产品的EMC认证充满挑战，但是不可避免，同时EMC滤波器设计也绝非易事。全新的REDEXPERT滤波器设计工具简化了滤波器的设计过程，能够为您节省时间和金钱。
EMC（电磁兼容）认证通常是电子产品开发过程中最后一个必须克服的障碍。认证过程中，经常需要对特定电路或布线进行更改，这样会延长产品的开发周期，并提高成本。为此，伍尔特电子的“REDEXPERT”仿真平台加入了全新的“EMI滤波器设计工具”，该工具可用于设计抑制传导差模噪音的滤波器。
典型应用是DC/DC转换电路的输入滤波器，尤其是会产生大量干扰的开关电源。用于滤除电路中宽带噪音的滤波器也可采用同样方式。滤波器设计的目标是在要求的频率范围内实现所需的插入损耗。通过尽可能失配负载和源端阻抗，可在所需频率范围内达到目标。此处插入损耗（公式1中的“a”）的定义是在同一个电路中，不带滤波器时的电压与带滤波器时的电压之比（图1）。对于二阶LC滤波器，通常使用公式2计算截止频率fC.
a=20*logUload1Uload2(1)
fc=12*πLC(2)
公式2的计算采用理想元器件，没有考虑电感的绕线电阻（Rdc)和绕线电容，以及电容的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)等。
REDEXPERT EMI滤波器设计工具
REDEXPERT EMI滤波器设计工具可以在30MHz的频率范围内考虑这些寄生参数，使得仿真能够更准确地反映元器件的真实电气性能，以及高达四阶滤波器特性。
EMI滤波器设计工具会根据输入的工作电压、电流、负载/LISN（线路阻抗稳定网络）、干扰源阻抗、截止频率和所需频段的衰减等参数来确定最合适的拓扑结构。
从二阶到四阶，共有6种拓扑结构可供选择：LC、CL、Pi(CLC)、T(LCL)、LC-LC和CL-CL。
在确定拓扑结构后，软件会计算出分立元件的值并仿真滤波器的增益频率响应、输入和输出阻抗。最后，工具提供总结页面，包括输入信息、推荐电路、带有排序功能的器件列表和频率响应。参数计算和器件自动选择根据巴特沃斯滤波器的极点进行确定。
图1：包含噪音的电源（左）和负载（右）电路，(a)不带EMI滤波器，(b)带EMI滤波器。
图2：REDEXPERT EMI滤波器设计工具的起始界面，在该界面可以输入滤波器参数，然后工具会推荐合适的拓扑。
图3：滤波器元件选项，以及损耗、输入和输出阻抗的频率响应。
REDEXPERT EMI滤波器设计工具应用实例
REDEXPERT EMI滤波器设计工具需在线使用，网址www.we-online.com/filter-designer，适用于设计AC/DC和DC/DC等电路的输入和输出滤波器。该工具的目标是通过尽可能大的阻抗失配，实现噪音抑制。
用于DC/DC电路的输入滤波器
一个好的滤波器设计需要尽可能精确的规格输入。DC/DC转换电路在输入端通常都会并联大容量电容，因此可以采用电容的等效串联电阻（ESR）作为输入阻抗。ESR值通常在0.1Ω到1Ω的范围内。
例如伍尔特电子的WCAP-AS5H系列865230557007铝电解电容，其ESR值为100mΩ。如果想要在350kHz处达到35dB衰减，该工具将推荐使用CL电路（图2），元器件值为C1=47.0pF、L1=240nH。图3展示了衰减、输入阻抗和输出阻抗的频率响应。
DC/DC电路输出滤波器
如今的DC/DC电路通常开关频率较高，因此需要一个输出滤波器来降低高频噪声和纹波。例如，假设输出电压在1MHz频率处有50mV的纹波分量，需要将其降低到15mV。根据公式3可以计算出所需的衰减dB(a)。
a=20*log50mV15mV=10.5dB(3)
在输入参数处输入“衰减11dB”和“频率1MHz”后，该工具会建议L1=470nH和C1=220nF的LC拓扑结构。
此页面预览技术由永中DCS提供
参考：
REDEXPERT EMI滤波器设计工具：www.we-online.com/filter-designer
作者：
Gerhard Stelzer曾在慕尼黑工业大学学习电气工程和信息技术，并获得了工学硕士学位。之后，他在西门子公司从事高速光通信技术的开发工作。1995年，他加入了“Elektronik”杂志，从事技术新闻工作。Gerhard从2021年开始担任伍尔特电子的高级技术编辑。