電源濾波器基本知識(shí)

1、電源濾波器基本知識(shí)一、 術(shù)語(yǔ)定義1. 額定電壓EMI濾波器用在指定電源頻率的工作電壓（中國(guó)：250V, 50Hz,歐洲：230V,50Hz;美國(guó)：115V, 60Hz）2. 額定電流在額定電壓和指定溫度條件下（常為環(huán)境溫度40C） , EMI濾波器所允許的最大 連續(xù)工作電流（ Imax） 。 在其他環(huán)境溫度下的最大允許工作電流是環(huán)境溫度的函數(shù)，可用如下公式得出：3. 試驗(yàn)電壓在EMI濾波器的指定端子之間和規(guī)定時(shí)間內(nèi)施加的電壓。試驗(yàn)電壓分為兩種，-種是加載在電源（或負(fù)載）端子之間，稱為線-線試驗(yàn)電壓；另一種是加載在電源（或負(fù)載）任一端與接地端（或?yàn)V波器金屬外殼）之間，稱為線-地試驗(yàn)電壓。4. 泄

2、漏電流EMI濾波器加載額定電壓后，斷開(kāi)濾波器的接地端與電源安全地線的條件下，測(cè) 得接地端到電源（或負(fù)載）任一端間的電流，該值直接與接地電容的容量有關(guān)，可由如下公式得出：其中F 為工作頻率，C為接地電容的容量，V為線-地電壓5. 插入損耗是衡量濾波器效果的指標(biāo)。指的是在一定條件下，EMI濾波器對(duì)干擾信號(hào)的衰減能力。 它用濾波器插入前信號(hào)源直接傳送給負(fù)載的功率和插入后傳送給負(fù)載的功率的對(duì)數(shù)來(lái)描述。在50Q系統(tǒng)內(nèi)測(cè)試時(shí)，可用下式來(lái)表示：IL=20Lg（E0/E1）其中， IL- 插入損耗（單位：dB）EO-負(fù)載直接接到信號(hào)源上的電壓E1-插入濾波器后負(fù)載上的電壓6. 氣候等級(jí)指EMI濾波器的工作環(huán)境

3、等級(jí)，按IEC規(guī)定應(yīng)按以下方式標(biāo)注：XX/XXX/XX前 2 位數(shù)字代表濾波器的最低工作溫度中間數(shù)字代表濾波器的最高工作溫度后 2 位數(shù)字代表質(zhì)量認(rèn)定時(shí)在規(guī)定穩(wěn)態(tài)濕熱條件下的試驗(yàn)天數(shù)7. 絕緣電阻絕緣電阻是指濾波器相線，中線對(duì)地之間的阻值。通常用專用絕緣電阻表測(cè)試。8. 電磁干擾（EMI）電磁干擾經(jīng)常與無(wú)線電頻率干擾（RFI）交替使用。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，EMI指的是 能量形式（電磁），然而RFI 指的是噪聲頻率的范圍。濾波器用以消除EMI 和RFI 中的多余電磁能。9. 頻率范圍 電磁能量的頻率帶寬常用赫茲（Hz,每秒循環(huán)次數(shù)），千赫（KHz,每秒循環(huán)千 次數(shù)）表示。電源濾波器的典型頻率范圍在 1

4、50kHz to 30MHz （超過(guò)30MHz即 為輻射）10. 阻抗失配為了達(dá)到更好的濾波效果，要使濾波器與它的源阻抗和負(fù)載阻抗失配。如圖所示。11. 工作頻率電源濾波器的工作頻率標(biāo)稱值為 50/60Hz（中國(guó)、歐洲等為50Hz;北美為60Hz） 然而，電源濾波器在直流或400Hz的情況下工作，并不會(huì)損害其效力。、濾波器的作用1. 什么是射頻干擾（RFI）？RFI 是指產(chǎn)生在無(wú)線電通訊時(shí)，所用頻率范圍內(nèi)的一種多余的電磁能。傳導(dǎo)現(xiàn)象的頻率范圍介于10kHz到30MHN同；輻射現(xiàn)象的頻率范圍介于 30MH冽1GHz問(wèn)。2. 為何要關(guān)注RFI？之所以必須考慮RFI,基于兩點(diǎn)原因：（1）他們的產(chǎn)品必

