|LTspice电磁兼容滤波器的设计与仿真
在本文中 ， 我们将回顾电路中存在的不同类型的噪声 。我们还将讨论如何用LTspice对EMC滤波器进行精确的仿真模拟 。
LTspice是模拟电子电路的有力工具 。它可以执行简单的模拟来验证新设计的功能 。该工具还在短时间内完成复杂的分析 ， 如最坏情况分析、频率响应或噪声分析等 。
LTspice在模拟噪声和滤波器方面也很有用 。滤波器是电路中许多应用的关键元件 。特别是采用电磁兼容(EMC)滤波器来降低噪声和干扰 。为了在模拟中获得准确的结果 ， 需要考虑实际的电路现象 。寄生参数在滤波器中起着关键作用 ， 因为它们可以激发相反的效果例如有可能会放大噪声 。
在本文中 ， 我们将回顾电路中存在的不同类型的噪声 。然后我们将讨论如何用LTspice对EMC滤波器进行精确的仿真 。
共模噪声和差分噪声
在设计有效的滤波器之前 ， 我们需要知道电路中可能存在什么样的噪声 。下面是一个简单的电路 ， 将有助于解释这两种类型的噪声 。
电压源V1产生的电流将流过R1 。然后它将返回到源端(即接地端或参考电压端) 。
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电压源V1产生的电流将流过R1
在理想条件下 ， 电路中唯一存在的电流和电压将由源V1产生 。如下图所示 ， 与此电流方向相同的噪声称为差模噪声 。
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差模噪声
第二种情况是出现共模噪声 。在这种情况下 ， 噪声电流的方向与从负载回流到源端的返回电流的方向相反 。
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共模噪声
为了有效地防止干扰 ， 滤波器需要考虑两种类型的噪声 。所选择的部件及其位置取决于要衰减的噪声类型 。
在LTspice中绘制Bode（伯德）图
最有趣的分析之一 ， LTspice可以执行的是频率分析 ， 也称为交流（AC）分析 。我们可以用一个简单的低通滤波器来看到它的功能 。
本文插图
在LTspice中绘制Bode（伯德）图的示例
对于交流（AC）分析 ， 我们需要定义一个交流源 。在LTspice中 ， 可以为电压源配置各种参数 ， 但幅度需要足以满足我们的仿真目的 。我们还需要配置四个仿真参数 。
运行仿真后 ， 我们可以绘制出相对于输入的输出电平 ， 即滤波器传递函数 。有两条线：一条连续对应的是幅度响应 ， 而一条不连续的线对应的是相位响应 。我们可以看到 ， 滤波器响应基本上是平坦的 ， 直到接近截止频率（本文的示例如下）：
【|LTspice电磁兼容滤波器的设计与仿真】
本文插图
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Bode（伯德）图
在LTspice中仿真模拟噪声和滤波器
澄清LTspice的这方面是很重要的 。该软件使用噪声类型的仿真来模拟元件固有的噪声 。这种类型的模拟适合于验证电路的功能 ， 如模拟滤波器 。为了EMC的设计目的 ， 我们需要模拟共模和差模噪声 ， 所以我们需要确保我们的滤波器对两种噪声类型都是有效的 。
以下电路是由电容器和共模扼流圈组成的EMC滤波器 ， 以衰减共模噪声(C4 ， C1 ， L3)；另外 ，它还包括两个电感和电容器来衰减差分噪声(L1 ， L2 ， C2 ， C3) 。
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