CN104702096A - 含解耦电路的数字有源emi滤波系统及解耦电路的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了含解耦电路的数字有源EMI滤波系统及解耦电路的设计方法，解耦电路由单匝电感组成，其设计方法为首先选取解耦电路单匝电感的磁芯材料，在选取单匝电感的镍锌铁氧体磁芯的配方，然后确定解耦电路单匝电感的阻抗Z_F的取值范围，最后根据确定的解耦电路单匝电感的阻抗值求得单匝电感的尺寸。本发明解决了现有技术中存在的EMI滤波系统滤波性能差、体积与功耗大及设计其解耦电路具有盲目性的技术问题，本发明的数字有源EMI滤波系统的补偿能力与现有技术相比可以提高5dB以上，并为解耦电路的设计提供了一种行之有效的方法。

Description

含解耦电路的数字有源EMI滤波系统及解耦电路的设计方法

技术领域

本发明属于开关电源电磁兼容技术领域，具体涉及一种含解耦电路的数字有源EMI滤波系统，还涉及上述解耦电路的设计方法。

背景技术

开关电源以其低损耗、高效率、电路简洁等显著优点受到人们的青睐。高频化使开关电源向小型化、轻便化发展，因此，开关电源高频化是其发展的方向。但是高频的开关会产生较大的高频传导电磁干扰(EMI)，不仅会对电网产生EMI污染，也会使与其相连的其他设备功能降级。为了保证电子设备的正常工作，净化电网环境，需加EMI滤波器对传导电磁干扰进行抑制。我国EMC标准GB/T21419-2013对其提出了要求，制定了该干扰的发射限值。

模拟无源EMI滤波器是抑制功率转换器传导EMI的主要措施，但其具有体积大，电感和电容的高频寄生现象明显，滤波灵活性较差，损耗随功率等级的增加而增大，对不同功率等级的变换器通用性差等缺点。数字有源EMI滤波器克服了模拟无源EMI滤波器灵活性差的缺点，因不在主电路中增加器件，所以大幅减小了EMI滤波器的体积和功耗，且其设计不受功率与电流等级限制。

数字有源EMI滤波器在EMI信号检测点与注入点之间存在解耦问题，使得部分EMI注入信号由于阻抗原因，不能与需要抑制的EMI 信号形成抵消，致使其滤波能力降级。有一些数字有源EMI滤波器选用传统绕线电感器件作为解耦电路，其滤波性能虽有所提高，但增加传统绕线电感器件改变了线路原拓扑及线路结构，使得数字有源EMI滤波器在体积和功耗方面的优势大大降低。也有一些解耦电路虽然提高了滤波性能，但其设计没有理论、系统的方法作为指导，盲目性较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种含解耦电路的数字有源EMI滤波系统，解决了现有技术中存在的数字有源EMI滤波器滤波性能差、体积与功耗大及设计其解耦电路具有盲目性的技术问题。

本发明的另一目的是提供上述解耦电路的设计方法。

本发明所采用的第一技术方案是：含解耦电路的数字有源EMI滤波系统，其包括通过火线L、零线N、地线PE依次连接的开关电源、线性阻抗稳定网络、市网电源；线性阻抗稳定网络和开关电源之间的火线L上连接有EMI检测电路和EMI注入电路，EMI检测电路在火线L上的连接点为检测点M，EMI注入电路在火线L上的连接点为注入点N，解耦电路连接在火线L上的检测点M与注入点N之间，由单匝电感组成，单匝电感套在火线L上；EMI检测电路和EMI注入电路分别连接有EMI滤波控制器；其中，EMI检测电路、EMI注入电路、解耦电路和EMI滤波控制器组成了数字有源EMI滤波器。

本发明所采用的第一技术方案的特点还在于，

EMI检测电路是由电阻R_s和电容C_s构成的RC高通滤波器，电容 C_s一端连接到线性阻抗稳定网络与解耦电路之间火线L上的检测点M，电容C_s另外一端与电阻Rs的一端串联连接，并连接至EMI滤波控制器上，电阻Rs的另一端接地。

