电磁干扰滤波技术

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电气工程中的电力系统电磁干扰与抗干扰技术

电气工程中的电力系统电磁干扰与抗干扰技术

电气工程中的电力系统电磁干扰与抗干扰技术在当今高度电气化的时代,电力系统的稳定运行对于社会的正常运转至关重要。

然而,电磁干扰现象却如同一颗隐藏在电力系统中的“定时炸弹”,时刻威胁着电力设备的可靠运行和电力系统的安全稳定。

了解电力系统中的电磁干扰及其抗干扰技术,对于保障电力系统的正常运行具有重要意义。

电磁干扰,简单来说,就是指无用的电磁信号对有用的电磁信号造成了不良影响。

在电力系统中,电磁干扰的来源多种多样。

首先,自然现象如雷电就是一个强大的电磁干扰源。

雷电产生的瞬间强大电流和电磁场,可能会通过输电线路、杆塔等传导进入电力系统,对电力设备造成冲击和损坏。

其次,电力系统中的开关操作也会引发电磁干扰。

当开关闭合或断开时,电流的急剧变化会产生瞬间的高电压和电磁场,从而影响周边的设备。

再者,电力系统中的非线性负载,如变频器、整流器等,在工作过程中会产生谐波电流,这些谐波电流也会形成电磁干扰。

此外,还有外部的电磁辐射源,如无线电发射台、通信基站等,其发射的电磁波可能会耦合到电力系统的线路中,对电力设备产生干扰。

电磁干扰对电力系统的影响不容忽视。

它可能导致电力设备的误动作,例如继电保护装置的误跳闸,影响电力系统的供电可靠性。

电磁干扰还可能降低电力设备的性能,缩短其使用寿命。

例如,干扰信号可能会影响电力变压器的绝缘性能,导致局部放电增加,进而降低变压器的使用寿命。

在通信系统方面,电磁干扰可能会使电力通信信号失真、误码率增加,影响通信质量和数据传输的准确性。

为了应对电力系统中的电磁干扰问题,人们研发了一系列的抗干扰技术。

屏蔽技术是其中常见且有效的一种。

通过使用金属材料制作的屏蔽罩或屏蔽线,可以将电力设备或线路包裹起来,阻止外部的电磁干扰信号进入,同时也能防止内部的电磁信号向外辐射。

滤波技术则是通过滤波器对电源或信号线路中的干扰信号进行滤除。

滤波器可以根据干扰信号的频率特性进行设计,从而有效地去除不需要的频率成分,保证电力设备的正常工作。

电源电磁干扰(EMI)滤波器详细讲解

电源电磁干扰(EMI)滤波器详细讲解

源端阻抗特性
表 1 滤波器选用的阻抗失配端接原则 应采用的滤波电路
负载端阻抗特性
高阻抗
高阻抗 π型
高阻抗 L型
低阻抗
低阻抗 L型
高阻抗
低阻抗 T型
低阻抗
一般情况下,电源的共模输入端(滤波器源端)多为低阻抗,KF 系列电源滤波器(除“专门用 途滤波器”中的某些类型外)均按此特征(如图 4 的共模等效电路中,接入源端一侧选用高阻抗特性 的 L 型滤波电路,满足“阻抗失配端接原则”)进行设计,设计人员只需根据负载端的阻抗特性合理 选用 EMI 电源滤波器。其余类型滤波器应注意使用条件,必须满足上述原则。
EMI 电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要器件,在设备或系统的电磁兼容设计中具有极 其重要的作用。它不仅可抑制线上传导干扰,同时对线上辐射发射的抑制具有显著效果。
负载噪声源和电源网络的连接方式如图 2 所示。电源与负载网络具有相线(L)、中线(N)和地线 (E), 故将电源线上 EMI 噪声分解为两部分:L 与 N 为差模传导干扰 IDM,L(或 N)与 E 为共
传导干扰电平(dBuA)
100
90
GJB151A(A3类)
80
GJB151(A3类)
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01
0.1
1
10
100
频率(MHz)
图 6 GJB151 和 GJB151A 中规定的电源线传导干扰发射极限值
90
80
70
传导干扰电平(dBuV)
60
50
40
GB9254(A级)
30
50Ω
信号 发生器
L

