詳解電源濾波器工作原理,如何選擇適合自己的EMI濾波器

2020-12-04 大年君愛好電子

一、什麼是電源濾波器?

電源濾波器又稱「電源EMI濾波器」或者「EMI電源濾波器」,這是一種由電容、電感和電阻組成的濾波器,是濾波器的一種。它的作用是:對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除,得到所需要的有效信號。

它是一種無源雙向網絡,一端是電源,另一端是負載,因此是一種阻抗適配網絡,主要是針對電源埠電磁騷擾的特點而設計,電源濾波器一般都設計為低通式,作為電子產品,工作的可靠性是它重要的特點,由於電磁噪聲存在使得電子產品受到其他設備的幹擾導致工作異常。對於任何電源線上高頻傳導騷擾信號,都可以用差模幹擾信號和共模幹擾信號來描述。差模幹擾在兩傳輸導線之間流動,屬於對稱性幹擾;共模幹擾在傳輸導線與地之間傳輸,屬於非對稱性幹擾。

二、電源濾波器原理

如下圖是電源濾波器典型電路圖,其中:C1、C2是差模電容器,一般稱為X電容,電容容量很多時候選擇在0.01μF到0.47μF之間;Y1和Y2是共模電容,一般稱為Y電容,電容量不宜過大,一般在幾十納法左右,選的太大容易引起漏電;L1為共模扼流圈,它為同向繞在同一個鐵氧體環上的一對線圈,電感量約為幾毫亨,對於共模幹擾電流,兩個線圈產生的磁場是同方向的,共模扼流圈表現出較大的阻抗,從而起到衰減幹擾信號的作用;而對於差模信號,兩個線圈產生的磁場抵消,因此不會影響到電路的性能。需要注意的是這是一級濾波器電路,如果想要效果得到更好可以採用二級濾波。

三、電源濾波器性能指標

判斷一個電源濾波器優劣就要了解電源濾波器有哪些性能指標,電源濾波器的主要參數有:額定電壓、額定電流、漏電流、絕緣電阻、耐壓值、工作溫度、插入損耗等。其中最重要的是插入損耗,插入損耗經常用「IL」來表示,有時候也稱插入衰減,這項指標是價電源濾波器性能優劣的主要指標,通常用分貝數或頻率特性曲線來表示。它是指濾波器接入線路前後,測試信號從電源端傳到負載端的功率比或埠電壓比。分貝數越大,說明抑制幹擾的能力就越強。例如插入損耗有些可以用50歐姆測試系統測試,如下圖是某電源濾波器插入損耗圖

四、如何選擇

因此選購電源濾波器時候,要充分考慮相數、額定電壓、額定電流、漏電流大小、認證、體積以及形狀、插入損耗等,額定電壓/電流要符合產品所需,漏電流不能選擇太大的,選擇有相關認證體系的電源濾波器,體積和形狀根據實際來決定,插入損耗選擇抑制能力強一點的等等。

除了這些還需要根據實際需要,例如有些電源濾波器是軍用級的有些是工業級的,有些是家庭設備專用,有些是變頻器專用,有些是醫療設備專用......只有確定了使用對象才能選擇好適合自己的電源濾波器,其實只要基本條件滿足的話,很多時候都是考慮價格成本的問題。

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