空调EMI电源滤波电路设计与仿真

吕继方 肖彪 王会 万今明 于洪涛

摘要：为提高空调产品的电磁兼容特性，针对典型空调EMI电源滤波電路，提出基于ANSYS仿真软件的EMI滤波PCB设计与仿真方法。分别对滤波电路中的X电容、Y电容、共模电感、差模电感等进行单独建模，搭建完整滤波电路，通过Designer对其进行S参数仿真，利用Q3D准确提取PCB的寄生参数，通过网络分析仪测试相应的滤波PCB，验证该仿真方法的正确性与有效性。

关键词：电磁兼容； 插入损耗； 共模扼流圈； 等效电路

中图分类号：TM925.12； O441.5

文献标志码：B

文章编号：1006-0871（2018）01-0061-05

Abstract： In order to improve the electromagnetic compatibility of air conditioner， a design and simulation method for EMI filter PCB is proposed based on ANSYS. The models of X capacitor， Y capacitor， common mode inductor， and differential mode inductor in filter circuit are built individually， and the complete filter circuit is built. The parameter S of the filter circuit is simulated using Designer. The parasitic parameters of PCB are extracted exactly by Q3D. The test is done on the filter PCB using network analyzer， and the correctness and effectiveness are proved.

Key words： electromagnetic compatibility； insertion loss； common mode choke； equivalent circuit

0 引 言

随着变频技术的发展，电磁兼容设计成为空调开发过程中至关重要的环节之一。目前，空调中的开关电源、驱动模块等作为强干扰源，若无EMI滤波器则无法满足相应的电磁兼容标准。

EMI电源滤波器[1-3]的作用是使有用的频率信号如工频或直流信号通过，使无用的干扰频率信号衰减。能够无衰减地通过滤波器的信号频率段称为滤波器的通带，通过时受到很大衰减的频率段称为滤波器的阻带。

由于各种频率信号通过滤波器时的衰减不同，所以插入损耗是滤波器最重要的特性参数，插入损耗随着信号频率的变化而变化，定义为

式中：U1为信号源不接滤波器直接加在负载上的电压；U2为信号源通过滤波器后加在负载上的电压。

EMI电源滤波器的主要作用是对电源线上的干扰信号进行抑制。通常，按照干扰信号传导路径不同，可将干扰分为共模干扰和差模干扰，其中：共模干扰存在于电源线与大地或者中线与大地之间；……