開關(guān)電源LC濾波器設(shè)計

開關(guān)電源LC濾波器的主要功能是濾除紋波，滿足EMI的需求?？词呛唵?，就電感和電容，設(shè)計實(shí)際中有很多要考慮的因素，電感電容的特性，還有布板和其他元件的分布參數(shù)。還要考慮濾波器的輸入輸出阻抗。

LC濾波器有高通濾波器，低通濾波器和帶通濾波器。在開關(guān)電源中使用的主要是低通濾波器，還有帶通濾波器。常見基本低通濾波器的電路形式如下圖所示：

1. L型濾波器的負(fù)載阻抗高，源阻抗低；

2. 倒L型濾波器的負(fù)載阻抗低，源阻抗高；

3. T型濾波器的負(fù)載阻抗低，源阻抗低；

4. Π型濾波器的負(fù)載阻抗高，源阻抗高。

在實(shí)際使用一般遵循這個規(guī)則，實(shí)際中阻抗很難估算特別是高頻段，由于寄生參數(shù)的原因，電路阻抗變化很大，電路阻抗還和電路的工作狀態(tài)有關(guān)，所以實(shí)際中根據(jù)實(shí)際調(diào)試為準(zhǔn)。作為EMI的濾波器為了增加插入損耗，要讓濾波輸入輸出阻抗處于失配。下面是開關(guān)電源輸入濾波器的阻抗匹配文獻(xiàn)供大家參考。

開關(guān)電源輸入濾波器的阻抗匹配.pdf

LC濾波器在實(shí)際使用中單級不能滿足要求，還才用級聯(lián)合組合方式，常見的EMI濾波器的結(jié)構(gòu)如下圖所示

1. CX1、CX2是X電容； LCM是共模電感； LDM是差模電感； CY1、CY2是Y電容；

2. X電容和差模電感共同抑制差模干擾，Y電容和共模電感共同抑制共模干擾；

3. 實(shí)際中共模電感存在漏感，漏感也有抑制差模干擾的作用。

在電路中X電容和差模電感，共模電感的漏感構(gòu)成π型濾波器，起頻率特性和π型濾波器相同。在實(shí)際使用中當(dāng)X電容容量大于0.1UF時，需要并聯(lián)放電電阻來滿足安規(guī)要求，電容容量越大，放電電阻阻值越小，電阻還要注意功率要滿足實(shí)際需要，通常用多個電阻并聯(lián)和串聯(lián)來滿足功率要求。以下是電源EMI濾波器的設(shè)計方法的文獻(xiàn)來自網(wǎng)絡(luò)供大家參考。

電源EMI濾波器的設(shè)計方法.pdf

問：共模線圈選擇時的電感值如何來定？

答：根據(jù)需要抑制的頻率，利用共模電感的電感量和Y電容的諧振頻率來確定，實(shí)際中還要考慮元件分布參數(shù)和板的布局，所以很多是開始大概確定一個值，后面通過預(yù)測，再確定，與經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。有的資料上有介紹和開關(guān)電源的頻率有關(guān)系：50KHZ約30MH，75KHZ約15MH，100KHZ約10MH。實(shí)際中電感量不是越大越好，我以前也是這種錯誤的認(rèn)為，電感量越大，匝數(shù)越多，分布電容越大，高頻下反而不利，繞組電感是要盡量減小分布電容。共模電感的電感量往往和Y電容的容量一起考慮，電容容量大，電感的電感量就可以小，但是電容的容量不能過大，與安規(guī)要求的漏電電流大小有關(guān)系。

共模電感設(shè)計：

設(shè)計共模電感時還要注意磁芯材質(zhì)的選擇，具體根據(jù)實(shí)際需要來確定，不是Br越大越好，和工作溫度和帶寬都有一定的關(guān)系。實(shí)際中由于兩個繞組不完全對稱，還存在漏感，漏感是好處可以抑制差模干擾，不利是方面要注意不要出現(xiàn)磁飽和，由此可見漏感的存在是矛盾的，從抑制差模干擾來看是越大越好，從避免磁飽和來看是越小越好，個人認(rèn)為是小好，抑制差模干擾可以用差模濾波器來完成，實(shí)際用要想漏感小可以用磁環(huán)，但是電感量不能做到很大，要漏感大點(diǎn)可以用EE和U型磁芯。根據(jù)實(shí)際需要可能用兩個不同電感量是共模濾波器來抑制不同 的頻率。關(guān)于線徑的選取，可以按照電流密度4-8A/平方毫米來選取，電流的大小和輸出功率，電源效率，PF值有關(guān)：I=Po/η/PF/Vi。

轉(zhuǎn)載來源：http://bbs.21dianyuan.com/thread-238264-1-1.html

作者：lclbf