5、須在其工作環(huán)境下正常運(yùn)行， 然而該工作環(huán)境常常伴隨有嚴(yán)重的RFI。 （ 2） 他們的產(chǎn)品不能輻射RFI，以確保不干擾對(duì)健康及安全都至關(guān)重要的射頻（RF）通訊。法律已對(duì)可靠的RF通訊做出了規(guī)定，以確保電子設(shè)備的RFI 控制。3. 什么是 RFI 的傳播模式？RFI是通過(guò)輻射（電磁波在自由空間里）進(jìn)行傳播的，并經(jīng)信號(hào)線及AC電源系統(tǒng)進(jìn)行傳導(dǎo)。輻射一將RFI從電子設(shè)備輻射出去的一種最主要的媒介是 AC電源線。由于AC 電源線的長(zhǎng)度達(dá)到了數(shù)字設(shè)備中及開(kāi)關(guān)電源的頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的 1/4 ,這正好構(gòu)成 了一支有效的天線。傳導(dǎo)一RFI在AC電源系統(tǒng)上是以兩種模式進(jìn)行傳導(dǎo)的。共膜(不對(duì)稱) RFI是 在線-地(

6、L-G)及中性線-地(N-G)兩種路徑中出現(xiàn)，而差模(對(duì)稱) RFI則以 電壓形式出現(xiàn)在線-中性線(L-N)上。4. 什么是電源線干擾濾波器？隨著當(dāng)今世界的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的高功率電能產(chǎn)生了，與此同時(shí)越來(lái)越多的 低功率電能被用于數(shù)據(jù)的傳輸與處理，以致于產(chǎn)生了更多的影響，甚至破壞電子 設(shè)備的噪聲干擾。電源線干擾濾波器是一種主要的濾波手段，用以控制從電子設(shè)備進(jìn)入(潛在的設(shè)備誤動(dòng)作)和出來(lái)(對(duì)其他系統(tǒng)或RF通訊潛在的干擾)的RFI。 通過(guò)控制RFI導(dǎo)入電源插頭，電源線濾波器還大大抑制了RFI的輻射。電源線濾波器是一種以雙低通道濾波結(jié)構(gòu)排列的、多通道網(wǎng)絡(luò)無(wú)源元件。一種網(wǎng)絡(luò)用于共模衰減，另一種用于差模

7、衰減。網(wǎng)絡(luò)在濾波器的“止頻帶”(通常在 10kHz以上)內(nèi)提供RF能量衰減，而對(duì)通過(guò)的電流(50-60Hz)基本上不進(jìn)行衰 減。5. 電源線干擾濾波器是如何進(jìn)行工作的？作為無(wú)源、雙邊的網(wǎng)絡(luò)，電源線干擾濾波器具有復(fù)合的轉(zhuǎn)換特性，這種特性極大地取決于源及負(fù)載阻抗。轉(zhuǎn)換特性的量值說(shuō)明了濾波器的衰減性能。然而，在電 源線環(huán)境中，源和負(fù)載阻抗是不確定的。因此工業(yè)上已有了驗(yàn)證濾波器一致性的 標(biāo)準(zhǔn)做法：用50歐姆的阻性源及負(fù)載端測(cè)量衰減程度。該測(cè)量值定義為濾波器 的插入損耗()I.L. = 10 log * (P(l)(Ref)/P(l)這里P(l)(Ref)是從源轉(zhuǎn)化到負(fù)載的功率(不帶濾波器)；P(l)是

8、在源與負(fù)載間插入一個(gè)濾波器后的轉(zhuǎn)換功率。插入損耗還可用如下電壓或電流比的形式表示：.=20 log *(V(l)(Ref)/V(l) . = 20 log *(I(l)(Ref)/I(l)這里V(l)(Ref)及I(l)(Ref) 是無(wú)濾波器時(shí)的測(cè)得值，V(l)及I(l)是帶濾波器時(shí)的測(cè)得值。值得引起重視的插入損耗并不代表在電源線環(huán)境中，由濾波器提供的RFI衰減性能。在電源線環(huán)境中，源及負(fù)載阻抗的相對(duì)量值必須進(jìn)行估計(jì)，并選擇適當(dāng)?shù)臑V波結(jié)構(gòu)，使在每個(gè)終端出現(xiàn)最大可能的阻抗不匹配。濾波器取決于終端阻抗的這 種性能，是“不匹配網(wǎng)絡(luò)”概念的基礎(chǔ)。6.如何進(jìn)行傳導(dǎo)試驗(yàn)？傳導(dǎo)試驗(yàn)需要一個(gè)安靜的RF環(huán)境-一

