emi filter滤波器,按下按钮即可实现EMC滤波器设计

电磁兼容性(EMC)合规性通常是电子设备开发中必须克服的最后一道障碍。在这个过程中进行电路特定和布局特定的改变并不罕见。这些都会延长产品开发周期，增加成本。出于这个原因，Wrth Elektronik现在提供了一种新的EMI滤波器设计器，作为其REDEXPERT工具系列的一部分，可用于设计传导差模干扰信号的EMC滤波器。

一个典型的应用是DC/DC转换器的输入滤波器，尤其是开关调节器，它会产生很多干扰。此外，还可以计算其他应用中用于衰减宽带干扰的滤波器。滤波器电路的目标是在选定的频率范围内实现规定的插入损耗。这是通过负载和源之间的最大可能失配以及所需频率范围内的高阻抗来实现的。这里，插入损耗(等式1中的A)定义为不带滤波器的电压与带滤波器的相同电路的电压之比。对于二阶LC滤波器，公式2适用于截止频率(fc)。

然而，等式2假设了一个理想元件。电感不考虑绕组电阻或绕组间电容，电容考虑等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)。

重新鉴定EMI滤波器设计器

REDEXPERT EMI滤波器设计器在高达30 MHz的频率范围内考虑这些寄生元件，因此仿真更准确地反映了元件的真实电气行为和高达四阶的滤波器特性。

EMI滤波器设计者根据输入变量的工作电压和电流、负载/线路稳定网络和干扰源的阻抗、截止频率和定义频率下的衰减来确定最合适的拓扑结构。

从二阶到四阶滤波器有六种拓扑结构：LC、CL、Pi (CLC)、T (LCL)、LC-LC和CL-CL。

选择拓扑结构后，软件会计算分立元件的值，并模拟滤波器的增益、输入阻抗和输出阻抗的频率响应。摘要再次显示输入值、电路、具有排序功能的BOM和模拟的频率响应。元件值的计算和随后的自动选择基于具有相应极点位置的巴特沃兹特性。

REDEXPERT EMI滤波器设计器的实例

REDEXPERT EMI Filter Designer是www.we-online.com/filter-designer,的一款在线工具，适用于设计交流/DC或DC/DC转换器的输入或输出滤波器。DC转换器如图1所示。滤波器工具的主要目标是通过实现最大阻抗失配来计算定义的输入参数的干净信号衰减。

图1:DC/DC转换器的输入滤波器，此处为CL拓扑。

用于DC/DC转换器的不对称输入滤波器

良好的滤波器设计要求输入规格尽可能精确。事实上，DC/DC转换器有一个大电容与输入阻抗并联，因此通常使用ESR作为输入阻抗。ESR值通常在0.1至1范围内。

比如我们用伍尔特Elektronik的WCAP-AS5H 865230557007作为大容量电容，ESR值为100m。如果我们现在想要实现350 kHz时衰减为35 dB的滤波器特性，工具建议使用CL电路(图2)，并确定元件值为C1=47.0f，L1=240 nH。图3还显示了衰减、输入阻抗和输出阻抗的频率响应。

图REDEXPERT EMI滤波器设计器的起始页，用于输入滤波器参数，随后是合适的滤波器拓扑结构建议。

图3:滤波器元件的选择和衰减、输入阻抗和输出阻抗的频率响应

DC/DC转换器的输出滤波器

由于当今的DC/DC转换器通常使用高开关频率，因此需要输出滤波器来降低高频噪声和纹波。例如，输出电压在1 MHz时可能具有50 mV的纹波成分，需要将其降至15 mV。根据等式3获得所需的衰减(a ),单位为分贝。

使用输入参数“衰减11 dB”和“频率1 MHz”，并选择输出滤波器作为输入参数“负载阻抗=50/噪声源阻抗=0.1”的LC组合，该工具现在建议使用L1=55 nH和C1=4.7 F的LC拓扑.关于拓扑，需要注意的是，噪声源总是在指定滤波器的右侧，负载在左侧(图1)；也就是说，滤波器必须集成在相应的电路中，使得电感器直接位于DC/DC转换器处，而电容器与负载并联。

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