试论9khz-1ghz频段高插损电源滤波器的研制

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1、北京交通大学硕士学位论文9KHz-1GHz频段高插损电源滤波器的研制姓名：尹成申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：沙斐20071201北京交通大学硕士学位论文中文摘要摘要：在现代电子设备上，开关电源以其高效、小型和轻便得到越来越广泛的应用。但随着产品系统的复杂化和高集成化，开关电源噪声大、电磁干扰严重的缺点也越来越受到关注。如今，相关电磁兼容标准特别是军标、保密标准对产品的电磁兼容性要求越来越严格，因此，解决开关电源的电磁干扰对保证系统稳定工作和通过产品认证具有重要的作用。设计电源滤波器是解决开关电源传导干扰的有效手段。本文主要针对某低辐射保密机设计制作电源滤波器，按照保密标准的传导发

2、射限值要求和设备的传导发射情况，所设计的滤波器应能在9KHz一1GHz全频段内提供80dB的共模插入损耗。为实现如此宽频带内高插损的滤波要求。本文采用分频段多级滤波级联的思想，分别从电路结构、滤波参数、磁芯材料、屏蔽和接地方面分别进行了考虑。低频段KHz处我选用超微晶铁氧体磁芯制作大电感来满足滤波要求：中间较宽的MHz频段则选用双级锰锌铁氧体磁芯滤波电路级联，实现稳定的滤波性能；为弥补锰锌铁氧体随频率升高磁导率下降特性，增加一级镍锌铁氧体磁芯滤波电路，重点滤除百14Hz频段的干扰。考虑到集总元器件受分布参数的影响高频滤波性能下降特性，我将滤波器设计成隔离腔体的形式，并在腔体连接处安装穿心电容

3、。穿心电容良好的高频性能能很好地实现几百MHz甚至上GHz的滤波，隔离腔体则能很好地屏蔽高频噪声的空间耦合。上述措施的实施，加上滤波器良好的接地性能和突出螺孔设计，保证了电源滤波器在宽频带内的高插入损耗。本文按照标准测量滤波器插入损耗的方法，结合实验室的测量条件搭建了滤波器铡量实验平台，分别用频谱仪法和矢量溺络分析仪法测量了滤波器的性能。测量结果表明，滤波器能够很好地满足设计要求。本文还介绍了电源滤波器设计的设计流程、设计方法、器件选择考虑和具体的设计步骤，并重点对影响滤波性能的阻抗变化因素和分布参数因素进行了分析和仿真。这些设计方法和仿真分析对电源滤波器的设计和制作起到了建议和指导性作用。

4、关键词：EMI电源滤波器；插入损耗；共模滤波；传导发射；铁氧体；分布参数。分类号：TN713+．4：TM937．3北京交通大学硕士学位论文ABSTRAcTABSTRACTABSTRACT：Switchingpowersupply,whichishighefficient，smallandlight，isincreasinglywidelyusedinmodernelectronicequipments．However,asthesystembecomingmorecomplexandhigherintegrated．thereafemoreandmoreconcernsaboutheavyn

5、oiseandseriousEMIthatswitchingpowersupplyprovides舔itshighswitchingfrequency．Nowadays，requirementsofEMCstandards，especiallymilitarystandardsandconfidential／tystandards0nproducts’electromagneticcompatibilityarebecomingmoreandmoresevere．Soitisveryimportanttoguaranteesystem’SstabilityandpassrelevantEMC

6、certificationbysolvingelectromagneticinterferenceofswitchingpowersupply．Powerfilterisalleffectivem最tllstosolvetheEMIproblems．ThispapermainlydesignsanddevelopsoneEMIpowerfilterwhichisusedinlowradiatingconfidentialcabinet．Inaccordancewiththeconductedemissionlimitofcontidentialstandardsandconductedemi

7、ssionlevelofequipmentundertest，thisEMIpowerfiltershouldmeettherequirementof8她common-modeinsertionlossin9KHz-IGHzband．Inordertoachievehighinsertionlossinsuchawideban&thispaperadoptsmulti—stagefilterondiffere