9、個(gè)屏蔽罩殼-一個(gè)線阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，和一個(gè) RF電壓儀器(如調(diào)頻接收器或頻譜分析儀)。試驗(yàn)的RF環(huán)境應(yīng)至少低于所需規(guī)范限制的20dB,以便得出精確試驗(yàn)結(jié)果。 需血線阻抗穩(wěn)簾網(wǎng)絡(luò)(LISN)來(lái)為電 源線輸入建立一個(gè)所要的源阻抗，由于該阻抗直接影響到測(cè)得的輻射等級(jí)，因此 是試驗(yàn)程序的一個(gè)非常重要的部分。止匕外，測(cè)量接收器正確的寬帶也是試驗(yàn)的一 個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。三、濾波器參數(shù)和測(cè)試方法1. 什么是電源濾波器的重要規(guī)格參數(shù)？對(duì)供方或客戶來(lái)講，為了保證合格元件的使用不受干擾，采用同樣的技術(shù)來(lái)驗(yàn)證電氣參數(shù)是相當(dāng)重要的。必須清楚理解的三種參數(shù)是：高壓測(cè)試、泄漏電流和插入損耗。2. 如何測(cè)量插入損耗？ 最常見(jiàn)的設(shè)置是

10、使電源和阻性負(fù)載阻抗均為 50Q。插入損耗的測(cè)量最重要的一點(diǎn)是一致性，具體測(cè)試方法如下：使用頻譜分析儀，或調(diào)頻接收器或跟蹤發(fā)生器，在不帶濾波器時(shí)建立一個(gè)零dB參考點(diǎn)。然后插入濾波器，記錄在所需頻率范圍內(nèi)提供的衰減。對(duì)于電源線濾波器，我們感興趣的是兩種不同模式的衰減：共模（CM干擾信號(hào)-相線（L）與地（E）和中線（N）與地（E）間的信號(hào)。即圖 5 中的 U1 和 U2。差模（DM干擾信號(hào)-相線（L）與中線（N）間的信號(hào)。即圖5中的U3由于電源濾波器既能抑制共模 EMI信號(hào)，又能抑制差模EMI信號(hào)，所以插入損耗也應(yīng)有共模插入損耗和差模插入損耗。在測(cè)量共模插入損耗時(shí)，將濾波器電源端的L和N并在一起，

11、信號(hào)源接在電源端和接地端之間。同時(shí)濾波器負(fù)載端的L 和 N 也并在一起，接收機(jī)接在電源端和接地端之間，如圖6 所示。在測(cè)量差摸插入損耗時(shí)，要分別在信號(hào)源和接收機(jī)端接入不平衡- 平衡變換器和平衡 - 不平衡變換器，如圖7 所示。本手冊(cè)給出的共模和差模插入損耗是按上述規(guī)定測(cè)得的。還有其他插入損耗的測(cè)量方法，請(qǐng)參見(jiàn)相關(guān)資料。需要說(shuō)明的是，本手冊(cè)提供的EMI濾波器的插入損耗與實(shí)際使用的濾波器的對(duì)干擾信號(hào)的衰減不會(huì)等同，有時(shí)還會(huì)相差甚遠(yuǎn)。這是因?yàn)楸臼謨?cè)給出的插入損耗是在50Q系統(tǒng)內(nèi)測(cè)得的，而實(shí)際應(yīng)用時(shí) EMI濾波器端接的阻抗不是50Q,這是產(chǎn) 生差別的根本原因。3. 插入損耗有何作用？標(biāo)準(zhǔn)插入損耗數(shù)據(jù)不

