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电源EMI滤波器
阅读:6829时间:2011-05-16 16:36:02

  电源EMI滤波器,又称为电磁干扰滤波器,实际是一种由电感、电容组成的低通滤波器,只允许直流和工频通过,即从零频(直流)至截止频率(工频)的通带内以最小衰减通过电流(或电压)。电源EMI滤波器把直流、50Hz或400Hz的电源功率毫无衰减地传输到设备上,大大衰减经电源传入的EMI信号,保护设备免受其害;同时,又能有效地控制设备本身产生的EMI信号,防止它进入电网,污染电磁环境,危害其他设备。

产生背景

  在电子设备供电电源上,存在有各种各样的外来干扰信号。很多电子设备本身,在完成其功能同时,也产生了形形色色的EMI信号,以及人为和大自然的EMI信号。这些EMI信号,通过传导和辐射的方式,影响着该环境里运行的电子设备。

  IBM公司(美)的一项研究表明:一台普通计算机装置每月都会遭受120多次电源干扰,且电源问题是造成美国45%以上的计算机装置丢失数据和发生故障的根本原因。其中脉冲干扰占39.5%,振荡瞬变占49%,这两项共占88.5%,是电源受到干扰的主要成分。电网中的负载切换、电网切换或其他各种故障都会使电网发生瞬变过程产生脉冲噪声,它通常也称瞬变噪声,其波形是一系列的单个脉冲或脉冲束。

  针对以上电网瞬变电压的干扰以及EMI信号的传导干扰和某些辐射传导干扰,电源EMI滤波器消除它们的极有效的器件,而且,电源EMI滤波器还能提高设备(产品)对EMI的抗扰度,因而得到非常广泛的应用。

种类及其特点

  ●普通交流单相

  体积小、成本低, 适用于抑制要求较低的场合。

  ●差模增强型交流单相

  增强差模干扰的抑制能力。

  ●高性能交流单相

  增强差模、共模干扰的抑制能力。

  ●高频增强型交流单相

  使用三端电容器作为共模滤波电容、增强共模高频滤波性能。

  ●高性能差模增强型交流单相

  增强差模、共模干扰的抑制能力。

  ●交流滤波插座

  与板的滤波电路配合使用,可以获得良好的高频特性。

  ●普通交流三相三线

  成本低, 适用于抑制要求较低的场合。

  ●普通交流三相四线

  成本低, 适用于抑制要求较低的场合。

  ●差模增强型交流三相三线

  增强差模干扰的抑制能力。

  ●差模增强型交流三相四线

  增强差模干扰的抑制能力。

  ●小型、型、型直流滤波器

  可以安装在机壳和板上,高频干扰抑制效果好。

技术指标

  电源EMI滤波器的特性参数有插入损耗、频率特性、阻抗匹配、额定电流、额定电压、绝缘电阻值、漏电流、物理尺寸及重量、使用环境以及本身的可靠性。

  1、插入损耗

  插入损耗是电源EMI滤波器最重要的技术参数之一,设计人员和工程应用人员考虑的中心问题就是:在保证滤波器安全、环境、机械和可靠性能满足有关标准要求的前提下,实现尽可能高的插入损耗。滤波器的插入损耗是频率的函数,用dB(分贝)表示。

  2、阻抗匹配

  选择滤波电路的原因是与滤波器要在匹配条件下工作的传统概念不同,所谓匹配意味滤波器需在保持输入/输出信号幅度不变(或某一固定比例)的前提下,将其中部分频谱做预期的处理或变换,而EMI电源滤波器不同,它是个以工频为导通对象的低通滤波器,是在不匹配的条件下工作,因为在实际应用中无法实现匹配,如滤波器输入端阻抗RI——电网源阻抗是随着用电量的大小变化的,滤波器输出端的阻抗Rl(负载阻抗)——电源阻抗是随着电源负载的大小变化的,要想获得理想的抑制效果,应遵循正确的阻抗搭配。

  3、额定电压

  额定电压是电源EMI滤波器用在指定电源频率时的工作电压,也是滤波器允许的电压值。如用在50Hz单相电源的滤波器,额定电压为250V;用在50Hz三相电源的滤波器,额定电压为440V。若输入滤波器的电压过高,会使内部电容器损坏。

  4、额定电流

  额定电流是在额定电压和指定环境温度条件下所允许的连续工作电流。

  随着环境温度的升高,或由于电感导线的铜损,磁芯损耗以及周围环境温度等原因导致工作温度高于室温,这时候就难以确保插入损耗的性能。我们应该根据实际可能的工作电流和工作环境温度来选择滤波器的额定电流。

安装

  一般来说,在电子设备或系统内安装EMI 滤波器时要注意的是,在捆扎设备电缆时,千万不能把滤波器(电源)端和(负载)端的电线捆扎在一起, 因为这无疑加剧了滤波器输入输出端之间的电磁耦合。严重破坏了滤波器和设备屏蔽对EMI 信号的抑制能力。

  另外,要求滤波器的外壳与系统地之间有良好的电气连接,也就是说,要处理好滤波器的接地。不要把滤波器安装在塑料板上和其他绝缘物体上,亦不要安装在金属托架上。要尽量避免使用长接地线。因为过长的接地线意味着大大增加接地电感和电阻,它会严重破坏滤波器的共模抑制能力。

  较好方法是,用金属螺钉与星形弹簧垫圈把滤波器的屏蔽牢牢地固定在设备电源入口处的机壳上。

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