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怎样处理电源线的EMC

出处:电子发烧友 发布于:2018-06-08 13:48:51 | 157 次阅读

  

      你在产品的设计中,是怎样选择滤波器的?
  电源线相当于一个小区的大门,小区的安全与门卫关系密切。
  电源线滤波器就相当于小区大门的保安。没有安装滤波器的电源线,相当于一个没有保安的大门,没有任何保障。
  因此,电子设备的电源线上必须安装一个滤波器。电源线滤波器允许设备使用的电能通过,阻止多余的骚扰能量通过。
  中间的图就是电源线滤波器的外形,这些滤波器在市场上很常见。
  电源线滤波器是一种双向器件,也就是,它既能阻止外部的骚扰进入设备内部,也能够阻止设备内部的骚扰沿着电源线传导出来。
  因此,电源线滤波器对于顺利通过传导发射、辐射发射、传导敏感性、辐射敏感性试验都是不可缺少的。


  电源线滤波器的效果用插入损耗来表示,这类似于屏蔽材料的屏蔽效能,指滤波器对流过滤波器的信号电流的损耗程度,用dB表示。
  电源线滤波器都是低通滤波器。所谓低通滤波器,低频的插入损耗很小,允许较低频率的电流通过,高频的插入损耗较大,阻止较高频率的电流通过。这是因为电子设备的电源电压一般频率较低,而电磁骚扰一般频率较高,所以滤波器允许工作电流通过,阻止骚扰电流通过。
  从通带到阻带的范围叫做过渡带。滤波器对信号的损耗等于3dB的频率叫做滤波器的截止频率,代表超过这个频率,滤波器的插入损耗就已经较大,而开始影响正常能量的通过了。
  大家需要注意的是,滤波器的插损分为差模插损和共模插损,因为传导骚扰发射既有差模电流也有共模电流。
  考虑差模插损时,我们需要关注滤波器的通带特性,因为设备的工作电流是差模的。也就是,滤波器不能对电源电压产生过大的损耗,这会影响设备的正常工作。
  对于共模插损,我们并不需要考虑通带的特性。理想的共模插损是在全频段内都是无限大,因为所有的共模电流都是骚扰能量。


  这是一个典型的电源线滤波器的插入损耗图。
  图中有四条曲线。
  曲线A是差模插入损耗,这是在滤波器两端所连接的网络的阻抗都是50W的条件下测量的结果。
  曲线B是共模插入损耗,这是在滤波器两端所连接的网络的阻抗都是50W的条件下测量的结果。
  曲线C是差模插入损耗,这是在滤波器的一端所连接的网络的阻抗是0.1W,另一端是100W的条件下测量的结果。
  曲线D是差模插入损耗,这是在滤波器一端所连接的网络的阻抗是100W,另一端是0.1W的条件下测量的结果。
  从图中可以看出,曲线C和曲线D所代表的插入损耗明显劣于曲线A。这说明,滤波器的插入损耗是与滤波器两端所连接的网络的阻抗有关的。
  曲线C和曲线D的两种情况代表了最坏的情况,也就是,滤波器的插入损耗不会比这两种情况还差。
  请大家注意,曲线C和曲线D在100kHz左右具有负的插入损耗值,这意味着,滤波器不仅不会衰减骚扰,可能还会增强骚扰。

  图中用逻辑图的方式画出了为了达到有效滤波状态需要的条件,图中的“与”代表要同时具备两个条件,才会有一个结果。。
  首先,看右边的那个“与”,为了达到有效滤波,不仅需要滤波器自身的性能好,还要求滤波器采取正确的安装方式。
  这正是滤波器的一种特殊性。很多设计师不清楚这个特殊性,他们以为只要按照普通电子器件的使用方法那样,用导线将滤波器接入电路就可以了,而不注意安装方式,结果导致设备的电源线上虽然安装了滤波器,但是并没有达到预期的效果。
  再看构成一个合适的滤波器需要什么条件,这体现在左面的“与”中。从图中可以看出,滤波器自身的性能不仅与滤波器的电路形式和器件参数有关,还与器件的种类、滤波器的组装方式,以及滤波器的结构有关。
  一般来讲,电路形式、器件参数等,仅决定了滤波器的低频特性,而器件的种类、电路组装的方式,以及滤波器的结构等,决定了滤波器的高频特性。
  因此,设计师需要建立一个概念,这就是,两个电路一模一样的滤波器,他们的高频特性也可能相差很大。


  前面我们论述了达到有效滤波所需要的条件,知道滤波器的安装很重要。实际上,在很多场合,滤波器的安装都是如图所示的样子,这时,滤波器仅能对较低的频率起到滤波作用,而对较高频率起不到滤波的作用。
  滤波器的高频特性对于很多试验都十分重要,特别是对于RE102这样的严格的要求。
  我们前面学习了关于电磁屏蔽的知识,在那里,我们一再强调贯通屏蔽体的导体对屏蔽效能的影响。滤波器按照图中所示的状态安装,电源线就构成了贯通屏蔽体的导体,会导致屏蔽机箱的泄漏。
  滤波器只有在正确安装的情况下,才能发挥其应有的作用。如果安装不正确,再好的滤波器也不能发挥作用。

 

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