EMI注入电路是由电阻R_inj 1、R_inj 2和电容C_inj 1、C_inj 2构成的RC带通滤波器，电容C_inj 2的一端连接到开关电源与解耦电路之间火线L上的注入点N，电容C_inj 2的另外一端与电阻R_inj 1串联，并且R_inj 1的另一端与EMI滤波控制器相连，电阻R_inj 2与电容C_inj 1组成的并联电路一端接在电容C_inj 2和电阻R_inj 1之间的连接导线上，另一端接地。

开关电源选用型号为g4-1359TX的HP笔记本的充电电源，为噪声干扰源。

EMI滤波控制器选取型号为EP2C35F672C8的FPGA数字信号处理器。

线性阻抗稳定网络选用R&S ENV216。

本发明采用的第二技术方案是，上述含解耦电路的数字有源EMI滤波系统中的解耦电路的设计方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：选取镍锌铁氧体作为解耦电路单匝电感的磁芯材料；

步骤2：根据电磁干扰信号频率范围的上限频率为30MHz，选取解耦电路单匝电感的镍锌铁氧体磁芯的配方为：Fe₂O₃∶NiO₂∶ZnO＝50.2∶24.9∶24.9，相对磁导率μ_r为150；

步骤3：确定解耦电路单匝电感的阻抗范围为： 其中，Z_F为解耦电路单匝电感的阻抗，Z_C为开关电源的等效内阻抗，Z_S为从检测点M向市网电源端看的电源等效阻抗，Z_T为从 检测点M向数字有源EMI滤波器方向看的等效阻抗；Z_in为从注入点N向数字有源EMI滤波器看的等效阻抗；

步骤4：根据步骤3中解耦电路单匝电感的阻抗范围确定单匝电感的阻抗Z_F的取值；

步骤5：根据解耦电路单匝电感的阻抗值Z_F计算得到单匝电感的尺寸规格：电感内径、电感外经及电感长度，实现了对解耦电路的设计。

本发明所采用的第二技术方案的特点还在于，

步骤3得出单匝电感的阻抗范围的具体方法为：

根据Z_F在150kHz-30MHz频段内应对从开关电源即噪声源流出的EMI信号呈现高阻抗，Z_F设计为远远大于从注入点N向数字有源EMI滤波器看的等效阻抗Z_in和开关电源等效内阻抗Z_C的并联阻抗，即在150kHz-30MHz频段内满足式(1)；根据从检测点M向电源看的电源等效阻抗Z_S需对流入线性阻抗稳定网络的EMI信号呈现高阻抗，Z_S设计为在150kHz-30MHz频段内远远大于从检测点M向数字有源EMI滤波器看的等效阻抗Z_T和解耦电路阻抗Z_F的并联阻抗，即满足式(2)；

$Z_F>>\frac{Z_C{Z}_{\mathrm{in}}}{Z_C+Z_{\mathrm{in}}}---\left(1\right)$

$Z_S>>\frac{Z_F{Z}_T}{Z_F+Z_T}---\left(2\right)$

由式(1)和(2)可得解耦电路单匝电感阻抗Z_F范围表达式为

$\frac{Z_C{Z}_{\mathrm{in}}}{Z_C+Z_{\mathrm{in}}}<<Z_F<<\frac{Z_S{Z}_T}{Z_T-Z_S}$

步骤4中确定单匝电感阻抗的具体方法为：

4.1，确定Z_S、Z_C、Z_T、Z_in的取值，具体方法为：

线性阻抗稳定网络的阻抗在150kHz-30MHz全频段稳定在50Ω，所以Z_S在150kHz-30MHz频率段取50Ω，Z_C由双电流探头测试法得到，其随频率的变化而变化，为了获取单匝电感特定的尺寸及抑制150kHz-30MHz全频段的EMI信号，取其在不同频率下对应的最大值；在高频交流电路中，电容可视作短路，所以Z_T等效为R_S，Z_in等效为R_inj 2，因此，在150kHz-30MHz频率内取Z_T＝R_S，Z_in＝R_inj 2；

