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浅析电源滤波器的网络原理

通信开关电源或交换机等系统内,大部分传导EMI起因于不同的设备或系统共用的交流电源,干扰源可以通过导线注入宽带传导发射而污染配电线路,同时导线又向其它敏感设备供电,这时共模干扰跨接在配电电源和阻抗上,

  通讯开关电源或交换机等体系内,大部分传导EMI起因于不同的设备或体系共用的交流电源,搅扰源能够经过导线注入宽带传导发射而污染配电线路,一起导线又向其它灵敏设备供电,这时共模搅扰跨接在配电电源和阻抗上,因而影响在电源上的悉数设备正常运转。别的,在两个或更多的电路共用一个公共回路如接地电平常,就会发生公共阻抗耦合,一些发射信号耦台到线路中遭到EMI污染,那么也会引起愉电线污染。 EMI电源滤波器能够有效地按捺EMI,并能有效地起到去耦的效果。

  一、 EMI电源滤波器的结构

  EMI电源滤波器的网络结构构成主要是由差模(NM、DM)电容、共模CM)电容、差模电感、共模电感、电阻等组成。从图一的一般EMI电源滤波器电路图中,就能看到各部分的组合。

  EMI电源滤波器的网络结构有很多种类型,下面就简述常用的几种。

  图二所示的滤波网络较为遍及。共模和差模滤波网络都有必定特色一一一组成结构元件少,仅L1、 L2两个电感、三个电容、两个CY、一个CX和一个电阻R。串接臂同足共模和差模滤波网络的高阻抗端口,它的并接臂足低阻抗端口。为较好的仰制EMI,应发生最大大配的源内阻抗和负载阻抗。即任串接衔接低阻抗(如接地Y电容)的电路,并接臂衔接高阻抗的电路。

  在50体系丈量的典模和差模刺进损耗,在0.01~IMHz规模是单调添加的,曲线斜率系元件参数而定。见图二(A B )间的不同,除参数不同外,电阻R的方位也个相同,L1、L2的电感量约为0.3~24niH,额定电流大的电源滤波器L1、L2的电感量小些,Cx的电容量为0.015~10,1已CY的电

  容量受最大走漏电流的约束,取值规模约为1000PF~10000PF。一般来说, L1、 L2的电感量和CY电容量人时,低频段共模刺进损耗较高, CX电容量小,高频段差模刺进损耗比CY大时好,但低频的刺进损耗较差。

 二、EMI电源滤波器的衰减功能及插

  入损耗比q丈量

  规则EMI电源滤波器频谱功能,最通用的办法就是在指定烦半规模内随频率改变的衰减。EMI电源滤波器衰减作为频率的函数系指其刺进前后的输出电压之比。用6日表明的衰减AdB以下列力式推导出来AdB=10Logl0:式中k:滤波器刺进后传导到负载的功率Pb:滤波器刺进前传导到负载的功半说和负载阻抗均和EMI电源滤波器功能密切相关。滤波器的一级或几级可用作“献身”元件以树立假源或负载阻抗。

  这就构成了不同的等效滤波器级数n,如表1所示。图一•、图二不出应用于具有不同巨细的源和负载阻抗组合电路的根本滤波器的结构。所给出的滤波器都是低通的(即他们运用串联电感和井联%&&&&&%)。意图即:A。要么将滤波串联电感接到低阻抗源R要么将井联电客接到高胆抗源上,总归使得源和滤波器元件的阻抗在要求的截上频率下大致持平。相同,串联电感应面向低阻抗负载,而并联屯容面向高阻抗负载,这确保了滤波器元件的最佳运用,并部分补偿了大约从100倍电源频一开始的很宽频串规模内改变的典型输电线的某些源或负载阻抗。图二为中字豪电气有限公司的ZYH一ER一30A EMI屯源滤波器共模刺进损耗曲线。

  表一、装置阻抗与规划的源和负载阻抗不一起的等效滤波器级数 n=1的截止频率

  值得注意的是开放型电路的场合,不管衔接器仍是滤波器都没有屏蔽,具有40一60dB量级的直接输入一一一输出端耦台计不稀有,特别足在小型电路和%&&&&&%中。除非在滤波器的规划和制作过程中采纳专门的预防措施,否则在高于截止两个或两L以上的10倍频率时,滤波器或许简直或彻底个能供给衰减。

  EMI电源滤波器为尤源从向网络 具有复传导特性,彻底取决于电源与负载阻抗,并由复传输特性来代表滤波器的衰减功能,然而在电源线环境中,电源与负载阻抗没有限制。因而工业上便以勾0的电阻电源与终端负载衰减法作为滤波器的刺进损耗IL

  式中的PL(Rd)为无滤波器时电源传输至负载的功率,PL为滤波器的刺进电源与负载之间时的传输功率。刺进损耗可用电压或电源比等项表为:

  式中VL (R6f)为IL ( R6f)为无滤波器时测最值, VL与L滤波器刺进时丈量值。所谓插人损耗为无滤波器时电源传至负载之信号与电压与有滤波器刺进时电源传至负载之信号电压之比(以6日表明)。

  终端阻抗标准化今后刺进损耗丈量刚才具有含义,个过所得成果只适用于同电路。最一般的装备为电阻装备,电源与负载阻抗各为500。详见H四共模刺进损耗侧量。共漠场合,电源在带电线与中性终这《4线路与公共(接地)引线之间环流。将滤波器两头的带电线与中忡终端耦台起来可测得共模插人损耗。图四,共模刺进损耗。

  图5 差模刺进损耗图

  差模场合,带电线与中什终端信号人小相同,相位相反电流只仕带电线与中性线之间循环。选用50 O 180’”功率分配器可丈量得差模刺进损耗。

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