電源線濾波器分類(lèi)、結(jié)構(gòu)及如何選擇

1、電源線濾波器分類(lèi)、結(jié)構(gòu)及如何選擇1 電源線濾波器 電源線濾波器安裝在電源線與電子設(shè)備之間，用于抑制電能傳輸中寄生的電磁干擾，對(duì)提高設(shè)備的可靠性有重要作用。1.1濾波器的分類(lèi) 濾波器是由集中參數(shù)的電阻、電感和電容，或分布參數(shù)的電阻、電感和電容構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)允許 些頻率通過(guò)，而對(duì)其它頻率成份加以抑制。濾波器按類(lèi)型一般分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器、吸收濾波器、有源濾波器和專(zhuān)用通濾波器。濾波器按電路一般分為單容型（C型）、單電感型（L型）、型、反型、T型和 p 型。不同結(jié)構(gòu)的電路合適于不同的源阻抗和負(fù)載阻抗。 1.2電源線濾波器的結(jié)構(gòu) 常用的電源線濾波器是由無(wú)源集中參數(shù)

2、（電感、電容和電阻）構(gòu)成的單級(jí)線路，電容CX位于相線與中線之間，用于衰減差模干擾，故俗稱(chēng)抗差模電容，其電壓額定值與所用電源有關(guān)，對(duì)220V交流電源來(lái)說(shuō)，常用250VAC的CBB電容。CX的典型值為幾十至幾百nF之間。匝數(shù)相同的L1和L2同繞在一個(gè)磁芯上，按圖示同名端標(biāo)注，當(dāng)交流電流通過(guò)時(shí)，回路中的磁通相互抵消，不會(huì)引起磁芯飽和。但對(duì)共模電流則呈現(xiàn)大的感抗值，可取得大的濾波效果。鑒于圖中電感的特殊作用，被稱(chēng)為共模電感。共模電感的電感量與通過(guò)電流的大小有關(guān)（電流小，線徑細(xì)，故匝數(shù)可多些。反之亦反），典型值在幾百nH至幾mH之間。位于相線及中線的對(duì)地電容Cy，用來(lái)衰減共模干擾，故稱(chēng)為抗共模電容?？紤]

3、到電氣設(shè)備要做電源輸入端對(duì)外殼的工頻耐壓及工頻泄漏電流試驗(yàn)，Cy的容量不宜太大，一般取1nF至4.7nF；而耐壓選36kVDC。電阻R用來(lái)消除可能出現(xiàn)在濾波器上的靜電積累，在濾波器制作時(shí)不是必須的。 T型濾波器適用于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻比較小（如低于50）的情況，p 型濾波器適用于信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻都比較高的情況，當(dāng)信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻不相等時(shí)，可以選用L型或C型濾波電路，對(duì)于低信號(hào)源阻抗和高負(fù)載阻抗，可選L型濾波器，反之，可選用C型濾波器。選用不同型式的濾波器，有助于減少信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)濾波器頻率特性的影響。1.3濾波器的衰減特性 濾波器最重要特性是對(duì)干擾的衰減特性，即插入損耗。式中

4、：EdB 濾波器的插入損耗（dB）;V1 干擾信號(hào)通過(guò)濾波器后在負(fù)載電阻上的電壓（V）；V2 在沒(méi)有濾波器時(shí)，干擾信號(hào)在負(fù)載電阻上的電壓（V）； 低通濾波器是電磁兼容技術(shù)中采用最多的一種濾波器。 式中：F=p fRCf 頻率（Hz）；R 信號(hào)源和負(fù)載電阻（）；C 濾波電容（F）。式中：F=p fL/RL 濾波線圈的電感量（H）。1.4濾波器的選擇根據(jù)干擾源的特性、頻率范圍、電壓和阻抗等參數(shù)及負(fù)載特性的要求，適當(dāng)選擇濾波器，一般考慮：其一，要求電磁干擾濾波器在相應(yīng)工作頻段范圍內(nèi)，能滿足負(fù)載要求的衰減特性，若一種濾波器衰減量不能滿足要求時(shí)，則可采用多級(jí)聯(lián)，可以獲得比單級(jí)更高的衰減，不同的濾波器級(jí)聯(lián)

5、，可以獲得在寬頻帶內(nèi)良好衰減特性。其二，要滿足負(fù)載電路工作頻率和需抑制頻率的要求，如果要抑制的頻率和有用信號(hào)頻率非常接近時(shí)，則需要頻率特性非常陡峭的濾波器，才能滿足把抑制的干擾頻率濾掉，只允許通過(guò)有用頻率信號(hào)的要求。其三，在所要求的頻率上，濾波器的阻抗必須與它連接的干擾源阻抗和負(fù)載阻抗相匹配，如果負(fù)載是高阻抗，則濾波器的輸出阻抗應(yīng)為低阻；如果電源或干擾源阻抗是低阻抗，則濾波器的輸出阻抗應(yīng)為高阻；如果電源阻抗或干擾源阻抗是未知的或者是在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化，很難得到穩(wěn)定的濾波特性，為了獲得濾波器具有良好的比較穩(wěn)定的濾波特性 可以在濾波器輸入和輸出端，同時(shí)并接一個(gè)固定電阻。其四，濾波器必須具有一定

6、耐壓能力，要根據(jù)電源和干擾源的額定電壓來(lái)選擇濾波器，使它具有足夠高的額定電壓，以保證在所有預(yù)期工作的條件下都能可靠地工作，能夠經(jīng)受輸入瞬時(shí)高壓的沖擊。其五，濾波器允許通過(guò)應(yīng)與電路中連續(xù)運(yùn)行的額定電流一致。定電流的高了，會(huì)加大濾波器的體積和重量；定電流的低了，又會(huì)降低濾波器的可靠性。其六，濾波器應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、安裝方便，安全可靠。 1.5濾波器的安裝設(shè)計(jì)合理的電源濾波器安裝時(shí)要在電源線和負(fù)載之間有效的隔離。但如果因?yàn)殡娫礊V波器的安裝方式不好而使得濾波性能不能發(fā)揮，甚至起到反作用。只有恰當(dāng)?shù)匕惭b濾波器才能獲得良好的效果，一般考慮：其一，濾波器最好安裝在干擾源出口處，再將干擾源和濾波器完全屏蔽起來(lái)。如果干擾源內(nèi)腔空間有限，則應(yīng)在靠近干擾源電源線出口外側(cè)，濾波器殼體與干擾源殼體應(yīng)進(jìn)行良好的搭接。其二，濾波器的輸入和輸出線必須分開(kāi)，防止輸入端與輸出端線路耦合，降低濾波特性，通常利用隔板或底盤(pán)來(lái)固定濾波器。若不能實(shí)施隔離方法，則采用屏蔽引線。其三，濾波器中電