的铁氧体磁环情况一样。所以，铁氧体磁环电感器具有良好的高频特性，其工作频率可达1GHz或更高。它可以应用在低阻抗电路中的高频滤波和去耦。　　4）脉冲电压吸收器　　对瞬态脉冲电压（如静电放电、浪涌、脉冲群等）的干扰，可采取滤波或吸收的措施。但滤波器对幅值较大的瞬态电压抑制能力有限，有效的办法就是采用脉冲电压吸收器。脉冲电压吸收器有避雷管、压敏电阻和瞬变电压吸收二极管（TVS）。目前市场上已有片状式的压敏电阻及TVS阵列供应。（因为严格地讲，脉冲电压吸收技术并不属于滤波的范畴，所以这里不再对其做详细介绍。如

5、有需要，请参考相关资料及产品手册。）　　5）复合型滤波器　　在实际应用中，若单一元件型滤波器达不到理想的滤波效果，就可以考虑使用复合型的滤波器。复合型滤波器可看作是若干个单一元件型滤波器的级联。现时市场上还有将几个滤波元件组合在一起的器件供应。下面对几种常用的复合型滤波器做简单介绍。　　①交流电源滤波器　　典型的交流电源滤波器如图9所示。可以看出，它既可以防止从外部电源来的噪声进入设备，也抑制了设备自己的电磁发射进入共用电网。图示的这个交流电源滤波器用到了共模扼流圈以抑制共模噪声，另外还用到几个电容器。直接跨接在电源线两极之间的电容器用来抑制差模噪声，俗称X电容，而跨接在火线或零

6、线与地线之间的一对电容器用来抑制共模噪声，俗称Y电容。　　②信号线EMI抑制滤波器　　信号线EMI抑制滤波器是特殊设计的品质优良的复合型滤波器件。图10所示的是村田公司的产品。用于高速信号线上的滤波器应具有“陡峭”的插入损耗特性曲线，要求它能将噪声从信号中分离出去，而不使信号波形产生失真。这是因为，在高速信号线中的噪声频率与信号频率比较接近，若采用三端电容器或其他简单的滤波器可能对信号和噪声同时进行压缩而造成信号波形的畸变。在这种情况下，就应采用特制的信号线EMI抑制滤波器。　　③BlockType/块状型滤波器　　这也是一种性能优良的滤波器件，它组合了铁氧体磁珠、穿心（旁路）电

7、容和独石电容。它具有较高的额定电流和工作可靠性。图11所示的是村田公司的产品。　　④SMTT-Type/SMTT型滤波器　　如图12所示，这类T型滤波器是以三端电容为主体的组合了铁氧体磁珠的滤波器件。特别的设计和结构保证了它具有较高的额定电流和额定电压，并具有极宽的温度适应范围和工作可靠性。在有特殊要求的情况下，它特别适合在直流电源线和信号线上使用。　　⑤具有浪涌吸收功能的EMI抑制滤波器　　村田公司生产的这类型片状式的或引线式的三端滤波器，可以简单理解为压敏电阻与电容、电感的组