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关于EMI电源滤波器

大西洋仪器网  2016-12-23 09:51   点击 810

对于一个经过很好设计并且具有正确的屏蔽、接地措施的产品,任然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。当传导发射(CE)不合格时,由于天线效应,设备的辐射发射(RE)也可能不合格。为了满足EMC标准规定的CECS(传导敏感度)极限值要求,使用EMI滤波器是一种好方法。

通常采用某种形式的滤波以降低电源线及信号线的发射,滤波器衰减决定了源及负载阻抗。即若滤波器与源、负载阻抗不匹配,将会产生最小的传输信号(EMI)功率。另外还要考虑电磁干扰是共模还是差模。共模是指两导体上的对地参考噪声电压,差模是指一个导体相对另一个导体的电压,一般情况下两种电磁干扰都需要衰减。

滤波器的作用

在电磁屏蔽技术中,任何直接穿透屏蔽体的导线都会造成屏蔽体的失效。在实际中,很多出现屏蔽问题的机箱(机柜)就是由于有导体直接穿过屏蔽而导致电磁兼容试验失败,这是缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一。解决这个问题的有效方法之一是在电缆的端口处使用滤波器,滤除电缆上不必要的频率成份,既可以减小电缆产生的电磁辐射,也可以防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内部。概括地说滤波器的作用是仅允许工作必须的信号频率通过,而对工作不必要的信号频率有很大的衰减作用,这样就使产生干扰的机会减小为最少。从电磁兼容的角度考虑,电源线也是一个穿过机箱的导体,它对设备电磁兼容性的影响与信号线是相同的。因此电源线上必须安装滤波器。特别是近年来开关电源广泛应用,开关电源的特征除了体积小、效率高、稳压范围宽外,强烈的电磁干扰发射也是一大特征,电源线上如果不安装滤波器,就没有可能满足电磁兼容的要求。

安装在电源线上的滤波器称为电源线干扰滤波器,安装在信号线上的滤波器称为信号线干扰滤波器。之所以这样划分,主要是两者除了都有对电磁干扰有足够大的抑制作用外,分别还有一些特殊的考虑:信号滤波器要考虑滤波器不能对工作信号有严重的影响,不能造成信号的失真。电源滤波器除了要保证满足滤波的要求外,还要注意当负载电流较大时,电路中电感不能发生饱和(导致滤波器性能下降)。

干扰滤波器的种类

根据要滤除的干扰信号的频率与工作频率的相对关系,干扰滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等种类。

低通滤波器

低通滤波器是最常用的一种,主要用在干扰信号频率比工作信号频率比工作信号频率高的场合,如在数字设备中,脉冲信号有丰富的高次谐波,这些高次谐波并不是电路工作所必需的,但它们却是很强的干扰源。因此在数字电路中,常用低通滤波器将脉冲信号中不必要的高次谐波滤除掉,而仅保留能够维持电路正常工作最低频率。

电源线滤波器即是低通滤波器,它仅允许50Hz的电流通过,对其它高频干扰信号有很大的衰减。常用的低通滤波器是用电感电容组合而成的,电容并联在要滤波的信号线与信号地之间(滤除差模干扰电流)或信号线与机壳地或大地之间(滤除共模干扰电流)电感串联在要滤波的信号线上,按照电路结构分,有单电容型(C型)、单电感型、L型、反Г型、T型、π型。

高通滤波器

高通滤波器用于干扰频率比信号频率低的场合,如在一些靠近电源线的敏感信号线上滤除电源谐波造成的干扰。

带通滤波器

带通滤波器用于信号频率仅占较窄带宽的场合,如通信接收机的天线端口上要安装带通滤波器,仅允许通信信号通过。

带阻滤波器

带阻滤波器用于干扰频率带宽较窄,而信号频率较宽的场合,如距离大功率电台很近的电缆端口处要安装带阻频率等于电台发射频率的带阻滤波器。

电源线滤波器的主要指标

在选用电源线滤波器时,应主要考虑几个方面的指标。首先是额定电压/额定电流;其次是插入损耗、泄漏电流(直流电源滤波器不考虑泄露电流的大小)、结构尺寸;最后是耐压测试。

由于滤波器内部一般是经过灌封处理的,因此环境特性不是主要问题。但是所使用的灌封材料和滤波电容器的温度特性对电源滤波器的环境特性有一定影响。

滤波器的体积主要是由滤波电路中的电感所决定,电感线圈的体积越大,滤波器的体积也越大。

滤波器的安装注意事项

为减小接地电阻,滤波器应安装在导电金属表面或通过编织接地带与接地点就近相连,避免细长接地导线造成较大的接低阻抗。

来源:大西洋仪器网    编辑:韦文臻
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