作者：沙占友 王彦朋

    引言

    评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。

    1 有源电磁干扰滤波器的原理与应用

    有源电磁干扰滤波器简称有源emi 滤波器，它是把有源器件集成在微封装的芯片中，专门用来抑制电磁干扰的滤波器。与传统的无源emi滤波器相比，有源emi 滤波器不仅具有优良的噪声衰减特性，而且功能强大，有的还能实现热插拔，可大大节省印制板（pcb）的空间，适用于电源及电子设备、医疗仪器等领域。

    有源emi 滤波器的典型产品有美国vicor 公司生产的qpi（quiet power input）系列，主要包括qpi－3l～qpi－6l，qpi－8l。qpi系列emi 滤波器的产品分类见表1。其中，qpi－8l 属于带热插拔（hot-swap）功能的有源emi滤波器。

    1.1 qpi－8l型有源emi滤波器的性能特点

    qpi－8l符合直流48v或60v总线的要求，能对150 khz～30mhz 的传导噪声（共模噪声及差模噪声）进行衰减，在250 khz 时的共模噪声衰减能力大于40db，差模噪声衰减能力大于70 db。它能在80v直流电压下连续工作，并能承受100v直流浪涌电压，其对地绝缘电压为1500v，最大工作电流为6a，最大负载为200w。与无源emi滤波器相比，共模噪声衰减能力可提高20db，差模噪声衰减能力可提高10～30db。具有浪涌电流限制及断路、可编程欠电压/过电压保护、电源电压正常指示等功能。默认的欠电压阈值为34v（关断时的滞后电压为2v）；过电压阈值为76v（关断时的滞后电压为4v）；利用外部分压电阻还可改变欠电压及过电压的阈值。使用方便，具有热插拔功能，允许带电插入或拔下有源emi 滤波器。满载时的效率高于99%，特别适合滤除dc/dc 电源变换器的电磁干扰。利用厂家提供的qpi－eval1软件，可以很方便地对安装好的qpi－8l及终端设备进行测试。

    1.2 qpi－8l型有源emi 滤波器的工作原理

    qpi－8l 的内部框图如图1 所示。bus＋、bus－端分别接总线的正极、负极。sw端接受控于热插拔功能的满幅值负压。shield为屏蔽端，与负载的屏蔽端、y 电容的公共端接在一起。qpi＋、qpi－分别接负载的正、负输入端。pwrgd（power good）为电源电压正常指示的输出端（集电极开路输出），当电源电压不正常时该端输出低电平。uven端、ov端各接1个电阻分压器，分别设定欠电压、过电压阈值。主要包括以下5部分。

    （1）热插拔功能电路；

    （2）emi滤波器；

    （3）供欠电压检测用的内部分压电阻（r1、r2）；

    （4）供过电压检测用的内部分压电阻（r3、r4）；

    （5）p沟道mosfet。

    当电源电压不正常时mosfet 关断，可将负载断开，起到保护作用。

    qpi－8l在0.01～30 mhz频率范围内对共模噪声的最大衰减量约为70 db，对差模噪声的最大衰减量可达82 db。这是无源emi 滤波器难以达到的指标。qpi－8l型有源emi滤波器与3 种无源emi 滤波器产品对差模噪声的插入损耗曲线图如图2 所示。图2中，曲线a 代表qpi－8l，曲线b、c、d 分别代表3 种无源emi 滤波器典型产品。显然，qpi－8l 能在很宽的频率范围内抑制差模噪声。

    1.3 有源电磁干扰滤波器的典型应用

    qpi－8l的典型接线图如图3 所示，将它插在总线电源与dc/dc电源转换器之间。dc/dc 电源转换器直接安装在印制板上并加屏蔽罩。c2～c6为旁路电容，容量可选0.047μf。

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