一、電源濾波器是什么

電源濾波器，顧名思義，是一種用于過濾電源中噪聲和干擾信號的電路或裝置。它是由電容、電感和電阻等元件組成的濾波電路，又名“電源EMI濾波器”，或“EMI電源濾波器”，是一種無源雙向網(wǎng)絡(luò)，一端連接電源，另一端連接負(fù)載。

電源濾波器的工作原理主要基于阻抗適配網(wǎng)絡(luò)。其輸入、輸出側(cè)與電源和負(fù)載側(cè)的阻抗適配越大，對電磁干擾的衰減效果就越顯著。具體來說，電源濾波器通過以下幾種方式濾除噪聲：

濾除導(dǎo)線和外圍環(huán)境噪聲：對于通過電源線與設(shè)備之間的寄生電容而耦合進(jìn)入的高頻噪聲，電源濾波器會使用電源側(cè)并聯(lián)的無源電容元件進(jìn)行去耦和旁路，將這部分噪聲通過低阻抗路徑導(dǎo)向電源基準(zhǔn)。而對于電源線與外部電路存在互感而傳導(dǎo)的低頻磁場噪聲（即感性耦合噪聲），電源濾波器則會使用環(huán)形電感或共模電感在電源正負(fù)極線上形成高阻抗路徑來阻斷這種噪聲。

濾除本地內(nèi)部噪聲：對于來自開關(guān)電源、電機(jī)控制器等設(shè)備內(nèi)部的高頻脈沖噪聲，電源濾波器會在設(shè)備側(cè)并聯(lián)電容器，形成低阻抗并聯(lián)路徑。而對于負(fù)載電路工作時產(chǎn)生的諧波和紋波交流噪聲，電源濾波器則可通過LC濾波器電路或Pi型濾波器大大降低其幅度。

二、電源濾波器的主要功能和作用

1、抑制電磁干擾（EMI）

這是電源濾波器最核心的功能，具體包括抑制外來干擾和內(nèi)部干擾兩方面。外來干擾指從電網(wǎng)傳入的雜波，例如附近大功率設(shè)備啟動引起的電壓波動、雷電感應(yīng)導(dǎo)致的脈沖信號，以及其他電子設(shè)備工作時耦合到電網(wǎng)中的高頻噪聲等；內(nèi)部干擾則指用電設(shè)備自身產(chǎn)生的干擾信號，如開關(guān)電源在開關(guān)管導(dǎo)通/關(guān)斷時產(chǎn)生的高頻噪聲，數(shù)字電路邏輯電平切換形成的干擾等。電源濾波器通過電容和電感的協(xié)同作用，對共模干擾（存在于電源線與地之間的同相干擾）和差模干擾（存在于電源線之間的反相干擾）實(shí)現(xiàn)有效抑制，將干擾強(qiáng)度降低至符合國家電磁兼容（EMC）標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。

2、抑制電源線上的干擾和瞬變

電網(wǎng)中常存在電壓波動、尖峰和瞬態(tài)干擾，例如負(fù)荷變化引起的電壓瞬時升降、變壓器切換帶來的電壓沖擊等。電源濾波器中的電感元件具有儲能特性，可在電流突變時阻礙變化趨勢：當(dāng)電壓升高時電感儲存能量抑制電流驟增，電壓降低時則釋放能量以維持電流相對穩(wěn)定，從而對平滑電源波形、抑制瞬時尖峰具有積極作用，減少電壓波動對設(shè)備運(yùn)行的影響，避免死機(jī)、數(shù)據(jù)丟失或硬件損壞等問題。

3、保護(hù)用電設(shè)備

一方面，通過抑制電磁干擾和平滑電源波形，電源濾波器能為用電設(shè)備提供更純凈、穩(wěn)定的工作電源，減輕噪聲和電壓異常對內(nèi)部精密電路（如芯片、傳感器等）的影響，有助于延長設(shè)備壽命；另一方面，部分電源濾波器還集成了過流或過壓保護(hù)功能（例如內(nèi)置保險(xiǎn)絲、壓敏電阻等元件），在電源線路中出現(xiàn)過大電流或過高電壓時，保護(hù)元件可迅速響應(yīng)，切斷電路或吸收過剩能量，防止用電設(shè)備損壞。