共模滤波器设计相对较简单,包括共模电容,不平衡变压器或共模电感。共模电容将两个输入线的共模电流旁路到大地,共模电感呈现一个平衡阻抗,也就是说,电源线和地线中阻抗相等,这个阻抗对共模噪声呈现阻抗特性。

线路滤波器防止在电子设备和AC线路之间产生过多噪音;一般而言,重点还是对AC线路的保护。在AC线路(通过全阻抗匹配电路)和(噪音)电源转换器之间使用共模滤波器的情况。共模噪音(噪音在接地的两条线路上同时产生)的运动方向是从负载端进入滤波器,这样两个线路共有的噪音得到很大衰减。最后,滤波器加到AC线路(通过全阻抗匹配电路)上的输出小到可以忽略不计。

设计共模滤波器必须设计两个相同的差动滤波器。其中每个滤波器分别对应两极的线路, 而每一边的感应器分别耦合一个磁芯。

对于差动输入电流(从A到B的输入是沿L1,从B到A是沿L2),两个感应器之间的耦合净磁通量为0。

任何差动信号引起的自感应是两个滤波器耦合不好引起的。滤波器作为独立元件工作,其漏感对差动信号做出响应:漏感衰减了差动信号。

当感应器L1和L2收到接地的同一电极的相同信号,它们都会在共用的磁芯中产生一个非零的净通量。两个感应器于是作为独立元件工作,其共同的自感应对共同的差动信号做出响应:共同的自感应衰减了共同的差动信号。

一阶滤波器设计

最简单和最廉价的滤波器就是一阶滤波器。这类滤波器使用一个电抗性元件来存储一定频段的能量,与此同时,其并不把能量传送到负载。就低通共模滤波器而言,采用的电抗性元件是共模扼流圈。

为一阶低通滤波器选择扼流圈时应多加注意,因为选取的值远大于典型的或最小的电感值会限制扼流圈的有效衰减频段。

二阶滤波器设计

二阶滤波器采用两个电抗性元件, 这种结构安排较一阶滤波器而言,具有两个优点:a) 理想地,二阶滤波器在截止频率之上提供每倍频程12dB 的衰减(是一阶滤波器的四倍);b) 在电感谐振频点之上可以具有更大的衰减。

为获得截止频点(Wc)恰当的响应,二阶滤波器的设计要求比一阶滤波器更为严格。但是,其对更高的频率上的关注度有所降低。

对于高阶滤波器而言,其设计过程所需要关注的关键因素之一是拐角频率的衰减特性。在二阶滤波器的设计中,阻尼因子通常用希腊字母ζ表示)既描述了拐角频率处的增益也描述了滤波器的时域响应,是表达上述关键因素特性的重要表征特征。

三阶滤波器设计

三阶滤波器理想地在截止频率处产生每倍频程18dB 的衰减(如果三个拐角频率并不是同步则会有多个截止频率点),这是这种高阶滤波器最明显的特征。

三阶滤波器最主要的缺点在于成本高,因为其采用了三个电抗性的元件。高于三阶以上的滤波器通常费用太昂贵,故在实际生产中一般不予考虑。