电磁干扰滤波器的工作原理

电磁干扰滤波器的工作原理

电磁干扰滤波器的工作原理
电磁干扰滤波器(EMI滤波器)是一种用来消除电磁噪声干扰的装置。

它的作用是将输入信号中的高频噪声信号滤除或降低到可以接受的水平,同时保持信号的原始形式。

EMI 滤波器被广泛用在各种电子设备中,包括计算机、电视、无线电、电话等等。

EMI滤波器有不同的工作原理,其中最常见的三种是:电感滤波、电容滤波和复合滤波。

下面将详细介绍每种原理的具体工作方式。

1. 电感滤波
电感滤波是最基本的滤波器类型。

电感是一种电流变化率导致的反应阻力,具有阻抗的特性。

当电流通过电感时,电感会产生一个反向电势,这可以用来抵消高频噪声电流。

电感滤波器的基本构件是一个电感线圈和一些固定电容器。

具体来说,当滤波器输入一个信号时,电感线圈会产生一个反向电势,这会使电感上的高频噪声电流减少。

然后,固定电容器将剩余的高频信号滤除,只保留低频信号。

3. 复合滤波
复合滤波结合了电感和电容的滤波原理。

它包括两个或多个电容和电感线圈。

当电容和电感线圈在一起运作时,它们能够消除更高级别的音频信号干扰。

复合滤波器也可以被称为双滤波器。

当输入信号从电容进入电感时,高频噪声信号会被抵消。

然后,低频信号通过第二个电容器时进一步过滤,以确保所有高频噪声信号被滤除。

最终,输出信号被传送到设备输出端口。

综上所述,以上三种工作原理是EMI滤波器用来消除高频噪声干扰信号的主要方式。

在实际应用中,EMI滤波器常常结合多种滤波原理使用,以确保设备的稳定性和可靠性。

仪器仪表的抗干扰措施

仪器仪表的抗干扰措施

仪器仪表的抗干扰措施1.电磁屏蔽:电磁波是仪器仪表最常见的干扰源之一、为了保护仪器仪表不受电磁波的干扰,可以在仪器周围设置金属屏蔽罩或屏蔽房,有效地隔离了外界的电磁波。

同时,在设计仪器的电路时,可以采用差模输入、偏置电压屏蔽等技术,来提高仪器的抗电磁干扰能力。

2.过滤和滤波技术:在仪器的电源输入、信号输入和输出等接口处,可以加装滤波电路,对电源或信号进行过滤,除去高频噪声和电磁干扰。

滤波技术常用的方法有低通滤波、带通滤波等,可以根据具体的需求进行选择和调整。

3.地线和接地:仪器仪表的地线和接地是抗干扰的重要手段。

通过合理设计和布线,将仪器仪表的接地电路与其他设备的接地点连接在一起,形成共同的地点,从而减小仪器仪表受到的电磁干扰。

在接地线路中,还可以采用接地网络、电流环路的方法,来提高抗干扰能力。

4.逆变器和放大器设计:对于大部分仪器仪表来说,逆变器和放大器都是重要的部分。

在逆变器的设计过程中,可以采用串联电抗、并联电容等方法,对输入信号进行滤波和调节,减小干扰信号的影响。

在放大器的设计中,可以采用差分输入、共模抑制等方法,提高放大器的抗干扰能力。

5.绝缘和屏蔽技术:绝缘和屏蔽技术在仪器仪表的抗干扰措施中也是非常重要的一部分。

通过合理设计绝缘和屏蔽结构,可以在一定程度上将仪器与外界的干扰隔离开来,保护仪器的正常工作。

6.温度和湿度控制:温度和湿度的变化也可能对仪器的性能产生影响。

为了保证仪器仪表的稳定性和精确性,在使用仪器仪表的过程中要控制好环境的温湿度,并且对于一些对温度和湿度比较敏感的仪器,还可以采取外部冷却装置和湿度控制设备等措施。

总而言之,仪器仪表的抗干扰措施包括电磁屏蔽、过滤和滤波技术、地线和接地、逆变器和放大器设计、绝缘和屏蔽技术以及温度和湿度控制等。

只有采取有效的抗干扰措施,才能确保仪器仪表在复杂的工作环境中能够正常工作,提高仪器仪表的可靠性和准确性。

抗干扰的措施主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件

抗干扰的措施主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件

数控车床如何抗干扰数控车床作为cnc机床自然也会像其他的电子仪器仪表一样受到众多的干扰,所以面对有可能发生的干扰我们必须有应对的措施,抗干扰的措施主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等。

