開關(guān)電源輸入EMI濾波器設(shè)計(jì)與仿真

5 改進(jìn)型結(jié)構(gòu)
線路旁通電容Cy是用來(lái)消除高頻噪聲的組件，基于對(duì)今后開關(guān)操作頻率的高頻化考慮，宜選用能消除頻率高達(dá)1000MHz噪聲的電容器。而一般的兩端結(jié)構(gòu)的旁通電容器僅能消除30MHz左右的噪聲。由以上介紹可知，相對(duì)兩端電容器來(lái)說(shuō)，三端電容器能更好地抑制高頻噪聲。以EMI濾波器的一般結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，用三端電容器替代其中的兩端旁通電容Cy，電路圖，如圖6所示。其中ESL為三端電容器信號(hào)線上的等效串聯(lián)電感。

6 PSpice仿真
(1)使用三端電容的電路的插損與以往電路插損的比較。
取差模電容Cx為0．1μF，共模電容Cy為2200pF，共模電感L取8mH。三端電容的等效串聯(lián)電感ESL取0．36nH。在50 Ω／50 ΩQ系統(tǒng)中分別對(duì)一般結(jié)構(gòu)的EMI濾波器和使用了三端電容器的EMI濾波器的插入損耗進(jìn)行PSpice仿真。如圖7所示，EMI濾波器在使用三端電容時(shí)，諧振點(diǎn)之后的插損效果明顯好于在濾波器中使用兩端電容的插損。提高了濾波器在高頻段的性能。

(2)不同Cy值，固定ESL。
在使用三端電容的濾波器電路中，輸入阻抗和輸出阻抗都取50時(shí)，分別取共模電容Cy為4700pF，3300pF和2200pF，其他參數(shù)不變，觀察共模電容Cy變化時(shí)對(duì)插入損耗的影響。通過(guò)圖8的仿真結(jié)果看出，隨著共模電容的增大，在高頻段插入損耗有所提高，并且濾波器諧振點(diǎn)降低；而在低頻段基本沒(méi)有變化。因此可以通過(guò)選擇較大的共模電容來(lái)提高濾波器高頻段的插入損耗。由于共模電容需要接地，有漏電流，Iid的存在，對(duì)人身安全存在威脅。而共模電容越大，漏電流越大，所以選擇共模電容時(shí)需要在漏電流滿足安全條件的情況下取值。

(3)固定Cy值，不同ESL。
考察三端電容器與信號(hào)線串聯(lián)的等效串聯(lián)電感ESL對(duì)插入損耗的影響。取共模電容Cy為3 300 pF，取ESL分別為0．03 nH，0．36 nH和0．72 nH，其他參數(shù)值不變。從圖9的仿真結(jié)果可以看出，隨著ESL降低，諧振點(diǎn)提高，諧振點(diǎn)之后的插入損耗下降。

7 結(jié)束語(yǔ)
在一般性能EMI濾波器的基礎(chǔ)上，使用三端電容器作為共模電容對(duì)原濾波器加以改進(jìn)，仿真結(jié)果表明，在高頻段有較好的插損效果。由于實(shí)際使用時(shí)設(shè)備的阻抗大小以及在高頻時(shí)元件的寄生效應(yīng)均會(huì)對(duì)EMI濾波器的插損產(chǎn)生影響，因此還需根據(jù)實(shí)際情況對(duì)濾波器進(jìn)行具體優(yōu)化設(shè)計(jì)。