在任何一对导线（如电源的 L 线和 N 线）上，信号都可以分解为两个正交分量： 差模信号在两线之间循环流动， 共模信号则同时同向流过两线、经大地返回。
大小相等、方向相反，在两根导线之间形成回路。这是有用信号的存在形式 —— 电源传输、数据通信都以差模形式携带信息。
大小相等、方向相同，两根导线同步起伏，通过寄生电容与大地形成回路。 共模信号通常是无用的噪声，是辐射发射的主要来源。
任意一对信号都可分解为共模与差模之和
开关电源、变频器、数字电路产生的噪声按传播路径分为两类。 理解它们的回路，是设计滤波器的第一步。
噪声电流在 L 和 N 之间流动，与有用信号走相同的路径。主要来源于开关管动作时 产生的高频纹波，频率通常在 100kHz ~ 10MHz。
噪声电流同时同向流过 L 和 N，通过寄生电容经大地返回。主要来源于高频开关节点 对地的寄生电容充放电，是辐射发射的元凶。
标准 CISPR 32 / EN55032 限制曲线对比
EMI 滤波器由四类核心元器件组成，分别针对差模/共模信号提供低阻抗旁路或高阻抗阻断。 理解它们的物理特性和连接方式，是设计滤波器的基础。
跨接在火线 L 与零线 N 之间，为差模噪声提供低阻抗旁路。 即使失效也不会导致电击危险，可用较大容量（0.1μF ~ 2.2μF）。
跨接在 L-PE 和 N-PE 之间，为共模噪声提供通往大地的低阻抗回路。 失效会导致电击危险，容量严格受限（≤ 4.7nF）。
两个绕组在同一磁芯上反向绕制。差模电流产生的磁场相互抵消，不呈现电感； 共模电流产生的磁场叠加，呈现高阻抗，阻断共模噪声。
单独的电感，串联在 L 或 N 线上。对差模噪声呈现高阻抗，与 X 电容组成 LC 滤波。 由于单独使用会饱和，通常用磁粉芯或开气隙铁芯。
调节噪声参数与滤波器元件值，实时观察输入/输出波形、衰减量与频响曲线。 所有计算基于二阶 LC 滤波器传递函数。
FILTER INPUT · BEFORE
FILTER OUTPUT · AFTER
TRANSFER FUNCTION · BODE PLOT
一个滤波器能否达到仿真预期的效果，不仅取决于元件参数，更取决于布局、接地与安装工艺。
滤波器的截止频率应远低于开关频率，通常取开关频率的 1/10。 这样在开关频率处能获得 40dB 以上衰减。
共模电感的两绕组必须正确连接 —— 让负载电流产生的磁场相消， 共模电流产生的磁场相加。接错会立即饱和失效。
滤波器输入与输出必须物理隔离，避免寄生电容耦合。 元件引脚最短化，Y 电容接地点必须直接连到机壳。
| 应用场景 | X 电容 | Y 电容 | 共模电感 | 差模电感 | 预期衰减 |
|---|---|---|---|---|---|
| 消费电子 (开关电源) | 0.47μF | 2.2nF | 5mH | 47μH | ~40dB |
| 工业变频器 | 2.2μF | 4.7nF | 15mH | 220μH | ~50dB |
| 医疗设备 | 0.1μF | ≤1nF | 20mH | 100μH | ~45dB |
| 大功率充电机 | 4.7μF | 4.7nF × 4 | 2×10mH | 3×100μH | ~60dB |