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电源滤波电路及型号分类-电路图讲解-电子技术方案

4 月 2, 2019

电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路,又名“电源EMI滤波器”,或是“EMI电源滤波器”,一种无源双向网络,它的一端是电源,另一端是负载。电源滤波器的原理就是一种——阻抗适配网络:电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗适配越大,对电磁干扰的衰减就越有效。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。   电源滤波器是一种无源双向网络,它的一端是电源,另一端是负载。电源滤波器的原理就是一种——阻抗适配网络:电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗适配越大,对电磁干扰的衰减就越有效。 

   电源滤波电路及型号分类-电路图讲解-电子技术方案   

 电源滤波器内部电路   电源滤波器型号分类 电源滤波器的作用就是减少电源干扰,而电源干扰可以分为两类:普通模式和共通模式。普通模式是两组输入电源线之间的杂讯,这种杂讯通常是在关机和开机时产生。而共通模式是指因为器材接地不良,又或是广播无线电及冰箱马达电磁、日光节能灯镇流器、洗衣机、风扇可控硅调速等引发的干扰!   电源滤波电路及型号分类-电路图讲解-电子技术方案  


滤波器的种类很多,分类方法也不同。 1.从功能上分;低、带、高、带阻。 2.从实现方法上分:FIR、IIR 3.从设计方法上来分:Chebyshev(切比雪夫),Butterworth(巴特沃斯) 4.从处理信号分:经典滤波器、现代滤波器   等等。  

滤波器与漏电流 电网滤波器漏电流定义为:在额定交流电压下滤波器外壳到交流进线任应一端的电流,如果滤波器的所有端口与外壳之间是完全绝缘的,则漏电流的值主要取决于共模电容CY的漏电流,即主要取决于CY的容量。由于滤波器漏电流的大小,设计到人身安全,国际上各国对插都有严格的标准规定。对于是20V/50Hz交流电网供电,一般要求噪声滤波器的漏电流小于1mA。   滤波器与试验电压 对于交流电网噪声滤波器,试验电压分为两种:一种是加在交流进线两端,即线—线试验电压。

若电感线圈及引线是良好的,它取决于电容器CX的耐压。另一种是加在交流进线任一端与机壳地之间,即线—地试验电压。它取决于CX的耐压。   漏电流和试验电压对是噪声滤波器的安全性能参数,是滤波器中电感线圈、绝缘和电容器CX、CY安全性能的具体体现,并且与设备及人身安全紧密相关。因此在电网噪声滤波器的设计、生产和使用中,都要加以重视,把这些技术参数的认证和检验放在首位。   [7] 滤波器的技术参数及正确使用   (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V点,当滤波器接入后,在滤波器的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噪声和差模噪声,所以它即有共模插入损耗,和差模插入损耗。   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不是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值。   (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考,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,且应使地线尽可能短,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也会过大,负载上电压为:   Vo=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。   开关电源EMI滤波器的正确选择与使用   举例说明:   德国 VDE0565.2 高压测试(AC)P,N→E 1.5KV/50Hz 1分钟   瑞士 SEV1055 高压测试(AC)P,N→E 2?Un+1.5KV/50Hz 1分钟   如最大工作电压Un=250V(AC),则2?Un+1.5KV=2KV   美国 UL1283 高压测试(AC)P,N→E 1KV/60Hz 1分钟   可见,共模电容Cy的耐压测试条件(瑞士)SEV1055比(美)UL1283高出一倍。   德国 VDE0565.1 高压测试(DC)P→N 4.5VnKV 1分钟   如最大工作电压Vn=250V(DC)则   4.3?Vn=4.3&TImes;0.250&TImes;2根号2=3.040KV 1分钟   瑞士 SEV1055 高压测试(DC) P→N 4.3VnKV 1分钟   美国 UL1283 高压测试(DC) P→N 1.414KV 1分钟   可见,差电模电容Cx的耐压测试条件,瑞士也比美国高出一倍左右。   

 这里要说明的是   a. P→N耐压测试采用直流电压的原因是因为Cx容量较大。如采用交流测试,则耐压测试仪要求电流容量大,造成成本高,体积大。采用直流电压测试就不存在这种问题。但要将交流工作电压换成等效的直流工作电压。如最大交流工作电压250V(AC)=250&TImes;2根号2=707V(DC)直流工作电压。所示UL1283安全规范1414V(DC)=2?Vn。   b. 国际著名滤波器专业厂说明书中耐压测试条件   美国 Corcom公司 P,N→E 2250V(DC) 1分钟   P→N 1450V(DC) 1分钟   瑞士 Schaffner公司P,N→E 2KV(AC) 1分钟   P→N 不测 1分钟   国内滤波器专业厂一般参考德国VDE安规或参考美国UL安规。                                        

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