12、能精確地得出濾波器在設(shè)備中的性能，但是可以作為進(jìn)料檢驗(yàn)時(shí)驗(yàn)證產(chǎn)品吻合性的重要手段。判斷標(biāo)準(zhǔn)為：以標(biāo)準(zhǔn)方式所測(cè)得的插入損耗必須滿足或超過(guò)樣本上的數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)， “典型”插入損耗數(shù)據(jù)是無(wú)意義的。您所測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)為最小值。樣本上的大多數(shù)插入損耗數(shù)據(jù)是其能保證的最小值，可以測(cè)試此值，以說(shuō)明元件的符合性。4. 什么是高壓測(cè)試高壓測(cè)試針對(duì)的是濾波器的電容組件及絕緣部分，它通過(guò)施加一個(gè)比正常運(yùn)行電壓高許多的電壓來(lái)測(cè)試。高壓測(cè)試的目的在于確保該濾波器的安全及可靠性。所有主要的安全機(jī)構(gòu)都需要對(duì)電源線濾波器進(jìn)行高壓測(cè)試，另外還要求每個(gè)產(chǎn)品在生產(chǎn)時(shí)要進(jìn)行高壓測(cè)試，以驗(yàn)證線對(duì)地元件及絕緣體的整體性。每個(gè)濾波器都經(jīng)過(guò)

13、兩次高壓測(cè)試：一次是在組裝過(guò)程中，一次是在裝成成品后。將高壓測(cè)試作為一種進(jìn)料檢驗(yàn)程序，需要全面地了解其使用及限制。高壓測(cè)試時(shí)電壓施加于每根線(對(duì) VDE兩根線綁到一起)到地和線到線、線到 地電壓通常要高些。試驗(yàn)電壓可以為 AC或DC DC電壓至少是AC電壓的倍。對(duì)進(jìn)料檢驗(yàn)試驗(yàn)，我們建議使用每種濾波器說(shuō)明頁(yè)上的 “試驗(yàn)電壓”一欄所規(guī)定的值。根據(jù)國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，試驗(yàn)電壓的測(cè)試步驟為1 ) EMI 濾波器的負(fù)載端不接負(fù)載 2 ) 施加到濾波器規(guī)定端子之間的試驗(yàn)電壓應(yīng)按一定的速率，逐步升高并達(dá)到規(guī)定幅值3 ) 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持該電壓不變。在此過(guò)程中，濾波器不應(yīng)該被擊穿。需要提請(qǐng)用戶注意的是：1 )

14、 這些電壓可能是致命的，請(qǐng)采用最安全的措施來(lái)保護(hù)試驗(yàn)作業(yè)者。2 ) 不能在濾波器上重復(fù)多次施加試驗(yàn)電壓，否則要損壞濾波器。本公司生產(chǎn)的EMI 濾波器在出廠時(shí)已全部進(jìn)行了2 次試驗(yàn)電壓的加載測(cè)試；3 ) 試驗(yàn)電壓必須按一定的速率逐步升高，最終達(dá)到規(guī)定幅值。不能用直接加試電壓的方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試，即在很短的時(shí)間內(nèi)把試驗(yàn)電壓從零增加到規(guī)定幅值，會(huì)損壞濾波器。4 ) EMI 濾波器在質(zhì)量鑒定時(shí)，施加的試驗(yàn)電壓時(shí)間為 1 分鐘，而在生產(chǎn)檢測(cè)時(shí)，施加的試驗(yàn)電壓5 ) 對(duì)線到線高壓測(cè)試：大多數(shù)濾波器具有一個(gè)泄漏電阻(典型值為100KQ到10MQ)來(lái)對(duì)線到線電容放電。要保證高壓測(cè)試儀跳閘點(diǎn)的設(shè)置高于泄漏電阻上流過(guò)

15、的電流：10mAffi常是一個(gè)安全值。6)三相EMI濾波器的試驗(yàn)電壓的試驗(yàn)方法同單相 EMI濾波器。5. 什么是泄漏電流泄漏電流是電源線濾波器的一個(gè)重要參數(shù)。它雖不是產(chǎn)品品質(zhì)的一個(gè)函數(shù)，但卻是線對(duì)地電容值的一個(gè)直接函數(shù)。電容值越大，對(duì)共模電流的阻抗越小，共模干擾抑制越大。因此，泄漏電流是濾波器性能的一種指標(biāo)，越高越好。安全機(jī)構(gòu)要指定最大允許泄漏電流是為了限制預(yù)期的接地返回電流值。線對(duì)地電容對(duì)50Hz/60Hz電流提供了流向機(jī)殼的通道。只要設(shè)備接地，這些電流將在接地回路中流動(dòng)，并不會(huì)造成危險(xiǎn)。但是大家要知道，接地回路再可靠，也存在概率極小的失效，此時(shí)接地回路的溝通可能經(jīng)過(guò)人體。為避免這種情況的發(fā)

