電源濾波器的基本原理和常用標準,及部分電源濾波器的主要技術參數

2020-12-05 電子產品世界

1. 　概述

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201808/386536.htm

隨著電氣設備應用的日益廣泛，電子設備產生的電磁噪聲也越來越嚴重，幹擾了電子設備的正常工作，特別是對一些低功耗的可攜式設備更是如此。

電磁幹擾有兩種傳媒途徑，一種是由於工作電流的動態變化使得局部電網上電壓不穩，從而影響使用本地電網的設備工作，這種幹擾稱為傳導幹擾。另外就是設備中工作電流(電壓)的動態變化產生電磁輻射，同樣影響其它設備的工作，這種幹擾稱為輻射幹擾。

電磁噪聲(幹擾)源除了人工生產的電子外，還有一些自然現象(如閃電)和其它人為行為(如核爆炸等。)

電磁幹擾的影響也很大，輕則使設備的性能得不到很好的體現，重則使設備根本無法工作，另外電磁輻射還可能導致機密情報洩漏。

抑制電磁幹擾的兩種有效途徑是彩電源濾波器和加屏蔽裝置，屏蔽裝置主要是針對副射幹擾，既防止本身電磁波的外洩而造成新的幹擾源，又避免受到外來輻射的幹擾。電源濾波器最基本的作用就是抑制傳導幹擾，有的品種也能提高對副射幹擾的抑制能力。從廣義上講，我們使用的交流穩壓電源， UPS 電源也可以算是一種電源濾波器，因為這些設備在某種程度上把電子設備與電網隔離開了，這裡我們介紹的電源濾波器都是附在電子設備中作為一個器件使用的不甚複雜的物品，我們常在直流電源電路中加一 RC 電路來抑制紋波，電源濾波器的作用就是抑制交流電源上的幹擾。目前，隨著電子設備精密程度的提高，對電源的要求也越來高，同時，電子設備的廣泛應用也需要使各電子設備生產商對電磁環境作出共同的承諾，這樣就導致電源濾波器作為一種綠色產品，越來越受到社會的重視，目前，一些世界標準化組織和各國政府都在制定這方面的標準。

2. 　電源濾波器的組成

電源濾波器由 LC 網絡組成，其作用原理是使得濾波器的阻抗與幹擾源的阻抗　不匹配，從而使幹擾信號沿幹擾源進來的方向反射回去，從而降低幹擾源的影響。

圖1 電源濾波器的原理電路

圖 1 是一個電源濾波器的原理電路，圖中 L1 和 L2 對共模幹擾信號(非對稱幹擾電流)呈現高阻抗，而對差模信號(對稱幹擾電流)和電源電流呈現低阻抗，這樣就能保證電源電流的衰減很小，而同時又抑制了電流噪聲。通常 L1 、 L2 的值很小且相等，對稱地繞在同一個螺旋管上，這樣在正常工作電流範圍內，磁性材料產生的磁性互相補償，以免磁通餉飽各，但是對於不對稱幹擾(共模)信號來說，這兩個線圈產生的磁場相互加強的，對外呈現出的總電感明顯加大，這樣對稱幹擾分量就被 L1 、 L2 和相線與零線之間的電容 CX 大大抑制了。如要進一步衰減對稱幹擾，除了使用電容 CX 外(由於相線與零線之間的漏電流限制。為可能使 CX 很大)，還可採用非補償扼流圈。

通過以上的分析，可以看出，電源濾波器在使用時必須安裝在電源的輸入端，也就是把電源濾波器串入電網和設備電源線之間。

3. 　電源濾波器的衡量參數

3.1 　插入損耗

由於電源濾波器串接電網和設備電源線之間，而電源濾波器作為一種無源網絡，勢必造成電壓的跌落，這就導致由電源濾波器引起的插入損耗。

濾波器的插入損耗 A 通常是在設備不工作時用 50Ω 的電阻為測量，然後作出衰減曲線，測量電路原理如圖 2 所示。 A 定義為外加電壓 V0 和濾波器輸出電壓 V2 的比值。

A=2log(V0/2V2)dB ;

濾波器的典型插入損耗曲線，按照要求，要將不對稱插入損耗(在相線或零線與地線間測得)一起在圖中給出。對於不同的幹擾源和具體設備，實際的損耗曲線可能會存在較大的差異，因此，一個濾波器是否能有效地抑制具體電網上的幹擾，要，經經過實際測量後才能斷定。

3.2 　工作電壓

工作電壓就是濾波器能安全工作的穩定電壓。一般用於單相電的濾波器的工作電壓為 250V ，用於三相電的工作電壓為 420V 。

3.3 　工作電流

允許的工作電流和工作溫度有一定的關係，一般只給出室溫( 20 ℃ )下的值，有時也給出某個較高溫度( 40 ℃ 或 45 ℃ )下的值。

3.4 　漏電流

在電源濾波器，由於在相線和零線之間有電容器存在，當電源接通時，電流就會通過電容器流入地端，這就導致漏電流的存在。出於安全考慮和其它目的，必須對漏電流進行限制，各個國家都針對各類設備規定了允許的最大漏電流。

以上僅為電源濾波器的一些主要參數，另外還有電感、工作溫度等一些參數，在此不一一介紹。

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