4.2，将确定的Z_S、Z_C、Z_T、Z_in的取值代入得到Z_F的取值范围，并在Z_F的取值范围内随机选取一个值作为Z_F的取值。

步骤5中计算解耦电感尺寸规格的计算公式为：

$L=\frac{\mathrm{\&mu;}{A}_c}{B}$

$Z_F=\sqrt{{\left(\mathrm{\&omega;L}\right)}^2}=\sqrt{{\left(2\mathrm{\&pi;fL}\right)}^2}$

其中，L为电感值，B为电感的长度，A_c为电感的截面积，为电感的外径，为电感的内径，μ为磁芯磁导率，μ＝μ_r×μ₀＝150×4π×10^-7＝1.885×10^-4，μ₀为真空磁导率，取4π×10^-7H/m，为了抑制150kHz-30MHz全频段的EMI信号，f选取最高频率30MHz。

本发明的有益效果是，本发明在不改变原电路的形式及结构的前提下，采用单匝电感作为解耦电路，负载阻抗和数字有源EMI滤波 器之间满足阻抗匹配原则，降低了EMI信号检测点与注入点在电气连接上的耦合性，阻止EMI信号直接传入低阻抗的电源侧，使得EMI信号注入能力增强，提高了数字有源滤波器的滤波性能，降低了数字有源EMI滤波器的体积及功耗，并克服了解耦电路设计的盲目性问题。另外，本发明中的数字有源EMI滤波器的补偿能力与现有技术相比可以提高5dB以上。

附图说明

图1是本发明的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统的结构示意图；

图2是本发明的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统的阻抗匹配等效条件图；

图3是HP笔记本(型号为g4-1359TX)的电源共模阻抗测试曲线图；

图4是解耦电路的阻抗Z_F范围曲线图；

图5是本发明的解耦电路的设计方法流程图；

图6是不加数字有源EMI滤波器时，开关电源的L线传导EMI频谱图；

图7是采用不含解耦电路的数字有源EMI滤波器滤波后，开关电源的L线传导EMI频谱图；

图8是采用本发明中的含有解耦电路的数字有源EMI滤波器滤波后，开关电源的L线传导EMI频谱图。

图中，1.EMI滤波控制器，2.EMI检测电路，3.市网电源，4.线 性阻抗稳定网络，5.解耦电路，6.开关电源，7.EMI注入电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统的结构如图1所示，包括通过火线L、零线N、地线PE依次连接的开关电源6、线性阻抗稳定网络(LISN)4、市网电源3；线性阻抗稳定网络4和开关电源6之间的火线L上连接有EMI检测电路2和EMI注入电路7，EMI检测电路2在火线L上的连接点为检测点M，EMI注入电路7在火线L上的连接点为注入点N，解耦电路5连接在火线L上的检测点M与注入点N之间，由单匝电感组成，单匝电感套在火线L上；EMI检测电路2和EMI注入电路7分别连接有EMI滤波控制器1。其中，EMI检测电路2、EMI注入电路7、解耦电路5和EMI滤波控制器1组成了数字有源EMI滤波器。

其中，EMI检测电路2是由电阻R_s和电容C_S构成的RC高通滤波器，电容C_s一端连接到线性阻抗稳定网络4与解耦电路5之间的火线L上的检测点M，电容C_s另外一端与电阻Rs的一端串联连接，并连接至EMI滤波控制器1上，电阻Rs的另一端接地；EMI注入电路7是由电阻R_inj 1、R_inj 2和电容C_inj 1、C_inj 2构成的RC带通滤波器，电容C_inj 2的一端连接到开关电源6与解耦电路5之间火线L上的注入点N，电容C_inj 2的另外一端与电阻R_inj 1串联，并且R_inj 1的另一端与EMI滤波控制器1相连，电阻R_inj 2与电容C_inj 1组成的并联电路一端接在电容C_inj 2和电阻R_inj 1之间的连接导线上，另一端接地；解耦电路5 连接在火线L上的检测点M与注入点N之间。