16、生，最大泄漏電流參數(shù)必須要有限制，將接地返回電流限制為一安全值，典型為到。安全機(jī)構(gòu)規(guī)定的限制是基于最終用戶設(shè)備的參數(shù)，如下表所示：國(guó)家規(guī)范對(duì)1級(jí)接地設(shè)備的限制USAUL1950,Canada,EuropeEN60950,由于泄漏電流的最大來(lái)源通常是電源線濾波器， 因此對(duì)濾波器本身，設(shè)置最大泄 漏電流限制時(shí)要非常謹(jǐn)慎。在工業(yè)上有一種傾向，就是規(guī)定最小泄漏電流，以符 合所有安規(guī)要求，通常為。這種規(guī)定不應(yīng)隨意決定，因?yàn)樵试S一個(gè)較大的泄漏電 流可能使濾波器的成本降低、外形減小。EMI濾波器漏電流測(cè)量步驟如下：1） EMI濾波器的負(fù)載端不接負(fù)載。為了測(cè)試 安全，建議在電源端插入隔離變壓器。2）將單刀雙擲

17、開(kāi)關(guān)S分別與濾波器的L和N端相連，在S和E端之間接毫安表。3）在EMI濾波器電源端加載額定 電壓，當(dāng)S分別與L和N端接通時(shí)，從毫安表上可讀到2個(gè)漏電流數(shù)值，這兩個(gè)數(shù)值都必須小于規(guī)定的漏電流值。四、濾波器選擇和使用注意事項(xiàng)1 .如何選擇電源線干擾濾波器？有的顧客以為EMI濾波器的插入損耗越高越好，濾波網(wǎng)絡(luò)的級(jí)數(shù)越多越好。其實(shí) 這并不是選擇濾波器的正確方法。止匕外，級(jí)數(shù)越多的濾波網(wǎng)絡(luò)，價(jià)格越貴，體積 和重量也越大。其實(shí)選擇和評(píng)估電源線濾波器的唯一辦法是將其裝到設(shè)備上進(jìn)行 試驗(yàn)。正如上面所提到的濾波器，性能很大程度上取決于設(shè)備負(fù)載阻抗。而不能 單一從阻抗（50Q）插入損耗數(shù)據(jù)來(lái)推導(dǎo)，它是一項(xiàng)濾波元件

18、阻抗與設(shè)備阻抗的 復(fù)雜函數(shù)，其量值及相位在頻率范圍內(nèi)有變化。濾波器選擇試驗(yàn)所要求的傳導(dǎo)輻 射控制（FCC VDE及靈敏性控制的不同性能等級(jí)在設(shè)備上進(jìn)行。2 .是不是所有具有相同電路及元件值的濾波網(wǎng)絡(luò) ，性能都相同？所有具有相同電路及元件值的濾波網(wǎng)絡(luò), 性能并不一樣. 元件值是在某一頻率( 通常為1KHz)時(shí)指定和測(cè)得的，而濾波器的性能是在整個(gè)頻率范圍內(nèi)都需要的，而 不僅僅在元件測(cè)量時(shí)的頻率。元件的結(jié)構(gòu)形式及接入濾波器的方法，對(duì)濾波器的性能都是相當(dāng)重要的。3. 安裝對(duì)濾波器的性能重要嗎？安裝及接線對(duì)濾波器的性能影響較大。電源線濾波器最好安裝在設(shè)備的電源線輸入端。 濾波器是高頻信號(hào)的障礙，其作用決

