设计开关电源时如何选择滤波器电路结构

    在开关电源中，主要的EMI骚扰源是功率半导体器件开关动作产生的dv/dt和di/dt，因而电磁发射(Electromagnetic Emission, EME)通常是宽带的噪声信号，其频率范围从开关工作频率到几兆赫兹。所以，传导型电磁环境的测量，正如很多国际和国家标准所规定，以民用标准频率范围在0.15~30MHz为例，设计EMI电源滤波器时，就是要对开关频率及其高次谐波的噪声给予足够的衰减。基于上述标准，通常情况下只要考虑将频率高于150kHz的EME衰减至合理范围内即可。

根据开关电源产业共模、差模干扰的特点，可以按干扰的分布划分三个频段:

0. 15~0. 5MHz 差模干扰为主;
0. 5~5MHz 差模、共模干扰共存;
5~30MHz共模干扰为主。

    对于开关电源来说，干扰信号容易出现在开关频率点及其谐振点上，因此这些频段是滤波器工作的主要频段。此开关电源的工作频率是200kHz，差模干扰信号的强度可能比较大，所以在电路结构的选择上使用一般性能电源滤波器，为了增强滤波器差模滤波的能力，另外再加上一级差模滤波电感。

    在滤波器的电路设计中，共模和差模两种滤波元件对彼此干扰的滤除都会提供贡献，而同一滤波元件也有可能对于电磁干扰信号抑制呈现相反作用，使得滤波器整体设计出现变数与变数之间相互影响的情况，其错综复杂的相互影响情况如下图所示。因此，在电路分析和选择共模及差模滤波元件值时要充分考虑到上述情况。