三、EMI 滤波器的基本架构
本文所使用的EMI 滤波器的架构如图四所示,其中的元件包含了共模电感(LC)、差模电感(LD)、X 电容(CX1、CX2)、Y 电容(CY),以下将对各元件作一一介紹:
图四EMI滤波器的架构 1 共模电感(CM inductor):
共模电感是将两组线圈依图五的绕线方式绕在一个铁心上,这种铁心一般是
采用高值的Ferrite core,由于值较高,故电感值较高,典型值是数mH 到数十mH 之间。图五上的绕线方式会使差模电流相互抵消,故对差模而言不具有电感的效果,也不易使铁心饱和。反之对共模电流而言,其所产生的磁通会加倍,所以具有电感的效果。一般而言,耦合电感均有漏电感,因此,绕组对差模电流所产生的磁通无法完全抵消,这对差模噪声的衰减将会有所效用。另一方面对共模电流而言,因为磁通无法完全加倍,这将使得共模电感值降低。
共模电感的漏感量测方式如图六所示,将两绕组其中一端连接,由另一端量
图五共模电感
图六共模电感的漏感测量法
测电感值,此量测到的感值即是共模电感的漏感量,可表示成2(LC-M),其中M表示两绕组之间的互感。
在滤波器中共模电感的两个绕组是并联的,以图七为例,理想上,上下两线圈所产生的磁通量是图八的两倍,由于电感的定义是L=φ/I?,其中?是磁通链(Flux linkage),I 是线圈电流,故上下两线圈的各別感值是图八的两倍,不过两者又是并联,并联后的感值将和图七相同,故等效的共模电感是LC 而不是LC/2。
图七测量共模电感的两线圈图八测量共模电感的一个线圈
2. 差模电感(DM inductor):
差模电感必须流过交流电源电流,一般是采用?值较低的铁粉心(Iron powdercore),由于?值较低所以感值较低,典型值是数十uH 到数百uH 之间。
3.X 电容:
X 电容是裝在L、N 之间,一般是选用高容值的金属膜电容,容值由0.1uF到1uF。
4. uY 电容:
Y 电容是裝在L-G、N-G 之间的电容,通常以成对、相等的容值对稱的出現在滤波器上,其大小必须要符合安规的限制。