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输入整流器／滤波器部分的设计
输入整流，滤波电路在开关电源中不被人重视。典型的输入整流／滤波电路由三到五个部分组成：EMI滤波器、启动浪涌电流限制器、浪涌电压抑制器、整流级(离线应用场合)和输入滤波电容。许多交流输入离线式电源要求有功率因数校正(PFC)。对于这些应用场合，输入级的设计在这里介绍，其他方面可参考附录C。直流和交流应用场合的典型输入整流，滤波电路见图54。
对离线式开关电源而言，首先是选择输入整流器，这些整流器由普通二极管组成，如1N400X整流管。要考虑的主要参数是：正向平均电流 ，浪涌电流 ，直流击穿电压VR，预期的耗散功率PD。在电路启动时，正常的电流脉冲对已经完全放电的输入滤波电容进行充电，使电容的端电压跳变，从而引起的浪涌电流有可能比平均输入流有效值的10倍还大。在EMI滤波器后面一般接一个热敏电阻，以保护整流器。热敏电阻低温时的阻值在6-12 之间，启动后，热敏电阻被加热，加热后的阻值大约只有0．5～1 。
通过输入整流器的平均电流是热设计时要考虑的。从附录C的图C-1中可以看到，通过没有功率因数校正的整流器的实际波形，峰值电流有可能是通过二极管平均直流电流的5倍。这会使整流器发热更加严重。为了对这种情况进行补偿，可以选电流等级更高的二极管来减小通态压降，从而减少发热量。总之，最小的二极管等级要符合下面条件：
1．414 (51)
1．5 (52)
5 (53)
这些应用场合使用的典型二极管如下：
如果电流：<1A： 1N400X
<1．5A： 1N539X
<3A： 1N540X
<6A： MR75X
接下来的步骤就是要计算输入滤波电容的大小。设计者要先确定电源直流输入端能承受多大的电压纹波。要想电压纹波越小，电容就要选得越大，这样上电时的电流浪涌也更大。滤波电容的选择有三个主要方面要考虑：能满足期望电压纹波的电容值，电容的额定电压，电容的额定纹波电流。
对于交流离线式变换器，纹波电压一般设计为输入交流电压峰值的5％~8％。对于DC—DC变换器纹波电压峰峰值设计为0．1～0．5V。输入滤波电容的大小可以从下式得到：
(54)
式中 ——离线式电源输入交流电压最小额定频率；
——交流输入整流电压的最小峰值；
——输入电容上要得到的电压纹波峰峰值。
电容的额定电压如下：
(离线式) >1．8 Vin(RMS) (55)
(DC-DC) >1．5 (56)
在交流离线式变换器中，输入滤波电容用铝电解电容。应用表明，对于交流侧危险的环境中应用，它们比其他种类的电容器更加可靠。电容的最后选择主要取决于预计的工作温度范围、电容品质和电容尺寸。
DC-DC变换器的输入电容要求比较严格。这种变换器产生的纹波电流频率为开关频率，而且纹波通常比较大。如果对电容选择不当，这些电流会在输入电容内部产生热量，从而缩短它们的工作寿命。这要求输入滤波电容的ESR小，纹波电流定额高。在电源中，功率开关管上看到的整个电流波形是从电容上流人流出。输入端由于串了电感，不能提供开关管所要的高频电流脉冲。输入电容在以低频方式从输入端充电，并以高频方式向开关管放电方面起着重要的作用。因而完全可把功率开关管所需的电流看成是由输入滤波电容提供的。
设计者要把从功率开关管上观察到的电流波形转化成最坏情况的RMS值(有效值)。把三角形或梯形的电流波形转化成RMS值时，与波形的峰值和占空比有关。在估计RMS值时，可以把波形拆分成RMS值已知的比较简单的波形。比如，梯形波可以看成是矩形波和三角波的叠加。而矩形波的RMS最大值是峰值的50％(占空比为50％时)，三角波RMS最大值是峰值的33％。最后把分别估计的RMS值加起来就是最坏情况下总的RMS值。
一般来说，无法找到一个可以把电源的所有电流纹波都吸收的电容，所以通常可以考虑用两个或更多电容(n个)并联，每个电容值为计算所得电容值的1／n。这样流入每个电容的纹波电流就只有并联的电容个数分之一(1/n)，每个电容就可以工作在低于它的最大额定纹波电流下。输入滤波电容上一般要并上陶瓷电容(约0．1 F)，以吸收纹波电流的高频分量。
输入滤波的前级是EMI滤波器。单线直流滤波电感的设计参见（英）Marth Brown磁性元件的设计～直流滤波扼流圈的设计。这个电感流过的是相对较大的直流电流，并且要防止高频开关噪声进入输入电源端。
在交流离线应用场合，经常用共模扼流圈，关于它的设计在（英）Marth Brown开关电源设计指南附录E 噪声控制和电磁干扰中介绍。这种滤波器与 型滤波器类似，但实际上它是个双向LC滤波器。它的主要作用是滤除开关管所产生的噪声，防止它进入到输入电源线。
用于这种功能的电容要用高频特性好的高压薄膜电容或陶瓷电容，这些电容的容值在0．005～0．1 F之间。同时要注意电容的工作电压。离线式变换器要通过常规的测试，测试中给变换器加上额外的电压。这种测试叫做绝缘耐压测试，也就是“HIPOT"。任何加在输入电源线和大地地线(绿色的线)间的电容都要能承受这个电压。UL标准的测试电压是有效值1700V(直流2500V)，VDE、IEC和CSA测试电压是有效值2500V(直流3750V)。为了通过欧共体的测试标准，这些产品要用特殊的电容，这些电容要先通过测试后再用到交流EMI滤波器上。
浪涌抑制部分要放在EMI滤波电感后，但在整流器(离线式)和输入滤波电容(直流输入)前。所有浪涌抑制器都要用EMI滤波电感的串联阻抗来防止超过它们额定的瞬时能量。EMI电感极大地减小了瞬时电压峰值，并在时间上把它延长，这样提高了抑制器的工作寿命。要注意的是，不同的浪涌抑制器技术所串联的内部电阻特性也不一样。金属氧化物变阻器(MOV)导通的时候，阻值非常高，而半导体浪涌抑制器的电阻值比较低。发生浪涌时，抑制器的电阻值会影响到加在它上面的额外电压。例如，180V金属氧化物变阻器，瞬时电压可以上升到230V。在选择输入电容和浪涌抑制器时，还是要考虑的。金属氧化物变阻器较便宜，但经过若干次高能冲击后性能劣化，产生比较大的漏电流。抑制器的阈值电压要比电源规定的最大输入电压还高，这样在正常工作时才不会导通。例如对110V有效值的输入，通常要用180~200V的阈值电压。
对RFI(射频干扰)和这个电路还需要说明的是：EMI滤波器要尽可能靠近电源里的供电线输入端。如果滤波器前的线太长，从外面引入的传导EMI会干扰开关电源的工作。相反，开关电源里面的长导线也会产生RFI，并向外发射，这样无法通过电源EMI检测。噪声控制方法可参见（英）Marth Brown开关电源设计指南附录E 噪声控制和电磁干扰。
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