市网电源3为220V/50Hz的单相交流电源，通过火线L、零线N、地线PE向开关电源6供电；开关电源6选用型号为g4-1359TX的HP笔记本的充电电源，为噪声干扰源；EMI滤波控制器1选取基于FPGA的数字信号处理器，选用型号为EP2C35F672C8，线性阻抗稳定网络(LISN)4选用R&S ENV216。

如图5所示，本发明解耦电路的设计方法如下：

步骤1：选取解耦电路单匝电感的磁芯材料；

软磁铁氧体作为电波吸收体材料，可以吸收电磁波能量，近年来广泛应用于抗电磁干扰，其中的镍锌铁氧体适合抑制高频段的电磁干扰，可工作在100kHz-140MHz的频率范围内。因此，本发明的解耦电感的磁芯材料选用镍锌铁氧体。

步骤2：选取解耦单匝电感的镍锌铁氧体磁芯的配方；

在镍锌铁氧体中，ZnO的含量与镍锌铁氧体的上限截止频率有直接关系，镍锌铁氧体的上限截止频率、相对磁导率与磁芯的配方关系如表1所示：

表1

根据国家标准GB/T21419-2013规定的电磁干扰信号频率范围的上限频率为30MHz，本发明选择镍锌铁氧体的配比为： Fe₂O₃∶NiO₂∶ZnO＝50.2∶24.9∶24.9，对应的镍锌铁氧体的相对磁导率μ_r为150。

步骤3：解耦电路单匝电感阻抗范围的确定；

数字有源EMI滤波系统阻抗匹配等效条件图如图2所示，Z_F为解耦电路的阻抗，Z_C为开关电源的等效内阻抗，Z_S为从检测点M向市网电源端看的电源等效阻抗，Z_T为从检测点M向数字有源EMI滤波器方向看的等效阻抗，Z_in为从注入点N向数字有源EMI滤波器看的等效阻抗。

由于Z_F在150kHz-30MHz频段内应对从开关电源即噪声源流出的EMI信号呈现高阻抗，所以Z_F应远远大于从注入点N向数字有源EMI滤波器看的等效阻抗Z_in和开关电源等效内阻抗Z_C的并联阻抗，即在150kHz-30MHz频段内满足式(1)；由于从检测点M向电源看的电源等效阻抗Z_S应对流入线性阻抗稳定网络的EMI信号呈现高阻抗，所以Z_S在150kHz-30MHz频段内应远远大于从检测点M向数字有源EMI滤波器看的等效阻抗Z_T和解耦电路阻抗Z_F的并联阻抗，即满足式(2)；

$Z_F>>\frac{Z_C{Z}_{\mathrm{in}}}{Z_C+Z_{\mathrm{in}}}---\left(1\right)$

$Z_S>>\frac{Z_F{Z}_T}{Z_F+Z_T}---\left(2\right)$

由式(1)和(2)可得解耦电路阻抗Z_F范围表达式为

$\frac{Z_C{Z}_{\mathrm{in}}}{Z_C+Z_{\mathrm{in}}}<<Z_F<<\frac{Z_S{Z}_T}{Z_T-Z_S}---\left(3\right)$

步骤4：解耦电路单匝电感阻抗Z_F的确定；

Z_C随频率的变化而变化，其共模阻抗测量曲线如图3所示，横坐 标为频率，频率范围为150kHz-30MHz；由于线性阻抗稳定网络的阻抗在150kHz-30MHz全频段稳定在50Ω，所以Z_S在150kHz-30MHz频率段满足Z_S≈50Ω，因此，在150kHz-30MHz频率范围内Z_S取50Ω；在高频交流电路中，电容可视作短路，所以Z_T等效为R_S，因此，在150kHz-30MHz频率内取Z_T＝R_S；在高频交流电路中，电容可视作短路，所以Z_in可等效为R_inj 2，在150kHz-30MHz频率内取Z_in＝R_inj 2。

