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EMI滤波器的准确设想
公布工夫: 2015年04月13日 【字体:

  跟着电子技术的生长,电磁兼容性问题成为电路设计工程师极其存眷和顺手的题目。 凭据多年的工程履历,人人广泛以为电磁兼容性尺度中最重要的也是最难明决的两个项目就是传导发射和辐射发射。为了知足传导发射限定的要求,一般运用电磁滋扰(EMI)滤波器去抑止电子产品发生的传导噪声。然则怎样挑选一个现有的滤波器大概设想一个能知足需求的滤波器?工程师显示得很自觉,只要依附履历做实验。起首凭据履历运用一个滤波器,若是不克不及知足要求再从新修正设想大概换另一个新的滤波器。因而,要找到一个适宜的EMI滤波器便成为一个费时且下本钱的义务。
  电子系统发生的滋扰特性
  解决问题起首要相识电子系统发生的总滋扰状况,需求抑止若干滋扰电压才气知足尺度要求?共模滋扰是多少,差模滋扰是多少?只要明白了这些滋扰特性我们才气凭据现实的需求提出要求。
  从被测物体的电流途径来看,滋扰旌旗灯号回流途径能够经由过程地线,大概经由过程别的电网,如图1所示。经由过程地线的滋扰电流正在电源网上发生同相位的共模滋扰电压。经由过程别的线正在两根电源线上发生反相的差模滋扰电压。滋扰电流的途径如图2所示。
  图2 a)差模滋扰滤波和b)共模滋扰滤波
  一般有四种手艺可停止电源滤波,以便抑止滋扰噪声。正在现实运用中,常常是混淆运用其中的两种,以至多种手艺。它们是:
  正负极电源线之间增加电容,即X电容;
  每根电源线和地线之间增加电容,即Y电容;
  共模抑止(两根电源线上的抑止线圈同向绕线);
  差模抑止(每根电源线有它自己的抑止线圈)。
  电容的感化是将高频滋扰电压“短路”,别的,当滋扰旌旗灯号频次很高时,抑止线圈将发生很大的交换阻抗。图2显现了两种滤波范例的构造,个中,LISN是用于丈量目标的线性阻抗稳固网络。若是是共模题目引发的滋扰,X范例电容基本上没有感化,由于两线上的滋扰电压是一样的。因而,相识滋扰范例关于挑选公道的电路构造将起重要作用,并为解决问题供应手艺根据。
  正在尺度电磁兼容性测试实验室可得到装备的总滋扰状况,但没法相识装备的共模滋扰和差模滋扰特性。为了正在丈量中区分共模大概差模滋扰旌旗灯号,通用的仪器是很难实现的。运用公用的传导测试仪,可获得装备的总滋扰、共模滋扰和差模滋扰。
  电源输入阻抗特性
  滤波器的制造商给出的滤波器插损是正在50W尺度阻抗体系中的机能。尽人皆知,电源的输入阻抗跟着频次的转变具有不连续性。阻抗的改动致使滤波器的插益特性发生很大的转变。
  由图4可见,正在一个50W的体系中,100mH的滤波器供应约18dB的衰减,然则正在一个500W体系中只供应约4dB的衰减。 一样关于100nF电容器;正在50W体系中,1MHz时约莫23dB的衰减正在5W体系中降至7dB。
  上面的例子阐明,挑选一个具有很高插损的滤波器也不能很好抑止传导噪声的缘由是,电源输入端阻抗的影响。因而,设计者除挑选一个适宜的滤波器以外,借需求相识电源的阻抗特性、共模阻抗和差模阻抗。阻抗测试能够借助公用的阻抗测试仪大概传导剖析仪。一种滤波器的共模阻抗(a)和差模阻抗(b)的转变
  滤波器的设想
  晓得装备的滋扰特性和输入阻抗特性后,设想大概挑选一个滤波器便变得简朴了。若是运用一个现成的滤波器,能够挪用已往积聚的滤波器数据库,比对滤波器参数,找到一个适宜的滤波器。若是没有适宜的大概念专门设想一个公用滤波器,能够借助公用的滤波器设想软件。正在肯定一个滤波器形式后输入滤波器一些简朴的约束条件,设想软件凭据阻抗特性主动计算出最适宜的组件值,和供应最适宜的衰减。
  设想效果
  正在对某产物停止了滋扰特性和阻抗特性测试后,需求处理一个低于5MHz的低频滋扰题目。公用滤波器设想软件联合前面获得的测试数据给出了滤波器的元件参数:包孕470nF的X电容器,2.2nF的Y电容器和15.1mH的共模电感。然则有履历的滤波器设计人员以为接纳一个13.5mH共模电感的滤波器是充足了。运用一个13.5mH包孕分外高频组件的滤波器的发射状况如图7所示。
  为了考证软件的设想数据,将470nF、2.2nF和18mH的非定制的滤波器敏捷衔接到体系中,得到中央频次小于5MHz,而且无需高频滤波器。效果清晰天注解,最小15mH的限定是适宜的。
  结语
  EMI滤波器的设想应当充裕思索滋扰特性和阻抗特性,正在阻抗测试和滋扰特性测试数据基础上停止设想是准确滤波设想的独一要领。