19、不能因離散電容耦合電源輸入線與電源輸出線或受保護(hù)設(shè)備的任何其它導(dǎo)體而失效。在安裝電源濾波器時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：1) ) 電源濾波器的外殼與設(shè)備地之間必須有良好的電氣連接。不要把濾波器安裝在絕緣材料板或噴漆表面上，要安裝在金屬機(jī)殼上。還要避免使用長(zhǎng)接地線，這樣會(huì)大大增加接地電感和電阻，從而嚴(yán)重降低濾波器的共模抑制性能。比較好的方法是：用金屬螺釘與彈簧(星行) 墊圈將濾波器的金屬屏蔽外殼牢牢固定在系統(tǒng)電源入口處的機(jī)殼上，或用銅編織麻花接地帶與地點(diǎn)相連。2) 在捆扎設(shè)備電纜時(shí)，嚴(yán)禁將濾波器的輸入輸出電纜捆扎在一起。因?yàn)檫@樣加劇了濾波器輸入輸出之間的電磁耦合，嚴(yán)重破壞濾波器對(duì)EMI信號(hào)的抑制能力。3)

20、 不要將濾波器安裝在設(shè)備屏蔽的內(nèi)部。因?yàn)檫@樣，設(shè)備內(nèi)部電路及元件上的EMI信號(hào)會(huì)因輻射在濾波器的端引線上生成 EMI信號(hào)而直接耦合到設(shè)備外面去,使設(shè)備屏蔽喪失對(duì)內(nèi)部電路和元件產(chǎn)生的EMI 輻射的抑制。4) 建議利用設(shè)備原有的屏蔽，將濾波器的輸入輸出端有效的隔離開(kāi)來(lái)，將濾波器輸入輸出端間可能存在的電磁耦合控制到最低程度。一般濾波器的殼體是接到所保護(hù)設(shè)備的框架或機(jī)殼上，線側(cè)導(dǎo)線應(yīng)保持短小并與負(fù)載側(cè)導(dǎo)線很好地隔離。理想的隔離系統(tǒng)是壁裝濾波器，帶有進(jìn)線插座。濾波器的建議安裝方式和注意事項(xiàng)如下：4. 阻抗失配推薦圖五、 濾波器的安全認(rèn)證1. 為何要考慮安規(guī)要求？在AC電源系統(tǒng)中，所有元件包括電源濾波器，

21、都必須是安全的，沒(méi)有潛在的火災(zāi)或電擊隱患。像UL CSA VDES些不同的安全機(jī)構(gòu)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)員提供了確定安全及可靠元件的指南。有這些安全機(jī)構(gòu)認(rèn)證標(biāo)志的元件是按這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)并制造。2. 濾波器的相關(guān)安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)有哪些？1) IEC939-1 ：抑制射頻干擾整件濾波器第一部分: 總規(guī)范 (對(duì)應(yīng) GB/T15287GB15287-1994 2) IEC939-2:抑制射頻干擾整件濾波器第二部分：分規(guī)范 試驗(yàn)方法的選擇和一般要求(對(duì)應(yīng) GB/T15288 GB15288-1994) 3) UL 1283：電磁干擾濾波器4 ) CSA ：電磁干擾濾波器5 ) CISPR 17：無(wú)源無(wú)線電干擾濾波器和

22、抑制元件抑制特性的測(cè)量方法產(chǎn)品類(對(duì)應(yīng)GB7374 6) UL1414:無(wú)線電通信類設(shè)備的電容與干擾抑制器標(biāo)準(zhǔn)7 ) IEC335 1：家用或類似電器設(shè)備的安全 . 第一部分: 總規(guī)范 8 ) EN60939： 抑制射頻干擾整件濾波器9) EN60384-14：電子設(shè)備用固定電容器第 14 部分 : 抑制射頻干擾用固定電容器: 試驗(yàn)方法的選擇和一般要求10) GB7343 10KHz-30MH無(wú)源無(wú)線電干擾濾波器和抑制元件抑 制特性的測(cè)量方法3. 安規(guī)認(rèn)證的標(biāo)記和對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)UL 認(rèn)證UL 1283CSA認(rèn)證CSASemko認(rèn)證EN60939VDE1證EN60939電源濾波器的基本原理電源濾波器

