本文主要举例分析由电源滤波器的安装与传导骚扰超标现象、原因分析，解决措施，思考与启示。

 

1、现象描述:滤波器的“神秘失效”

 

某家用电器产品A在传导骚扰测试中惨遭滑铁卢——150kHz~1MHz频段集体爆表：

 

就像用漏勺过滤面条，任凭换上各种高端滤波器，测试曲线依然稳如泰山！

 

诡异现象：

 

同款滤波器在兄弟产品B上表现优异

 

接地线焊得比钢筋还牢固，噪声却纹丝不动

 

把滤波器拎出机箱单独测试，结果秒变乖宝宝，如下图所示：

 

2、原因分析：EMC侦探的“案发现场”还原

 

第一幕：凶手竟是“邻居”

 

对比产品A/B结构发现惊天秘密

 

A产品：滤波器高居电源头顶，像在噪声源头上蹦迪

 

B产品：滤波器深藏电源底座，仿佛躲在防空洞里

 

AC/DC电源的结构特点如下图所示：

 

 

AC/DC电源模块的外壳 (兼散热器) 三面均将此电源中的PCB包围在其中，只有上面没有封闭，露出PCB的器件 (电容､ 线圈等)。

 

对于开关电源中产生噪声的原因，在之前的文章《EMC案例分析——开关电源中变压器初、次级线圈之间的屏蔽层对产品EMI的影响》中有详细介绍。

 

从上面图中的结构上看，B产品的电源滤波器安装在开关电源模块下面, 底板（金属板）可使滤波器与开关电源有良好的隔离, 使容性耦合和感性耦合较小。

 

而A产品的电源滤波器电源滤波器安装在开关电源上方, 没有隔离, 两者之间耦合较大。

 

第二幕：电磁版“隔墙有耳”

 

噪声逃逸路线：

 

开关电源噪声 → 穿透空气间隙 → 耦合到滤波器输入线 → 直通电网  

 

关键证据：

 

在A产品中加装铜箔隔离墙，噪声立降15dB

滤波器与电源距离＜5cm时，耦合电容高达2pF（堪比电磁隧道）

 

可见， 滤波器与电源之间距离过近， 而且没有很好的隔离是导致传导骚扰测试超标的原因。

 

另外还有一种滤波器失效的情况， 虽然在本案例中没有出现，但是也是工程应用中常见的问题。

 

与如下图所示的接地阻抗过高导致滤波器失效的原理一样。

当存在接地阻抗时 (如滤波器通过连接一条长导线或长而窄的印制线接地时), 高频噪声会经这条阻抗路径通过滤波器, 使滤波器失效｡

 

所以, 滤波器应该通过低阻抗的点或面连接到地层｡ 高频滤波器的引线应该尽可能地短, 滤波器中的电容最好也采用低寄生电感的陶瓷电容｡

 

3、处理措施：给滤波器找个“好房子”

 

电磁静音两板斧

 

1.乾坤大挪移：

 

将滤波器迁移到电源下方，利用金属底板形成天然屏蔽层

 

效果类比：从露天广场搬进法拉第笼

 

2.加盖金属头盔：

 

在电源顶部加装带散热孔的金属罩（孔径＜λ/20）

 

实战技巧：用3M导电胶带临时验证屏蔽效果

 

改造效果对比

前（A产品）	改造后（B方案）
滤波器与电源贴脸	保持10cm社交距离
噪声自由耦合	金属屏障强制隔离
测试曲线爆红	全线低于限值6dB

 

4、思考与启示：滤波器的生存法则

 

血泪经验包

 

1.安装位置＞滤波器性能：

 

再贵的滤波器装错位置也是战五渣

 

记住三字诀： 远（距离）、隔（屏蔽）、低（阻抗）

 

2.谨防50Ω陷阱：

 

实验室50Ω阻抗测试结果都是“照骗”

 

滤波器的工作原理是在射频电磁波的传输路径上形成很大的不连续特性阻抗, 以将射频电磁波中的大部分能量反射回源处｡

 

大多数滤波器的性能参数是在源和负载阻抗均为50Ω的条件下测得的, 这就使滤波器的性能在实际情况下不可能达到最佳（实际源和阻抗可能不等于50Ω）｡

 

因为滤波器是由电感和电容组成的, 因此这是一个谐振电路, 其性能和谐振主要取决于源端及负载端的阻抗｡

 

事实上, 一只价格昂贵且 50/ 50Ω 性能优秀的滤波器可能在实际中的性能还不如一只价格较低且50/50Ω性能较差的滤波器好｡

 

所以真实场景要实测源端/负载端阻抗（建议用网络分析仪扫频）

 

3.接地不是焊上就行：

 

长导线接地≈给噪声修高架桥

 

接地黄金法则：面接触＞线接触＞点接触

 

举一反三技巧

 

遇到滤波器失效，先用铜箔做个临时屏蔽罩验证空间耦合

 

传导骚扰超标时，重点检查 “滤波器-噪声源”距离/屏蔽

 

电源模块散热孔设计要遵循 “电磁波穿不过”原则（孔径＜最高频率波长/20）

来源：电子工程师之家

关键词： 电源滤波器