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电源滤波器的作用及原理
2016-07-04  来自: 上海上恒电子有限公司浏览次数:1311

 

 电源滤波器就是对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电器设备。电源滤波器的功能就是通过在电源线中接入电源滤波器,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。

   利用电源滤波器的这个特性,可以将通过电源滤波器后的一个方波群或复合噪波,变成一个特定频率的正弦波。

工作原理    

电源滤波器是一种无源双向网络,它的一端是电源,另一端是负载。电源滤波器内部电路 电源滤波器的原理就是一种——阻抗适配网络:电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗失配越大,对电磁干扰的衰减就越有效。 性能测试  漏电流性能测试    泄漏电流是指在250VAC的电压下,相线和中线与滤波器外壳(地线)间流过的电流。它主要取决于接地电容(共模电容)的取值。较大的共模电容CY可以提高插入损耗,但却造成较大的漏电流。若CX电容器的耐压性能欠佳,在出现峰值浪涌电压时,可能被击穿。它的击穿虽然不危及人身安全,但会使滤波器功能丧失或性能下降。CY电容器除了满足接地漏电流的要求外,还在电气和机械性能方面具有足够的安全余量,避免在极端恶劣的环境条件下出现击穿短路现象。故线一地之间的耐压性能对保护人身安全有重要意义,一旦设备或装置的绝缘保护措施失效,可能导致人员伤亡 性能评定    EMI电源滤波器在使用时考虑最多的是额定电压及电流值、耐压性能、漏电流三项,而其中最主要的评定性能为滤波器的插入损耗性能。   EMI电源滤波器对干扰噪声的抑制能力用插入损耗I.L.(Insertion Loss)来衡量。插入损耗定义为:没有滤波器接入时,从噪声源传输到负载的功率P1和接入滤波器后,从噪声源传输到负载的功率P2之比,用dB(分贝)表示。性能评定 频域测试 

1.插入损耗的标准测试   在标准测量法中规定,在50Ω~75之间的任一阻值的系统内测试它的插入损耗特性。  

2 .插入损耗的加载测试   在EMI滤波器产品中,由于使用不合适的材料,共模扼流圈不可能保证完全对称会导致磁环的饱和,同时寄插入损耗的标准测试 生差模电感也可能产生磁环的饱和,使得滤波器的实际使用情况与厂家提供数据 有很大差距,因此必须对滤波器采用加载测试。  

3 .EMI滤波器的时域测试   一般地,对于EMI电源滤波器我们只关心它的常规性能及频域抑制性能。

升沿和下降沿有明显的变化。频域上,经过滤波后,方波信号的高频分量被滤除。对于通过同一滤波插针,方波的频率越高,其谐波信号被滤波插针衰减的将会越大,则方波的波形上升及下降时间将会越长。同样,对于同样的频率波形,通过滤波插针,其滤波容值越大,方波上升时间趋缓的程度越大。  

4. EMI滤波器插损自动测试系统设计   近年来,随着EMC测试的内容日趋复杂,测试工作量急剧增加,对测试设备在功能、性能、测试速度、测试准确度等方面的要求也日益提高。在这种情况下,传统的人工测试已经很难满足要求,再加上现在的国家标准(GB)和国家军用标准(GJB)均要求电磁兼容的检测必须自动进行,并且对数据后处理有严格的要求。因此,发展EMC自动测试成为必然之路。本文所建立的自动测试系统使用了虚拟仪器技术,基于信号源一频谱仪对EMI电源滤波器进行插损测试的系统。

1、电源滤波器的不能存在电磁耦合路径    

 ①、电源输入线过长;

 ②、电源滤波器的输入线和输出线靠的过近。   此两种都是不正确的安装方式,问题的本质在于,滤波器的输入端电线和它的输出端电线之间存在有明显的电磁耦合路径。这样一来,存在于滤波器某一端的EMI信号会逃脱滤波器对它的抑制,不经过滤波器的衰减而直接耦合到滤波器的另一端去。因此滤波器输入与输出先需有效分开。

2、不能将线缆困扎在一块   一般来说,在电子设备或系统内安装电源滤波器时要注意的是,在捆扎设备电缆时,千万不能把滤波器(电源)端和(负载)端的电线捆扎在一起,因为这无疑加剧了滤波器输入输出端之间的电磁耦合,严重破坏了滤波器和设备屏蔽对EMI 信号的抑制能力。  

3、要尽量避免使用长接地线    电源滤波器输出端连接变频器或电机的接线长度不超过30厘米为宜。   因为过长的接地线意味着大大增加接地电感和电阻,它会严重破坏滤波器的共模抑制能力。较好方法是,用金属螺钉与星形弹簧垫圈把滤波器的屏蔽牢牢地固定在设备电源入口处的机壳上。  4、 电源滤波器输入线、输出线必须拉开距离   电源滤波器输入线、输出线必须拉开距离,切忌并行,以免降低滤波器效能;

5、电源滤波器外壳与机箱壳必须良好接触    变频器专用滤波器金属壳与机箱壳必须保证良好面接触,并将接地线接好;

6、电源滤波器的连接线宜选用双绞线   电源滤波器的输入、输出连接线以选用屏蔽双绞线为佳,它可有效消除部分高频干扰信号。


关键词: 电源滤波器的作用及原理           

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