由式(3)即可得出解耦电路阻抗Z_F随频率变化的曲线在阻抗随频率变化的曲线1及阻抗随频率变化的曲线2之间，如图4所示，横坐标为频率，频率在150kHz-30MHz之间，纵坐标为解耦电路Z_F阻抗的模；为了获取解耦电路单匝电感特定的尺寸及抑制150kHz-30MHz全频段的EMI信号，取Z_C在不同频率下对应的最大值，本发明中采用的型号为g4-1359TX的HP笔记本的充电电源在150kHz-30MHz全频段的最大值为50Ω，此时，解耦电路阻抗Z_F的取值范围便在定值50Ω及定值之间选取，本发明的该具体实施方式中Z_F取50Ω。

步骤5：解耦电感尺寸规格的确定；

解耦电感的电感值与其内、外径及长度的关系为：

$L=\frac{\mathrm{\&mu;}{A}_c}{B}---\left(4\right)$

其中，B为电感的长度，A_c为电感的截面积，为电感的外径，为电感的内径，μ为磁芯磁导率，μ＝μ_r×μ₀＝150×4π×10^-7＝1.885×10^-4，其中：μ_r为镍锌铁氧体磁环的相对磁导率，由步骤2 已经求出为150；μ₀为真空磁导率，一般取4π×10^-7H/m。

根据标准SJ 2881-88《磁性氧化物或铁粉制成的环形磁芯的尺寸标准》，内径与外径之比为：长度与内径之比为： 由此可得电感L和电感内径的表达式为

由Z_F的计算公式求解耦电感的电感值L：

$Z_F=\sqrt{{\left(\mathrm{\&omega;L}\right)}^2}=\sqrt{{\left(2\mathrm{\&pi;fL}\right)}^2}---\left(7\right)$

单匝电感的内径越小，对传导EMI信号的抑制效果越好。由式(6)可知，单匝电感的电感值L和电感内径成正比关系。要求得电感内径的最小值，即要求得电感L的最小值。为了抑制150kHz-30MHz全频段的EMI信号，因此选取最高频率f为30MHz计算电感L的值，算出电感最小值为L_min＝0.27uH。

由以上计算得解耦电感的尺寸规格为：B＝2.4mm， 

因此，本具体实施方式中解耦电路单匝电感的最终设计为：解耦电感的磁芯材料设计为镍锌铁氧体；镍锌铁氧体的配比为Fe₂O₃∶NiO₂∶ZnO＝50.2∶24.9∶24.9；磁芯相对磁导率为150；解耦电感的尺寸规格为B＝2.4mm，

本发明的工作原理：

EMI信号检测电路2是高通滤波器，电阻R_s对地两端之间提取共模传导EMI信号，其转折频率需在150kHz以下，以提取转折频率以上的传导EMI信号；EMI信号注入电路7把经EMI滤波控制器处理 的模拟输出EMI信号注入到开关电源的输入侧，注入EMI信号的带通滤波器的上限截止频率设计在30MHz左右，下限截止频率设计在150kHz左右，以滤除由于EMI滤波控制器处理产生的30MHz以上的高频信号，同时防止主电路工频及低次功率谐波电流毁坏DAC端口；数字有源EMI滤波控制器1选取基于FPGA的数字信号处理器，利用FPGA的硬件编程及并行处理能力提高控制速度，其包括对EMI信号的A/D采集、滤波控制和EMI控制信号的D/A输出。

