电磁兼容与 EMI抑制器件技术

中心议题：
  电磁兼容新进展
  无源EMI滤波器性能改善设计
  EMI滤波器小型化设计技术
   开关电源三高一低的发展趋势，使EMI滤波器面临着持续改进压力！本文介绍EMI滤波器的常见问题、发展趋势及改善EMI滤波器性能的办法；从滤波器L/C器件性能影响因素、L磁饱和/频率的影响、 LC温度的影响、滤波器L/C器件杂散耦合的影响、寄生参数/耦合的抑制五大方面分析无源EMI滤波器高频性能的改善方案；并介绍了平面集成设计（电磁集成；电容、电感集成）及混合集成设计两大EMI滤波器小型化设计技术。

一、电磁兼容新进展

开关电源三高一低的发展趋势，EMI滤波器面临着持续改进压力！
           
EMI滤波器应达到高衰减性能、小体积、低成本。

EMI滤波器的常见问题：
  低频传导发射高
  高频传导/辐射发射高
  体积大
   影响EMI滤波器性能/体积的因素：
  L、C最小否？ 从主电路结构、控制及频率方面来看LC对滤波器的性能影响
  拓扑优化否？拓扑是否优化要看阻抗失配的情况如何。
  材料影响否？ 对于材料，主要考虑的是磁芯Bs/u’+ju’’
  寄生/耦合影响否？对于元器件之间的寄生/耦合作用是否影响滤波器的性能，主要是从器件工艺/布局方面来考虑，通过优化器件的布局来尽量减少影响作用，提高性能。
   改善滤波器性能/体积的可能方法：
  低通滤波器的精细设计
  新型滤波器结构设计
   二. 无源EMI滤波器性能改善设计
                     
无源LC反射滤波或吸收滤波，可覆盖150kHz-1GHz。
                 ·EMI滤波器应处于阻抗失配状态
               ·电感、电容应有足够的电压、电流容量
               ·Ldm电感、Cx、Cy电容有最大值限制
   如何选择EMI滤波器拓扑？

                  
如果一阶滤波器无法满足要求，可以使用多阶滤波器。


    改善的CM/DM滤波器拓扑：


   

                                       
滤波器L/C器件性能影响因素分析

电容引脚：
                              
  
电感
                           
        
改进方案
                                               

   
                                                                短管脚并小容值电容PCB引线也要短


                                    
                                                                      加大匝间距渐进绕组
   
   L磁饱和/频率的影响
            
                                                          高饱和密度磁芯 合适横截面积
                          
LC温度的影响
                                                            
滤波器L/C器件杂散耦合的影响
                                                         
                                                
寄生参数/耦合的抑制
                              

电感EPC的抑制
                                    
    电容ESL抑制
                                
耦合的抑制
                  

EMI滤波器小型化设计技术
   EMI的小型化主要受电源原始噪声大小、电感与电容体积影响，通过采用新型磁材料、平面化集成设计、混合滤波器设计的方式，可以有效减小其体积。
  
平面集成设计

平面电磁集成化

                              
                                    
                        

平面集成电容、电感集成
                                    
   

混合集成化
                 

小结：EMC标准的提升，要求抑制器件的高频性能进一步提升；EMI的小型化主要受电源原始噪声大小、电感与电容体积影响，通过采用新型磁材料、平面化集成设计、混合滤波器设计等方式，可以有效减小其体积。