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电源滤波器的技术参数及正确使用

发布时间:2014-10-14 14:13:13

 (1)插入损耗是噪声滤波器的重要技术参数之一,在设计和选用时应予主要考虑。在滤波器的安全、常规电气性能、环境及机械等条件都满足要求时,应尽量选择插入损耗值大些。
    插入损耗的定义如图3所示,当没接滤波器时,信号源输出电压为V1,当滤波器接入后,在滤波器输出端测得信号源的电压为V2。若信号源输出阻抗与接收机输入阻抗相等,都是50Ω,则滤波器的插入损耗为:
    IL=20log(V1/V2)
     
    因为电源噪声滤波器能衰减共模和差模噪声,所以它即有共模插入损耗,又有差模插入损耗。
    但在实际选用滤波器时,应注意产品手册给出的插入损耗曲线,都是按照标准规定,在其输入和输出阻抗都为50Ω条件下测得的。因为实际的滤波器两端阻抗不一定在全频率范围内是50Ω,所以它对EMI信号的衰减,并不等于产品手册中给出的插入损耗值。特别当使用安装不当时,还会远远小于标准给定的插入损耗。
    (2)电源噪声滤波器是一种具有互易性的无源网络。在实际应用中为使它有效地抑制噪声应合理配接。按图4所示组合来选择滤波器的网络结构和参数,才能得到较好的EMI抑制效果。
    当滤波器的输出阻抗与负载阻抗不相等时,在此端口上会产生反射,两个阻抗相差越大,端口产生的反射也越大。当滤波器两端阻抗都与外部阻抗不相等时,则EMI信号将在其输入和输出端都产生反射。这时电源滤波器对电磁干扰噪声的衰减,就与滤波器固有的插入损耗和反射损耗有关,可利用这点更有效地抑制电磁干扰噪声。在实际设计和选择使用EMI滤波器时,要注意滤波器阻抗的正确连接,以造成尽可能大的反射,使滤波器在很宽的频率范围内造成较大的阻抗失配,从而得到更好的电磁干扰抑制性能。
    (3)在电源滤波器的实际应用中,要求其外壳与系统地之间有良好的电气连接,且应使接地线尽量短,因为过长的接地线会加大接地电阻和电感,而严重削减滤波器的共模抑制能力,同时也会产生公共接地阻抗耦合的问题。如图5所示,接地线过长,则滤波器输入和输出之间的公共耦合阻抗Zg也过大,负载上电压为:
    V0=VZ+Vg=VZ+(Ii-IO)Zg(2)
    式中:Ii为滤波器交流输入电路的噪声电流;
    IO为滤波器输出电路的噪声电流。
    由式(2)可知,电磁干扰信号经过滤波器衰减后,在输出端的噪声电流大大小于输入端的噪声电流,即公共接地阻抗引起的压降(Ii-IO)Zg将很大,在Zg上将产生一个很高的电磁干扰电压,经过公共接地回路耦合到滤波器的输出端,从而大大减弱噪声滤波器对EMI噪声的抑制能力。
    减小公共阻抗耦合的最好方法,就是借助设备的电磁屏蔽,把噪声滤波器的输入端与输出端隔离开,同时滤波器的接地线要尽量短,这样既把滤波器输入与输出端间存在的电磁耦合降到最低程度,又不破坏设备的屏蔽结构对于电磁干扰噪声的抑制作用。
    理想的电源噪声滤波器安装方式如图6所示。
    (4)综上所述,电源噪声滤波器的使用应注意如下几点:
    ①滤波器应尽量靠近设备交流电入口处安装,应使未经过滤波器的交流进线在设备内尽量短;
    ②滤波器中的电容器引线应尽可能短,以免引线感抗和容抗在较低频率上产生谐振;
    ③滤波器接地线上有大的电流流过,会产生电磁辐射,应对滤波器进行良好的屏蔽和接地;
    ④滤波器的输入线和输出线不能捆扎在一起,布线时尽量增大其间距离,以减小它们之间的耦合,可加隔板或屏蔽层。

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