EMC-EMI輸入濾波器的設計
我們電子產品設計中開關電源的小體積和高效率使得應用範圍越來越廣。
開關電源會帶來雜訊的問題；突出缺點是能產生較強的EMI。EMI信號既具有很寬的頻率範圍，又有一定的幅度，經傳導和輻射後會污染電磁環境，對通信設備和電子產品造成干擾。
如上圖：開關電源產生的雜訊包含共模噪音和差模噪音。共模干擾是由於載流導體與大地之間的電位差產生的，其特點是兩條線上的雜訊電壓是同電位同向的；而差模干擾則是由於載流導體之間的電位差產生的，其特點是兩條線上的雜訊電壓是同電位反向的。通常，線路上干擾電壓的這兩種分量是同時存在的。
雜散參數影響耦合通道的特性
進行上圖的分析：在EMI傳導騷擾頻段
注意：在高頻時,雜散參數對耦合通道的特性影響很大,分布電容的存在成為電磁騷擾的通道。還有,在開關管功率較大時,開關管一般都需加上散熱片,散熱片與開關管之間的分布電容在高頻時不能忽略,它能形成面向空間的輻射騷擾源和電源線傳導的共模騷擾源。
面對上面的問題：我們的第一想法是要插入濾波器設計；
注意設計關鍵思路：在輸入端加濾波器，濾波器阻抗應與電源阻抗失配，失配越厲害，實現的衰減越理想，得到的插入損耗特性就越好。也就是說，如果噪音源內阻是低阻抗的，則與之對接的EMI濾波器的輸入阻抗應該是高阻抗(如電感量很大的串聯電感)；如果噪音源內阻是高阻抗的，則EMI濾波器的輸入阻抗應該是低阻抗(如容量大的並聯電容)。由於線路阻抗的不平衡性，兩種分量在傳輸中會互相轉變，情況也變得複雜。
於是我在2015年正好空閑的一小段時間,進行電磁兼容濾波器的研究就開始做了各種各樣的濾波電路在EMI實驗室進行測試分析；如下圖;
測試工裝法：使用接線柱，我的設計方法不但可以使用整改好的標準整改模塊，而且可以很方便地直接在接線柱上接上元件進行設計替換。
對於開關電源EMI濾波器的測試研究如下:
濾波電路能達到10dB設計裕量(白電應用產品)
輸入濾波器的電路設計原理圖如下：
輸入EMI濾波器的設計主要是用來解決傳導騷擾；傳導騷擾的測試頻率範圍為0.15～30MHz，限值要求如下表：
在0.15～1MHz的頻率範圍內，騷擾主要以差模的形式存在，
在1～10MHz的頻率範圍內，騷擾的形式是差模和共模共存，
在10MHz以上，騷擾的形式主要以共膜為主。
進行機理分析：
差模騷擾的產生主要是由於開關管工作在開關狀態,當開關管開通時,流過電源線的電流會逐漸上升,開關管關斷時電流突變為零,因此,流過電源線的電流為高頻的三角脈動電流,含有豐富的高頻諧波分量,隨著頻率的升高，該諧波分量的幅度越來越小,因此差模騷擾隨頻率的升高而降低,共模則相反隨著頻率的升高器件體之間的分布電容變得越來越關鍵；小的共模電流都能產生大的電磁干擾。
濾波器的設計：通過上面的分析,了解產品的干擾特性和輸入阻抗特性後,設計或者選擇一個濾波器就變得簡單了;如果使用一個現成的濾波器,可以調用過去積累的濾波器數據,比對濾波器參數,找到一個合適的濾波器。如果沒有合適的或者想專門設計一個專用濾波器,可以藉助專用的濾波器設計軟體。
我自己設計的公式計算軟體的機理：
1.一般開關電源的雜訊成分約為1~10MHZ間所以EMI濾波器要在1-10MHZ的插入損耗要盡量好。
2.濾波器的CM/DM濾波器諧振頻率在10KHZ-50KHZ為好:注意小於開關頻率；
3.理論上電感量越高對EMI抑制效果越好，但過高的電感將使截止頻率更低，而實際的濾波器只能做到一定寬頻，也就使高頻雜訊的抑制效果變差;
舉例說明：我將一隻20mH的共模電感進行頻率-電感 &頻率-阻抗 分析；
頻率-電感曲線FREQUENCY—INDUCTANCE CURVE:
頻率---阻抗曲線FREQUENCY—IMPEDANCE CURVE:
注意：
電感量愈高,則繞線匝數愈多,鐵氧體磁芯ui越高,如此將造成低頻阻抗增加（直流阻抗變大）。匝數增加使分布電容也隨之增大，使高頻電流全部經此電容流通。過高的ui使CORE極易飽和，根據我多年的設計經驗對於鐵氧體材料ui=10K是比較理想的。
將輸入濾波器進行等效如下：
進行EMI的共模和差模等效如下：
計算諧振頻率（濾波器的截止頻率）：
對於開關電源EMI輸入濾波器計算結果如下：
OK!EMI輸入濾波器的設計需要一定的理論和實踐能力，在使用模塊工裝測試數據基礎上進行公式軟體設計是精確EMI輸入濾波器設計的一種非常好的方法。
後續會有更多的更新，敬請關注，，，
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