①屏蔽技术:屏蔽是目前采用最多也是最有效的一种方式。

屏蔽技术切断辐射电磁噪声的传输途径通,常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的场相互隔离,切断电磁辐射信号,以保护被屏蔽体免受干扰,屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁屏蔽。

在实际工程应用时,对于电场干扰时,系统中的强电设备金属外壳(伺服驱动器、变频器、驱动器、开关电源、电机等)可靠接地实现主动屏蔽;敏感设备如智能纠错装置等外壳应可靠接地,实现被动屏蔽;强电设备与敏感设备之间距离尽可能远;高电压大电流动力线与信号线应分开走线,选用带屏蔽层的电缆,对于磁场干扰,选用高导磁率的材料,如玻莫合金等,并适当增加屏蔽体的壁厚;用双绞线和屏蔽线,让信号线与接地线或载流回线扭绞在一起,以便使信号与接地或载流回线之间的距离最近;增大线间的距离,使得干扰源与受感应的线路之间的互感尽可能地小;敏感设备应远离干扰源强电设备变压器等。

②隔离技术:隔离就是用隔离元器件将干扰源隔离,以防干扰窜入设备,保证电火花机床的正常运行。

常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。

(1)光电隔离:光电隔离能有效地抑制系统噪声,消除接地回路的干扰。

在智能纠错系统的输入和输出端,用光耦作接口,对信号及噪声进行隔离;在电机驱动控制电路中,用光耦来把控制电路和马达高压电路隔离开。

(2)变压器隔离是一种用得相当广泛的电源线抗干扰元件,它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离,从而解决地线环路电流带来的设备与设备之间的干扰,同时隔离变压器对于抗共模干扰也有一定作用。

隔离变压器对瞬变脉冲串和雷击浪涌干扰能起到很好的抑制作用,对于交流信号的传输,一般使用变压器隔离干扰信号的办法。

电磁干扰滤波器的应用原理

电磁干扰滤波器的应用原理

电磁干扰滤波器的应用原理1. 电磁干扰滤波器简介电磁干扰滤波器是一种用于减少电子设备中电磁干扰的装置。

它通过滤除不必要的电磁信号,降低设备间的相互干扰,以提高设备的可靠性和性能。

2. 电磁干扰滤波器的工作原理电磁干扰滤波器的工作原理基于以下几个方面:2.1 滤波器组件电磁干扰滤波器主要由以下几个组件组成:•电容器:用于阻止高频电磁干扰信号通过,将其短路到地。

•电感器:用于阻断高频电磁干扰信号,将其引流到地。

•滤波器之间的连接线:用于连接滤波器组件,构成一个完整的滤波器电路。

2.2 工作原理当电子设备产生干扰信号时,这些干扰信号会通过设备的电源线、通信线等传播到其他设备中,造成相互干扰。

电磁干扰滤波器通过将电容器和电感器连接在电源线或通信线上,起到滤除干扰信号的作用。

电容器阻止高频干扰信号通过,将其短路到地;电感器阻断高频干扰信号,将其引流到地。

通过这样的组合和连接方式,滤波器可以有效地减少干扰信号的传播。

3. 电磁干扰滤波器在电子设备中的应用电磁干扰滤波器广泛应用于各种电子设备中,包括但不限于:3.1 电源线滤波器电源线滤波器用于降低电源线上的电磁干扰,以保证设备正常运行。

它通常被放置在设备的电源输入端,能够有效滤除电源线上的高频噪声信号。

3.2 通信线滤波器通信线滤波器用于减少通信线上的电磁干扰,以提高通信的可靠性和稳定性。

它通常被放置在通信线的两端,阻隔外界的干扰信号。

3.3 视频信号滤波器视频信号滤波器用于减少视频信号中的噪声和杂波,以提高视频质量。

它通常被放置在视频信号输入端或输出端,用于滤除干扰信号。

3.4 射频滤波器射频滤波器用于滤除射频信号中的杂散干扰,以保证无线通信的质量。

它通常被放置在射频信号输入或输出端,用于滤除干扰信号。

4. 电磁干扰滤波器的选择和安装4.1 选择滤波器的参数选择适当的滤波器,需要考虑以下几个参数:•频率范围:不同设备的干扰频率范围不同,需要根据实际情况选择合适的滤波器频率范围。

