第四章干扰滤波技术介绍.ppt

实践电磁兼容技术 - 第四章 干扰滤波 杨继深 2000 * 电源线滤波器的基本电路如图所示，各个器件的作用如图中所标。 差模滤波电容：跨接在火线和零线之间，对差模电流起旁路作用。 电容值为0.1 ~ 1微法。 共模滤波电容：跨接在火线或零线与机壳地之间，对共模电流起旁路作用，电容值不能过大，否则会超过安全标准中对漏电电流（ 3.5mA ）的限制要求，一般在10000pF以下。医疗设备中对漏电流的要求更严，在医疗设备中，这个电容的容量更小，甚至不用。 共模扼流圈：在普通的滤波器中，往往仅安装一个共模扼流圈，利用共模扼流圈的漏电感产生适量的差模电感，起到对差模电流的抑制作用。有时，人为地增加共模扼流圈的漏电感，提高差模电感量（想想怎样能增加漏电感）。共模扼流圈的电感量范围为1mH ~ 数十mH，取决于要滤除的干扰的频率，频率越低，需要的电感量越大。 在一般的滤波器中，共模扼流圈的作用主要是滤除低频共模干扰，高频时，由于寄生电容的存在，对干扰的抑制作用已经较小，主要依靠共模滤波电容。医疗设备由于受到漏电流的限制，有时不使用共模滤波电容，这时，要提高扼流圈的高频特性（采用前面介绍的一些方法）。 基本电路对干扰的滤波效果很有限，仅用在要求最低的场合。要提高滤波器的效果，可在基本电路的基础上增加一些器件，下面列举一些常用电路： 强化差模滤波方法一：与共模扼流圈串联两只差模扼流圈，增大差模电感； 强化差模滤波方法二：在共模滤波电容的右边增加两只差模扼流圈，同时在差模电感的右边增加一只差模滤波电容； 强化共模滤波：在共模滤波电容右边增加一只共模扼流圈，对共模干扰构成T形滤波； 强化共模和差模滤波：在共模扼流圈右边增加一只共模扼流圈、再加一只差模电容。 说明：一般情况下不使用增加共模滤波电容的方法增强共模滤波效果，防止接地不良时出现滤波效果更差的问题（见“搭接”部分关于?形滤波器接地不良的讨论） 。 实践电磁兼容技术 - 第四章 干扰滤波 杨继深 2000 * 任何一个电子设备要满足电磁兼容的要求，都要在电源线上使用电源线滤波器。现在市场上电源线滤波器的种类繁多，如何选择滤波器确实是一个头疼的问题。下面介绍一些选择滤波器时要考虑的参数。 插入损耗：对于干扰滤波器而言，这是最重要的指标，由于电源线上既有共模干扰也有差模干扰，因此滤波器的插入损耗也分为共模插入损耗和差模插入损耗。插入损耗越大越好。 高频特性：理想的电源线滤波器应该对交流电频率以外所有频率的信号有较大的衰减，即插入损耗的有效频率范围应覆盖可能存在干扰的整个频率范围。但几乎所有的电源线滤波器手册都仅给出30MHz以下频率范围内的衰减特性。这是因为电磁兼容标准中对传导发射的限制仅到30MHz（军标仅到10MHz），并且大部分滤波器的性能在超过30MHz时开始变差（谁愿意给用户留下不好的印象呢？）。但实际中，滤波器的高频特性是十分重要的，后面讨论这个问题。 额定工作电流：这是个概念模糊的定义。因为在厂商的产品说明书上并没有标明电流的定义，是峰值还是有效值。额定工作电流不仅关系到滤波器的发热问题，还影响电感的特性，滤波器中的电感要在峰值条件下不能发生饱和。 滤波器的体积：电子产品小型化的要求器件小型化。因此设计人员无一例外地希望滤波器的体积越小越好。滤波器的体积主要由滤波器中的电感决定，而电感的体积取决于额定电流、滤波器的低频滤波特性。体积小的滤波器一定牺牲了电流容量或低频特性。 思考题：如果负载的额定电流为I（这往往是已知的），选择滤波器时，应选标称值（样本上标出的值或滤波器壳体上标出的值）为多少的？ 实践电磁兼容技术 - 第四章 干扰滤波 杨继深 2000 * 为什么要改善电源线滤波器的高频特性：尽管各种电磁兼容标准中关于传导发射的限制仅到30MHz（旧军标到50MHz，新军标到10MHz），但是对传导发射的抑制决不能不管高频。因为，电源线上高频传导电流会导致辐射，使设备的辐射发射超标。另外，瞬态脉冲敏感度试验中的试验波形往往包含了很高的频率成分，如果不滤除这些高频干扰，也会导致设备的敏感度试验失败。 电源线滤波器的高频特性差的主要原因有两个，一个是内部寄生参数造成的空间耦合，另一个是滤波器件的不理想性。因此，改善高频特性的方法也是从这两个方面着手。 内部结构：滤波器的联线要按照电路结构向一个方向布置，在空间允许的条件下，电感与电容之间保持一定的距离，必要时，可设置一些隔离板，减小空间耦合。 电感：按照前面所介绍的方法控制电感的寄生电容。必要时，使用多个电感串联的方式。 差模滤波电容：电容的引线要尽量短。要理解这个要求的含义：电容与需要滤波的导线（火线和零线）之间的联线尽量短。如果滤波器安装在线路板上，线路板上的走线也会等效成电容的引线。这时，要