電源EMI濾波器,又稱為電磁干擾濾波器,實(shí)際是一種由電感、電容組成的低通濾波器,只允許直流和工頻通過,即從零頻(直流)至截止頻率(工頻)的通帶內(nèi)以最小衰減通過電流(或電壓)。電源EMI濾波器把直流、50Hz或400Hz的電源功率毫無衰減地傳輸?shù)皆O(shè)備上,大大衰減經(jīng)電源傳入的EMI信號(hào),保護(hù)設(shè)備免受其害;同時(shí),又能有效地控制設(shè)備本身產(chǎn)生的EMI信號(hào),防止它進(jìn)入電網(wǎng),污染電磁環(huán)境,危害其他設(shè)備。
在電子設(shè)備供電電源上,存在有各種各樣的外來干擾信號(hào)。很多電子設(shè)備本身,在完成其功能同時(shí),也產(chǎn)生了形形色色的EMI信號(hào),以及人為和大自然的EMI信號(hào)。這些EMI信號(hào),通過傳導(dǎo)和輻射的方式,影響著該環(huán)境里運(yùn)行的電子設(shè)備。
IBM公司(美)的一項(xiàng)研究表明:一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)裝置每月都會(huì)遭受120多次電源干擾,且電源問題是造成美國(guó)45%以上的計(jì)算機(jī)裝置丟失數(shù)據(jù)和發(fā)生故障的根本原因。其中脈沖干擾占39.5%,振蕩瞬變占49%,這兩項(xiàng)共占88.5%,是電源受到干擾的主要成分。電網(wǎng)中的負(fù)載切換、電網(wǎng)切換或其他各種故障都會(huì)使電網(wǎng)發(fā)生瞬變過程產(chǎn)生脈沖噪聲,它通常也稱瞬變?cè)肼�,其波形是一系列的單個(gè)脈沖或脈沖束。
針對(duì)以上電網(wǎng)瞬變電壓的干擾以及EMI信號(hào)的傳導(dǎo)干擾和某些輻射傳導(dǎo)干擾,電源EMI濾波器消除它們的極有效的器件,而且,電源EMI濾波器還能提高設(shè)備(產(chǎn)品)對(duì)EMI的抗擾度,因而得到非常廣泛的應(yīng)用。
●普通交流單相
體積小、成本低, 適用于抑制要求較低的場(chǎng)合。
●差模增強(qiáng)型交流單相
增強(qiáng)差模干擾的抑制能力。
●高性能交流單相
增強(qiáng)差模、共模干擾的抑制能力。
●高頻增強(qiáng)型交流單相
使用三端電容器作為共模濾波電容、增強(qiáng)共模高頻濾波性能。
●高性能差模增強(qiáng)型交流單相
增強(qiáng)差模、共模干擾的抑制能力。
●交流濾波插座
與板的濾波電路配合使用,可以獲得良好的高頻特性。
●普通交流三相三線
成本低, 適用于抑制要求較低的場(chǎng)合。
●普通交流三相四線
成本低, 適用于抑制要求較低的場(chǎng)合。
●差模增強(qiáng)型交流三相三線
增強(qiáng)差模干擾的抑制能力。
●差模增強(qiáng)型交流三相四線
增強(qiáng)差模干擾的抑制能力。
●小型、型、型直流濾波器
可以安裝在機(jī)殼和板上,高頻干擾抑制效果好。
電源EMI濾波器的特性參數(shù)有插入損耗、頻率特性、阻抗匹配、額定電流、額定電壓、絕緣電阻值、漏電流、物理尺寸及重量、使用環(huán)境以及本身的可靠性。
1、插入損耗
插入損耗是電源EMI濾波器最重要的技術(shù)參數(shù)之一,設(shè)計(jì)人員和工程應(yīng)用人員考慮的中心問題就是:在保證濾波器安全、環(huán)境、機(jī)械和可靠性能滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下,實(shí)現(xiàn)盡可能高的插入損耗。濾波器的插入損耗是頻率的函數(shù),用dB(分貝)表示。
2、阻抗匹配
選擇濾波電路的原因是與濾波器要在匹配條件下工作的傳統(tǒng)概念不同,所謂匹配意味濾波器需在保持輸入/輸出信號(hào)幅度不變(或某一固定比例)的前提下,將其中部分頻譜做預(yù)期的處理或變換,而EMI電源濾波器不同,它是個(gè)以工頻為導(dǎo)通對(duì)象的低通濾波器,是在不匹配的條件下工作,因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中無法實(shí)現(xiàn)匹配,如濾波器輸入端阻抗RI——電網(wǎng)源阻抗是隨著用電量的大小變化的,濾波器輸出端的阻抗Rl(負(fù)載阻抗)——電源阻抗是隨著電源負(fù)載的大小變化的,要想獲得理想的抑制效果,應(yīng)遵循正確的阻抗搭配。
3、額定電壓
額定電壓是電源EMI濾波器用在指定電源頻率時(shí)的工作電壓,也是濾波器允許的電壓值。如用在50Hz單相電源的濾波器,額定電壓為250V;用在50Hz三相電源的濾波器,額定電壓為440V。若輸入濾波器的電壓過高,會(huì)使內(nèi)部電容器損壞。
4、額定電流
額定電流是在額定電壓和指定環(huán)境溫度條件下所允許的連續(xù)工作電流。
隨著環(huán)境溫度的升高,或由于電感導(dǎo)線的銅損,磁芯損耗以及周圍環(huán)境溫度等原因?qū)е鹿ぷ鳒囟雀哂谑覝�,這時(shí)候就難以確保插入損耗的性能。我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際可能的工作電流和工作環(huán)境溫度來選擇濾波器的額定電流。
一般來說,在電子設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)安裝EMI 濾波器時(shí)要注意的是,在捆扎設(shè)備電纜時(shí),千萬不能把濾波器(電源)端和(負(fù)載)端的電線捆扎在一起, 因?yàn)檫@無疑加劇了濾波器輸入輸出端之間的電磁耦合。嚴(yán)重破壞了濾波器和設(shè)備屏蔽對(duì)EMI 信號(hào)的抑制能力。
另外,要求濾波器的外殼與系統(tǒng)地之間有良好的電氣連接,也就是說,要處理好濾波器的接地。不要把濾波器安裝在塑料板上和其他絕緣物體上,亦不要安裝在金屬托架上。要盡量避免使用長(zhǎng)接地線。因?yàn)檫^長(zhǎng)的接地線意味著大大增加接地電感和電阻,它會(huì)嚴(yán)重破壞濾波器的共模抑制能力。
較好方法是,用金屬螺釘與星形彈簧墊圈把濾波器的屏蔽牢牢地固定在設(shè)備電源入口處的機(jī)殼上。
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