电磁干扰的屏蔽方法知识

电磁干扰的屏蔽方法知识

电磁干扰的屏蔽方法知识电磁干扰是指在电磁波传播的过程中,外部电磁波对其他电子设备的干扰现象。

随着电子设备的日益普及和电磁波的频谱增加,电磁干扰问题变得越来越严峻。

为了保证电子设备的正常工作和通信质量,人们不断探索和研究电磁干扰的屏蔽方法。

电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两种。

传导干扰是指电磁波通过导线或介质传输到其他设备中,造成设备之间的相互干扰;辐射干扰是指电磁波通过空气传播到其他设备中,也会造成相互干扰。

针对这两种干扰现象,人们采取了多种屏蔽方法。

在传导干扰屏蔽方面,主要包括以下几种方法:1.选择合适的材料:用良好的导电材料制作外壳或覆盖物,能够有效屏蔽传导干扰。

常用的材料有金属、导电橡胶和导电涂层等。

2.设计合理的接地系统:通过合适的接地设计和接地导线的布置,可以有效地降低传导干扰。

接地系统主要包括设备接地、建筑物接地和电气系统接地等。

3.使用滤波器:在输入输出端口上安装合适的滤波器可以有效地抵御传导干扰。

滤波器是根据干扰信号频率特性进行设计,可以提供有效的衰减。

在辐射干扰屏蔽方面,主要包括以下几种方法:1.合理布局:对设备的线路、电缆和天线等进行合理布局,避免产生不必要的电磁辐射。

特别是要避免平行布置的线路和电缆之间产生电磁耦合。

2.屏蔽罩:在干扰源和受干扰设备之间设置屏蔽罩,可以有效地降低辐射干扰。

屏蔽罩可以用金属网、金属板或金属化塑料等材料制作。

3.磁屏蔽:对于强磁场干扰,可以采用磁屏蔽材料进行屏蔽。

常用的磁屏蔽材料有镍铁合金和铁氟龙等。

除了以上屏蔽方法,还有一些其他的技术手段用于电磁干扰的屏蔽:1.圆形线缆:圆形线缆可以减少电磁辐射,降低辐射干扰。

它与矩形线缆相比,能够减小电磁辐射的距离。

2.电磁封闭室:电磁封闭室是一种特殊的屏蔽装置,能够完全屏蔽外界的电磁波,用于测试电磁兼容性和电磁辐射等。

3.使用差模传输线:差模传输线的优点是可以减少传输线上的电磁辐射和传导干扰。

差模传输线可以将正负信号在同一传输线上进行传输,减小电磁辐射。

开关电源的电磁干扰及其滤波措施

开关电源的电磁干扰及其滤波措施

开关电源的电磁干扰及其滤波措施1引言开关电源与线性稳压电源相比,具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等特点,广泛用于计算机及外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。

但开关电源的突出缺点是产生较强的电磁干扰(EMI)。

EMI信号既占有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经传导和辐射会污染电磁环境,对通信设备和电子仪器造成干扰。

如果处理不当,开关电源本身就会变成一个干扰源。

随着电子产品的电磁兼容性(EMC)日益受到重视,抑制开关电源的EMI,提高电子产品的质量,使之符合有关EMC标准或规范,已成为电子产品设计者越来越关注的问题。

2开关电源产生EMI的原理开关电源产生EMI的因素较多,其中由基本整流器产生的电流高次谐波干扰和变压器型功率转换电路产生的尖峰电压干扰是主要因素。

它们所以产生于电源装置的内部,是由于开关电源中的二级管和晶体管在工作过程中产生的跃变电压和电流,通过高频变压器、储能电感线圈和导线以及系统结构、元件布局等而造成的。

基本整流器的整流过程是产生EMI最常见的原因。

这是因为正弦波通过整流器后不再是单一频率的电流,而是变成单向脉动电源,此电流波形分解为一直流分量和一系列频率不同的交流分量之和。

实验结果表明,较高的谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路产生传导干扰和辐射干扰,一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变,另一方面通过电源线产生射频干扰,使接收机等产生噪声。