23、是由電感和電容組成的低通濾波電路所構(gòu)成，它允許直流或50Hz電流通過(guò)，對(duì)頻率較高的干擾信號(hào)則有較大的衰減。由于干擾信號(hào)有差模和共模兩 種，因此電源濾波器要對(duì)這兩種干擾都具有衰減作用。電源濾波器的主要指標(biāo)當(dāng)我們選用電源濾波器時(shí)，應(yīng)主要考慮 三個(gè)方面的指標(biāo)；首先是電壓/電流, 其次是插入損耗，最后是結(jié)構(gòu)尺寸。由于濾波器內(nèi)部一般是經(jīng)過(guò)灌封處理的，因此環(huán)境特性不是主要問(wèn)題。但是所有的灌封材料和濾波電容器的溫度特性對(duì)電源 濾波器的環(huán)境特性有一定的影響。a）電壓、電流對(duì)使用效果的影響電源有交流直流之分，與此相對(duì)應(yīng)，許多廠家的電源濾波器也分為交流和直 流兩種。從原理上講，交流電源濾波器既可用在交流電源上，

24、也可在直流電源上 使用；但直流電源濾波器不能用在交流的場(chǎng)合， 這主要因?yàn)橹绷鳛V波器中的電容 器的耐壓較低，并且有可能其交流損耗較大，導(dǎo)致過(guò)熱。即使直流濾波器耐壓沒(méi) 有問(wèn)題，由于直流濾波器中使用了容量較大的共模濾波電容器，如果在交流的場(chǎng) 合會(huì)產(chǎn)生漏電流超標(biāo)的問(wèn)題。因此，直流電源濾波器絕對(duì)不能用在交流的場(chǎng)合。 交流濾波器用在直流場(chǎng)合，從安全的角度看沒(méi)有問(wèn)題，但要付出成本和體積的代 價(jià)；在樣機(jī)階段，如果手頭正好有交流濾波器，可以代替直流濾波器。當(dāng)電源濾波器的工作電流超過(guò)額定電流時(shí)， 不僅會(huì)造成濾波器過(guò)熱，而且會(huì)導(dǎo)致 濾波器的低頻濾波性能降低。這是因?yàn)闉V波器中的電感在較大電流的情況下， 磁 芯會(huì)發(fā)生飽

25、和現(xiàn)象，使實(shí)際電感量減小。因此，確定濾波器的額定工作電流時(shí)， 要以設(shè)備的最大工作電流為準(zhǔn)，確保濾波器在最大電流狀態(tài)下具有良好的性能， 否則當(dāng)干擾在最大工作電流狀態(tài)下出現(xiàn)時(shí)，設(shè)備會(huì)受到干擾或傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。在確定濾波器的額定電流時(shí)，要留有一定的余量；特別是人們習(xí)慣上對(duì)交流電稱 有效值”，而不是交流電的 峰值”，留有一定余量是非常有必要的。 一般濾波器 的額定電流值應(yīng)取實(shí)際電流值的倍。b）插入損耗對(duì)使用效果的影響：從抑制干擾的角度考慮，插入損耗是最重要的指標(biāo)。插入損耗分為差模插入損耗 和共模插入損耗。選用電源濾波器是怎樣確定所需要的插入損耗首先在設(shè)備的電源入口處不安裝濾波器，對(duì)設(shè)備進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)

26、敏感度的測(cè) 量，并與要滿足的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，看兩者之間相差多少分貝，濾波器的作用是彌 補(bǔ)上這個(gè)差距。以抑制設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射為例，給出了確定濾波器插入損耗的過(guò)程。 首先將設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射值最大包絡(luò)線（a）與標(biāo)準(zhǔn)給出的限制值線（b）相比較, 計(jì)算其差值得到需要的插入損耗值（c）。由于電源濾波器是低通濾波器將插入 損耗線（c）變換為低通濾波器插入損耗的形式（d） , （d）就是濾波器需要的 插入損耗值。注意：（d）并不是低頻濾波器的特性，而是一個(gè)帶阻濾波器的特性，這是考慮 到實(shí)際濾波器的非理想性。但如果從廠家的產(chǎn)品樣本上選擇插入損耗值滿足（d）的濾波器，十有八九會(huì)失 敗。因?yàn)閺S家產(chǎn)品樣本上的數(shù)據(jù)是在濾波器兩端阻抗為50Q的條件下測(cè)得的，而實(shí)際使用條件并不是這樣。因此在實(shí)際使用條件下，濾波器的插入損耗會(huì)有所 降低。為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，在從產(chǎn)品樣本中選擇濾波器時(shí)，應(yīng)加 20dB的余量，這就 得到了（ e）。從樣本上選擇濾波器，其插入損耗