EMI信号检测电路2将提取的共模传导EMI信号输入数字信号处理器FPGA；FPGA中的A/D将检测的EMI信号进行采样，得到相应的数字信号供控制器处理；控制器对数字EMI信号进行EMI补偿控制，得到补偿的数字EMI信号；控制处理后的数字EMI信号经D/A得到模拟的EMI注入信号，供EMI信号注入电路7注入到开关电源的输入端；解耦电路5接在检测点和注入点之间，来降低检测点和注入点的耦合性，阻止EMI信号直接传入低阻抗的电源侧，使得EMI信号注入能力增强。

不加本发明中的数字有源EMI滤波器时，开关电源的L线传导EMI频谱如图6所示，采用不含解耦电路的数字有源EMI滤波器滤波后，开关电源的L线传导EMI频谱如图7所示，采用本发明中的含有解耦电路的数字有源EMI滤波器滤波后，开关电源的L线传导EMI频谱如图8所示。从图6和图7看出，采用含解耦电路的数字有源EMI滤波器滤波后，传导EMI幅值在全频段均有减小，在中低频段比较明显。从图7和图8看出，采用本发明中的含有解耦电路的数 字有源EMI滤波器滤波，与不含解耦电路的数字有源EMI滤波器滤波相对比，传导EMI幅值在全频段进一步得到减小，尤其在中低频段更为明显，这说明本发明中的含有解耦电路的数字有源EMI滤波器，大幅度提高了数字有源EMI滤波器的滤波能力。

Claims (10)

1.含解耦电路的数字有源EMI滤波系统，其特征在于，其包括通过火线L、零线N、地线PE依次连接的开关电源(6)、线性阻抗稳定网络(4)、市网电源(3)；线性阻抗稳定网络(4)和开关电源(6)之间的火线L上连接有EMI检测电路(2)和EMI注入电路(7)，EMI检测电路(2)在火线L上的连接点为检测点M，EMI注入电路(7)在火线L上的连接点为注入点N，解耦电路(5)连接在火线L上的检测点M与注入点N之间，由单匝电感组成，单匝电感套在火线L上；EMI检测电路(2)和EMI注入电路(7)分别连接有EMI滤波控制器(1)；其中，EMI检测电路(2)、EMI注入电路(7)、解耦电路(5)和EMI滤波控制器(1)组成了数字有源EMI滤波器。

2.根据权利要求1所述的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统，其特征在于，EMI检测电路(2)是由电阻R_S和电容C_S构成的RC高通滤波器，电容C_S一端连接到线性阻抗稳定网络(4)与解耦电路(5)之间火线L上的检测点M，电容C_S另外一端与电阻Rs的一端串联连接，并连接至EMI滤波控制器(1)上，电阻Rs的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统，其特征在于，EMI注入电路(7)是由电阻R_inj 1、R_inj 2和电容C_inj 1、C_inj 2构成的RC带通滤波器，电容C_inj 2的一端连接到开关电源(6)与解耦电路(5)之间火线L上的注入点N，电容C_inj 2的另外一端与电阻R_inj 1串联，并且R_inj 1的另一端与EMI滤波控制器(1)相连，电阻R_inj 2与电容C_inj 1组成的并联电路一端接在电容C_inj 2和电阻R_inj 1之间的连接导线上，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统，其特征在于，开关电源(6)选用型号为g4-1359TX的HP笔记本的充电电源，为噪声干扰源。

5.根据权利要求1所述的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统，其特征在于，EMI滤波控制器(1)选取型号为EP2C35F672C8的FPGA数字信号处理器。

6.根据权利要求1所述的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统，其特征在于，线性阻抗稳定网络(4)选用R&S ENV216。

7.根据权利要起1～6任一项所述的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统中的解耦电路的设计方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：选取镍锌铁氧体作为解耦电路单匝电感的磁芯材料；

步骤2：根据电磁干扰信号频率范围的上限频率为30MHz，选取解耦电路单匝电感的镍锌铁氧体磁芯的配方为：Fe₂O₃:NiO₂:ZnO＝50.2:24.9:24.9，相对磁导率μ_r为150；

