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电磁兼容之滤波器篇.doc

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电磁兼容之滤波器篇.doc

上传人:cxmckate6 2022/1/28 文件大小:8.90 MB

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电磁兼容之滤波器篇.doc

文档介绍

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电磁兼容与电源滤波器概述
近年来,电磁干扰问题越来越成为电子设备或系统中的一个严重问题,电磁兼容技术已成为许多技术人员和管理人员十分重视的内容。原因是:、耦合途径、敏感设备。所以,在解决电磁兼容问题时,要从这三个因素入手,对症下药,消除其中某一个因素,就能解决电磁兼容问题。
四 解决干扰问题的一般途径
电磁兼容可通过将干扰抑制于扰乱
电子系统或子系统正常工作的电平以下
来实现,这种兼容一般通过采用滤波器
与将元件或设备屏蔽而获得。图中给出
了一个EMI发射机/受感器系统干扰耦合
路径的示例。
图中发射机代表一个产生噪声的系统或分系统,受感器代表一个对发射敏感的噪声系统或分系统。在现实世界中,一个系统或分系统可以被模拟为一个发射机或受感器,虚线表示辐射干扰,实线表示传导干扰,箭头表示发射或传导耦合方向。
A线表示发射机通过辐射途径直接耦合到受感器的干扰。
B线表示互连电缆也可作为噪声辐射发射机。
C线表示互连电缆可作为受感器对由辐射引起的噪声产生响应。
D线代表互连电缆间发生的串扰,一根导线上的噪声可通过电容或电感耦合到其它导线上。由此可见,起初由辐射发射引起的噪声通过场至线的耦合,在受感器系统中可表现传导响应。
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五 滤波器概述
即使对一个经过很好设计并且具有正确的屏蔽、接地措施的产品,仍然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。当传导发射〔CE〕不合格时,由于天线效应,设备的辐射发射〔RE〕也可能不合格。为了满足EMC标准规定的CE和CS〔传导敏感度〕极限值要求,使用EMI滤波器是一种好方法。通常要采用某种形式的滤波以降低电源线与信号线的发射,滤波器衰减决定于源与负载阻抗。即假如滤波器与源、负载阻抗不匹配,将会产生最小的传输信号〔EMI〕功率。另外还要考虑电磁干扰是共模还是差模。共模是指两导体上的对地参考噪声电压,差模是指一个导体相对另一个导体的电压,一般情况下两种电磁干扰都需要衰减。
5.1 滤波器的作用
在电磁屏蔽技术中我们已经知道,任何直接穿透屏蔽体的导线都会造成屏蔽体的失效。在实际中,很多出现屏蔽问题的机箱〔机柜〕就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败,这是缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一。
解决这个问题的有效方法之一是在电缆的端口处使用滤波器,滤除电缆上不必要的频率成份,即可以减小电缆产生的电磁辐射,也可以防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内部。
概括的说:滤波器的作用是仅允许工作必须的信号频率通过,而对工作不必要的信号频率有很大的衰减作用,这样就使产生干扰的机会减小为最少。从电磁兼容的角度考虑,电源线也是一个穿过机箱的导体,它对设备电磁兼容性的影响与信号线是一样的。因此电源线上必须安装滤波器。特别是近年来开关电源广泛应用,开关电源的特征除了体积小、效率高、稳压X围宽外,强烈的电磁干扰发射也是一大特征,电源线上如果不安装滤波器,就没有可能满足电磁兼容的要求。安装在电源线上的滤波器称为电源线干扰滤波器,安装在信号线上的滤波器称为信号线干扰滤波器。之所以这样划分,主要是两者除了都有对电磁干扰有足够大的抑制作用外,分别还有一些特殊的考虑:
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信号滤波器要考虑滤波器不能对工作信号有严重的影响,不能造成信号的失真。电源滤波器除了要保证满足滤波的要求外,还要注意当负载电流较大时,电路中的电感不能发生饱和〔导致滤波器性能下降〕。
5.2滤波器的根本原理:
滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成,它允许有用信号的电流通过,对频率较高的干扰信号如此有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种,因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。其根本原理有三种:
A〕利用电容通高频隔低频的特性,将火线、零线高频干扰电流导入地线〔共模〕,或将火线高频干扰电流导入零线〔差模〕;
B〕利用电感线圈的阻抗特性,将高频干扰电流反射回干扰源;
C〕利用干扰抑制铁氧体可将一定频段的干扰信号吸收转化为热量的特性,针对某干扰信号的频段选择适宜的干扰抑制铁氧体磁环、磁珠直接套在需要滤波的电缆上即可。
5.3干扰滤波器的种类
根据要滤除的干扰信号的频率与工作频率的相对关系,干扰滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等种类。
低通滤波器是最常用的一种,主要用在干扰信号频率比工作信号频率高的场合。如在数字设备中,脉冲信号有丰富的高次谐波,这些高次谐波并不是电路工作所必需的,但它们却是很强的干扰源。因此在数字电路