变压器型功率转换电路是实现变压、变频以及完成输出电压调整的部件,是开关稳压电源的核心,主要由开关管和高频变压器组成。

它产生的尖峰电压是一种有较大辐度的窄脉冲,其频带较宽且谐波比较丰富。

产生这种脉冲干扰的主要原因是:(1) 开关功率晶体管感性负载是高频变压器或储能电感。

在开关管导通的瞬间,变压器初级出现很大的电流,它在开关管过激励较大时,将造成尖峰噪声。

这个尖峰噪声实际上是尖脉冲,轻者造成干扰,重者有可能击穿开关管。

(2) 由高频变压器产生的干扰。

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电磁干扰滤波技术电磁干扰滤波技术1.电源线上的干扰如果用示波器观察一下电力电网,会发现50Hz的电压上叠加着各种各样的干扰电压,既有mV级的连续干扰,也有数百V甚至上千V的瞬态干扰。

这些干扰对电网中的设备会产生不同程度的影响。

这些干扰是从哪里来的呢?我们可以将这些干扰分为自然干扰源和人为干扰源。

典型的自然干扰源是雷电,空中发生雷电时,会伴随着强大的电磁场,电磁场会在空中的导体上感应出很高的电压,这就是干扰。

雷电产生的干扰是如此之大,不仅能导致设备误动作甚至造成电路损坏。

人为干扰源可以分为以下两种:●功能性能量发射设备:这类设备靠发射能量工作,如无线电设备、雷达等,他们辐射到空间的能量会感应到电力线上,形成干扰。

另外,这些设备也会通过电源线直接将能量泄漏到电网上。

●非功能性发射设备:这类设备不依靠发射能量实现特定功能。

但它们工作时,会向外发射额外的电磁能量。

与工业、医学上使用的高频仪器、信息处理设备、含马达的家用电器、使用可控硅的家用电器、开关电源等。

这些设备在工作时会向空间和电网上发射电磁能量。

以往,当设备在干扰的作用下发生误动作时,人们往往会将注意力集中到提高设备抗干扰性上,想方设法使设备能够在干扰环境中正常工作。

但这不是一个彻底的解决办法。

就象人们意识到汽车尾气造成的污染会导致疾病,为了能够生存,虽然可以上街时戴上口罩,但这不是根本的解决办法。

彻底的方法应该是控制尾气排放,形成一个良好的生存环境。

同样,对于日趋严重的电磁污染,根本的解决方法是限制设备的电磁泄漏。

另一方面,对于设备在电磁干扰环境中正常工作的能力也需要一个定量的规定,这就导致了电磁兼容标准的产生。

国家现在已将电磁兼容标准作为强制性标准实施,不满足这些标准的产品不能销售。

电磁兼容标准(GB9254,GB4343,GJB151A等)的内容:1. 干扰发射:辐射发射;传导发射2. 敏感度:辐射敏感度;传导敏感度;静电放电敏感度电磁兼容标准对设备提出两个方面的要求,首先不能向空间环境发射过强的电磁能量,其次要对环境中的电磁干扰有一定的耐受能力。

2.电源线滤波器的作用很多人认为电源线滤波器的作用是使设备能够电磁兼容标准中对传导发射传导敏感度的要求,但这是不全面的;后面将看到电源线滤波器对抑制设备产生较强的辐射干扰方面也很重要。

严格的说,电源线滤波器的作用是防止设备本身产生的电磁干扰进入电源线,同时防止电源线上的干扰进入设备。

电源线滤波器是一种低通滤波器,它允许直流或50Hz的工作电流通过,而不允许频率较高的电磁干扰电流通过。

电源线滤波器是双向的,它既能防止电网上的干扰进入设备,对设备产生不良影响,使设备满足传导敏感度的要求;又能防止设备内的电磁干扰通过电通过电源线传到电网上,使设备满足传导发射的要求。

能够产生较强干扰的设备和对外界干扰敏感的的设备都要使用电源线滤波器。

能够产生强干扰的的设备有:含有脉冲电路(微处理器)的设备、使用开关电源设备、使用可控硅设备、变频调速设备、含有马达的设备等。

敏感电路如:使用微处理器的设备、小信号模拟电路等。

3.电源线上干扰的类型电源线上的干扰电流按照其流动路径分为两类,一类是差模干扰电流,另一类是共模干扰电流。

差模干扰电流是在火线和零线之间流动的干扰电流,共模干扰是在火线、零线与大地(或其它参考物体)之间流动的干扰电流,由于这两种干扰的抑制方式不同,因此正确辨认干扰的类型是实施正确滤波方法的前提。

