EMI滤波器的近场耦合特性分析与应用
1 引言EMI滤波器是目前传导电磁干扰抑制的最后屏障，绝大部分的开关功率变换器要通过电磁干扰的标准均需借助于EMI滤波器的滤波功能，尤其在产品设计之初未进行EMI设计时，EMI滤波器是一种重要的补救措施。鉴于EMI滤波器的重要性，许多专家和学者都对EMI滤波器的分布参数及各元件间的耦合关系和相互影响进行了研究[1-6]。 在开关电源中，EMI滤波器由于器件放置紧凑，如图1为EMI滤波器的一般结构，器件之间的相对较大存在着近场耦合效应的作用[7]。
目前业界主要把焦点集中在EMI滤波器元件分布参数的抵消提高EMI滤波器的高频性能上[1-6]，而对EMI滤波器元件间的近场耦合研究较少，且尚无考虑利用EMI滤波器的分布参数来提高EMI滤波性的低频性能的方法和研究。由于EMI滤波器的低频性能直接决定了EMI滤波器的体积，提高EMI滤波器低频性能是解决EMI滤波器小型化的一种有效的手段。因此，开关电源中磁元件EMI特性及滤波器的近场耦合特性是EMI滤波器小型化的研究热点和有效的技术手段之一。 近场耦合包括：磁场耦合和电场耦合。在EMI滤波器中主要一般以磁场耦合为主[7-8]。磁场耦合是指：产生磁场的一方通过磁场将信号耦合到其它器件的过程。产生干扰磁场的器件为干扰体，而能被干扰磁场所耦合到的器件为被干扰体。在EMI滤波器中磁件和电容为主要的干扰体和被干扰体。磁场耦合主要发生在磁件之间、磁件与电容之间。 本文详细分析了EMI滤波器中的近场耦合效应和解耦方法，提出了一种提高EMI滤波器低频段差模滤波性能的新方法。并结合EMI滤波器的解耦等效电路提出了一种利用EMI滤波器的近场耦合特性来达到提高EMI滤波器在低频段差模滤波性能的方法。实验结果验证了理论分析的正确性和可行性。 |
