EMI 濾波器元件

切換開關模式電源供應器需要 EMI 濾波才能符合最常見的 EMI 要求。如<EMI 濾波器>說明主題所述,PI Expert  為傳導性 EMI 濾波器提供了基礎。本主題讓您更好地瞭解不同的 EMI 元件及其用途。

 

[Y 型電容器]

Y 電容器應用於線路接地,在這類應用中,電容器故障會帶來電擊的危險。Y 電容器分為不同的子類別。最常用的兩個是 Y1 和 Y2,用途各有不同。使用 Y1 電容 (250 VAC 安全額定值) 時,它會穿越安全隔離屏障連接一次側 (輸入) 和二次側 (輸出)。Y1 電容為二次側中所產生的共模電流提供返回路徑,否則會強制這些電流經由 AC 輸入線路回到一次側。為了避免 Y1 電容所分流的雜訊耦合到 PI 裝置的源極接腳,Y1 電容會從一次側的高電壓 DC 匯流排側連接到二次側上的穩定節點 (當輸出整流器饋入輸出電容的正極時,它將作為迴線)。為了讓這個 Y1 電容發揮最高效率,在它和變壓器的引線之間,PCB Trace 長度必須愈短愈好,且愈直愈好。如果需要將 Y 電容器接回 DC 負導軌,請確定 Y 電容器 Trace 連接正常,以便共模電流直接流入大電容器負極節點,且這些電流不會共用源極接腳和大電容器負極節點之間的 Trace。

增加 Y1 電容尺寸反而會使接地漏電更多,但卻可減少共模 EMI 雜訊。AN-15 中反覆指出接地允許傳導的故障電流的絕對限制 (請參閱表 1 和第 9 頁的內容)。

請勿使用某一種額定值的 Y 電容器來代替另一個 Y 電容器,尤其不要混用不同類型的電容器。不同額定值的 Y 電容器各有非常特殊的與安全性直接相關的額定值。使用不適當的 Y 型電容器可能會導致電擊。

 

[X 型電容器]

X 電容器用於火線和地線之間,或火線和火線之間,因此,X 電容器故障不會造成電擊。X 電容分為三個子類別。X1 電容專用於吸收週期性高功率脈衝,也就較為昂貴。因此,在電源供應器 EMI 濾波器中並不常用。電源供應器中通常也很少使用 X3 電容。X2 電容最常用,提供的值範圍在 1 nF 到 1 µF 之間,通常可符合大多數安全機構的易燃性要求。

 

[EMI 濾波電感]

專為 EMI 濾波器用途所設計的電感器有三個重要的參數規格:目標頻率下的有效阻抗、穩定狀態額定電流及突波電流能力。

 

[差模電感器 (DM 電感器)]

DM 電感器通常繞在螺旋狀的粉狀鐵鐵芯或鐵氧體磁芯 (Ferrite Core) 上。限定為單一繞組層的 DM 電感器具有最低的繞組間電容和最高的自振頻率。

 

[共模電感器 (CM 電感器)]

CM 電感器是一組配對的耦合電感器。CM 電感器有兩組獨立的繞組,都繞在同一鐵芯上 (環形線圈或線軸形)。這兩組繞組以相同方向捲繞,使來自差模信號 (例如線間電壓頻率) 的磁通量在鐵芯中有所消減,進而不受阻礙地通過鐵芯。不過,對共模電流而言,這兩組繞組反而形成高阻抗,因此會降低共模 EMI。兩組繞組通常繞在鐵芯的不同部分,能夠使繞組之間的電容降到最小。 

如需 EMI 元件和降低技術的更多資訊,請參閱 AN-15

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