電源濾波器設(shè)計與使用原則分析

電源濾波器設(shè)計與使用原則分析中心議題：城市軌道交通掌握系統(tǒng)和電源系統(tǒng)需要加裝濾波器介紹電源濾波器的根本概念、參數(shù)選取以及安裝原則等幾個方面分析電源濾波器得出相關(guān)結(jié)論解決方案：安裝無源EMI濾波器，削減干擾和衰減承受橫截面積較大的磁芯繞制成多匝線圈，得到共模電感，減小差模電感串聯(lián)電感和并聯(lián)的濾波電容不能選擇太大正確安裝濾波器，獲得預(yù)期的衰減特性(以EMI濾波器)150kHz～30MHz的傳導(dǎo)干擾侵入電源網(wǎng)絡(luò)。由于城市軌道交通的特別性，其共模和差模干擾很簡潔引起車載設(shè)備傳導(dǎo)和輻射干擾上升，使其無法到達(dá)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求。為此，必需在導(dǎo)線和電子設(shè)備之間的供電局部安裝一個適宜的無源EMI濾波器，將干擾衰減到所要求的程度。EMI濾波器存在阻抗失配問題，因此在這種濾波器的實際設(shè)計中通常承受摸索法。但承受摸索法時，由于高頻時寄生參數(shù)起主導(dǎo)作用以及對噪聲源的內(nèi)阻抗不了解，使得選擇正確的設(shè)計參數(shù)值變得格外困難。對于共模干擾尤其如此，由于其大小在很大程度上就取決于電路的布置和電路的寄生參數(shù)。要。電源濾波器中共模扼流圈內(nèi)磁通的分析“共模扼流圈管芯兩側(cè)的磁場相互抵消，因此不存在”。盡管這種論述對共模扼流圈作用的直覺表達(dá)具體化了，但實質(zhì)并非如此。由于依據(jù)電磁場理論中的麥克斯韋方程，可以得到以下結(jié)果：JH，則四周的另一個電流不會抵消或阻擋磁場或由此而產(chǎn)生的電場；同樣一個相鄰的電流可以導(dǎo)致磁場路徑的轉(zhuǎn)變；磁場必定在環(huán)形磁芯周邊上的總和為零，而在其外部的總和則不為零。磁芯的作用就似乎它在線圈繞組的間隙處裂為兩半時所表現(xiàn)出來的效果一樣。每個繞組在環(huán)形線圈一半的1是環(huán)形磁芯和差模電流磁路的示意圖。大的螺旋管磁芯(并非肯定要承受這樣的磁芯)可在共模扼流圈內(nèi)并入有效的差模電感。由于差模磁通是遠(yuǎn)離磁芯(環(huán)形構(gòu)造)的，因此可能會產(chǎn)生極強的輻射，尤其是濾波器安裝在印刷電路板(PCB)上時，這種輻射可以耦合到電源線，使傳導(dǎo)放射增加。當(dāng)磁性材料被帶到場內(nèi)時(例如環(huán)形磁芯放置在鐵殼里)，差模磁導(dǎo)率就會顯著地增加，從而由于差模電流導(dǎo)致磁芯的飽和。通限制在磁性構(gòu)造物體中(壺形鐵芯)，或為差模磁通(E形鐵芯)供給一條高磁導(dǎo)率的路徑。電源濾波器設(shè)計參數(shù)的選取限制，往往很難同時滿足對濾波器插入損耗的要求。電源EMI濾波器允許的最大串聯(lián)電感LR，電網(wǎng)頻率為ωm，網(wǎng)側(cè)額定工作電流為Im。在電網(wǎng)頻率下，電感器上的壓降為：考慮到電網(wǎng)中可能產(chǎn)生的浪涌電流的影響，通常ΔU10%R上的電ΔUmax，則允許的最大串接電感值為：電源EMI濾波器允許的最大濾波電容EMI濾波器中的濾波電容器通常接在相線與大地之間。該電容容量過大時將造成漏電流過大，從而危及人身安全。其漏電流值為：由式(3)EMI濾波器中允許承受的濾波電容為：式中：Um為電網(wǎng)電壓，V；fm為電網(wǎng)頻率，Hz；Ig為允許的接地漏電流，mA。LC乘積的最大值為：對于小功率的電子設(shè)備而言，LmaxCy，max的值通常為100μHμF，這是一個格外小的數(shù)值。以單級LC濾波器為例，為簡化分析，用電壓衰減來代替插入損耗，可得此時插入損耗為：LmaxCymax100μHμF150kHz，則插入損耗為：電源濾波器的安裝性。濾波器的安裝應(yīng)遵循以下幾個原則：設(shè)備殼體良好搭接；蔽箱體內(nèi)，濾波器裝在電源入口處，電源輸入線不應(yīng)在箱體內(nèi)暴露；裝，減小相互間耦合；的電磁屏蔽和接地處理；特性。設(shè)計時最好承受橫截面積較大的磁芯繞制成多匝線圈，另外必需解決磁通離開磁