区分干扰电流是差模还是共模可以从三个方面进行判断:a. 从干扰源判断:雷电、设备附近发生的电弧、设备附近的电台和其它大功率辐射装置在电源线上产生的干扰是共模干扰;另外,如果发现电源线上的干扰是来自机箱内的线路板或其它电缆,则为共模干扰;这是因为通过空间感应在火线和零线上的干扰电流是同相位的。

在同一电力线上工作的马达、开关电源、可控硅等会在电源线上产生差模干扰。

b. 从频率上判断差模干扰的频率主要集中在1MHz以下,而共模干扰的频率一般分布在1MHz 以上。

这是由于共模干扰是通过空间感应到电源线上的,这种感应只有在干扰信号频率很高时才容易发生。

c. 用仪器测量如果有一台频谱分析仪和一只电流卡钳就可以进行测量。

电流卡钳实际上是一个绕在磁芯上的线圈,当被测电缆穿过卡钳时,就形成了一个变压器;被测导体相当于变压器初级,卡钳中的线圈相当于变压器次级,电缆上的信号会耦合到卡钳中的线圈上,用频谱分析仪可以检测出来。

判断步骤如下:●步骤一:将卡钳卡在火线或零线上,记录下某个感兴趣频率的干扰信号的强度l(f1)●步骤二:将卡钳同时卡住火线或零线,若观察不到l(f1),则l(f1)完全是差模干扰,其中不含共模成份;,若还能观察到l(f1),则l(f1)中包含共模干扰成份,要判断是否仅含共模成份,需进行步骤三的判别。

●步骤三:将卡钳分别卡住火线或零线,若两根线上测得的l(f1)的幅度相同,则l(f1)仅含共模成份;若不相同,则l(f1)中还包含差模成份。

4. 电源线滤波器的基本原理电源线滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成,它允许直流或50Hz电流通过,对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。

由于干扰信号有差模和共模两种,因此电源滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。

地线一般是金属机箱,当设备机箱不是金属材料时,滤波器的地线一般与安全地相连;但由于安全地的阻抗很大,滤波器对共模干扰的衰减效果将大大降低。

5. 电源线滤波器的主要指标当我们选用电源线滤波器时,应主要考虑三个方面的指标;首先是电压/电流,其次是插入损耗,最后是结构尺寸。

由于滤波器内部一般是经过灌封处理的,因此环境特性不是主要问题。

但是所有的灌封材料和滤波电容器的温度特性对电源滤波器的环境特性有一定的影响。

a)电压、电流对使用效果的影响电源有交流直流之分,与此相对应,许多厂家的电源线滤波器也分为交流和直流两种。

从原理上讲,交流电源线滤波器既可用在交流电源上,也可在直流电源上使用;但直流电源线滤波器不能用在交流的场合,这主要因为直流滤波器中的电容器的耐压较低,并且有可能其交流损耗较大,导致过热。

即使直流滤波器耐压没有问题,由于直流滤波器中使用了容量较大的共模滤波电容器,如果在交流的场合会产生漏电流超标的问题。

因此,直流电源线滤波器绝对不能用在交流的场合。

交流滤波器用在直流场合,从安全的角度看没有问题,但要付出成本和体积的代价;在样机阶段,如果手头正好有交流滤波器,可以代替直流滤波器。

当电源线滤波器的工作电流超过额定电流时,不仅会造成滤波器过热,而且会导致滤波器的低频滤波性能降低。

这是因为滤波器中的电感在较大电流的情况下,磁芯会发生饱和现象,使实际电感量减小。

因此,确定滤波器的额定工作电流时,要以设备的最大工作电流为准,确保滤波器在最大电流状态下具有良好的性能,否则当干扰在最大工作电流状态下出现时,设备会受到干扰或传导发射超标。