步骤3：确定解耦电路单匝电感的阻抗范围为： 其中，Z_F为解耦电路单匝电感的阻抗，Z_C为开关电源的等效内阻抗，Z_S为从检测点M向市网电源端看的电源等效阻抗，Z_T为从检测点M向数字有源EMI滤波器方向看的等效阻抗；Z_in为从注入点N向数字有源EMI滤波器看的等效阻抗；

步骤4：根据步骤3中解耦电路单匝电感的阻抗范围确定单匝电感的阻抗Z_F的取值；

步骤5：根据解耦电路单匝电感的阻抗值Z_F计算得到单匝电感的尺寸规格：电感内径、电感外经及电感长度，实现了对解耦电路的设计。

8.根据权利要求7所述的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统中的解耦电路的设计方法，其特征在于，步骤3得出单匝电感的阻抗范围的具体方法为：

根据Z_F在150kHz-30MHz频段内应对从开关电源即噪声源流出的EMI信号呈现高阻抗，Z_F设计为远远大于从注入点N向数字有源EMI滤波器看的等效阻抗Z_in和开关电源等效内阻抗Z_C的并联阻抗，即在150kHz-30MHz频段内满足式(1)；根据从检测点M向电源看的电源等效阻抗Z_S需对流入线性阻抗稳定网络的EMI信号呈现高阻抗，Z_S设计为在150kHz-30MHz频段内远远大于从检测点M向数字有源EMI滤波器看的等效阻抗Z_T和解耦电路阻抗Z_F的并联阻抗，即满足式(2)；

$Z_F>>\frac{Z_C{Z}_{\mathrm{in}}}{Z_C+Z_{\mathrm{in}}}---\left(1\right)$

$Z_S>>\frac{Z_F{Z}_T}{Z_F+Z_T}---\left(2\right)$

由式(1)和(2)可得解耦电路单匝电感阻抗Z_F范围表达式为

$\frac{Z_C{Z}_{\mathrm{in}}}{Z_C+Z_{\mathrm{in}}}<<Z_F<<\frac{Z_S{Z}_T}{Z_T-Z_S}$

9.根据权利要求7所述的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统中的解耦电路的设计方法，其特征在于，步骤4中确定单匝电感阻抗的具体方法为：

4.1，确定Z_S、Z_C、Z_T、Z_in的取值，具体方法为：

线性阻抗稳定网络的阻抗在150kHz-30MHz全频段稳定在50Ω，所以Z_S在150kHz-30MHz频率段取50Ω，Z_C由双电流探头测试法得到，其随频率的变化而变化，为了获取单匝电感特定的尺寸及抑制150kHz-30MHz全频段的EMI信号，取其在不同频率下对应的最大值；在高频交流电路中，电容可视作短路，所以Z_T等效为R_S，Z_in等效为R_inj 2，因此，在150kHz-30MHz频率内取Z_T＝R_S，Z_in＝R_inj 2；

4.2，将确定的Z_S、Z_C、Z_T、Z_in的取值代入得到Z_F的取值范围，并在Z_F的取值范围内随机选取一个值作为Z_F的取值。

10.根据权利要求7所述的含解耦电路的数字有源EMI滤波系统中的解耦电路的设计方法，其特征在于，步骤5中计算解耦电感尺寸规格的计算公式为：

$L=\frac{\mathrm{\&mu;}{A}_c}{B}$

$Z_F=\sqrt{{\left(\mathrm{\&omega;L}\right)}^2}=\sqrt{{\left(2\mathrm{\&pi;fL}\right)}^2}$

其中，L为电感值，B为电感的长度，A_C为电感的截面积，为电感的外径，为电感的内径，μ为磁芯磁导率，μ＝μ_r×μ₀＝150×4π×10^-7＝1.885×10^-4，μ₀为真空磁导率，取4π×10^-7H/m，为了抑制150kHz-30MHz全频段的EMI信号，f选取最高频率30MHz。