在确定滤波器的额定电流时,要留有一定的余量;特别是人们习惯上对交流电称“有效值”,而不是交流电的“峰值”,留有一定余量是非常有必要的。

一般滤波器的额定电流值应取实际电流值的1.5倍。

b) 插入损耗对使用效果的影响:从抑制干扰的角度考虑,插入损耗是最重要的指标。

插入损耗分为差模插入损耗和共模插入损耗。

6.影响电源线滤波器外形尺寸的因素由于许多设备在设计之出并没有考虑干扰滤波的问题,因此安装滤波器的空间往往是一个很棘手的问题、。

即使在设计时考虑到了电磁兼容的问题,人们往往会认为电源线滤波器是一个可有可无的选装件,不愿意提供较大的空间。

由此造成人们在选用滤波器时,经常将滤波器的体积作为一项重要的指标来考虑,总是希望滤波器的体积越小越好。

为什么两个滤波器的额定电流都是10A,而它们的体积会相差很多?你会毫不犹豫的选择体积较小的一种?滤波器的体积主要由滤波电路中的电感所决定,电感线圈的体积越大,滤波器的体积越大。

以下因素影响电感的体积:a)额定电流:当滤波器的额定工作电流较大时,电感线圈会使用较粗的导线绕制,这自然会增加体积;另外,为防止磁芯发生磁饱和现象,往往要使用体积较大的磁芯,这会增加体积;b)低频特性:当需要滤波的干扰信号频率较低时,共模扼流圈和差模扼流圈的电感量都需要很大,导致电感元件的体积增加。

例如开关电源的频率越低,则需要滤波器中的电感量越大;表-1 给出了滤波器中共模电感与电磁兼容标准和开关电源频率的关系。

通过以上的分析,你是否还在刻意的追求滤波器的体积小?体积小的滤波器已使用了体积小的电感元件,它的电感为什么能小?是牺牲了电流容量,还是牺牲了低频特性?付出这些代价后,是否还能满足最核心的要求——抑制电磁干扰?另外,当滤波器的体积较小时,内部器件一定靠得很近,这会降低滤波器的高频滤波性能,导致设备的辐射发射超标。

这在实际使用中要特别注意表-1电磁兼容标准共模电感的电感量(mH)7.选用电源线滤波器是怎样确定所需要的插入损耗首先在设备的电源入口处不安装滤波器,对设备进行传导发射和传导敏感度的测量,并与要满足的标准进行比较,看两者之间相差多少分贝,滤波器的作用是弥补上这个差距。

以抑制设备的传导发射为例,给出了确定滤波器插入损耗的过程。

首先将设备的传导发射值最大包络线(a)与标准给出的限制值线(b)相比较,计算其差值得到需要的插入损耗值(c)。

由于电源线滤波器是低通滤波器将插入损耗线(c)变换为低通滤波器插入损耗的形式(d),(d)就是滤波器需要的插入损耗值。

注意: (d)并不是低频滤波器的特性,而是一个带阻滤波器的特性,这是考虑到实际滤波器的非理想性(见下一节)。

但如果从厂家的产品样本上选择插入损耗值满足(d)的滤波器,十有八九会失败。

因为厂家产品样本上的数据是在滤波器两端阻抗为50Ω的条件下测得的,而实际使用条件并不是这样。

因此在实际使用条件下,滤波器的插入损耗会有所降低。

为了保险起见,在从产品样本中选择滤波器时,应加20dB的余量,这就得到了(e)。

从样本上选择滤波器,其插入损耗应满足(e)的要求。

8.实际电源线滤波器与理想滤波器的差距理想的电源线滤波器是低通滤波器,但实际的电源线滤波器通常是带阻滤波器。

造成这种差别的原因是电容器和电感器的非理想性。

电容器的引线是有电感的,而电感线圈上又存在着寄生电容,尽管这些电感、电容很小,但当频率较高时,它们的影响是不能忽略的。

因此由实际电感、电容器构成的低通滤波器电路在频率较高时,就变成了一个带阻滤波器电路。

此外,高频时器件之间的耦合也是造成滤波器在高频区间插入损耗减小的一个原因。

从图可以看到,器件之间的距离对滤波器的高频性能有很大的影响。

这种影响在1MHz时就已经很明显了。

因此,即使滤波器的电路结构完全相同,由于器件的特性不同、器件的安装方式的不同、内部结构的不同,它们的高频性能会差很多。

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