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噪聲濾波器主要設計原則以及在電源設備中作用

更新時間:2022-12-20      點擊次數:392
   噪聲濾波器是一種無源低通濾波器,它無衰減地將交流電傳輸到電源,而大大衰減隨交流電傳入的EMI噪聲;同時又能有效地抑制電源設備產生的EMI噪聲,阻止它們進入交流電網干擾其它電子設備。
  噪聲濾波器主要設計原則:
  共模電感線圈使用的磁芯有環形、E形和U形等,材料一般采用鐵氧體,環形磁芯適用于大電流小電感量,它的磁路比E形和U形長,沒有間隙,用較少的圈數可獲得較大的電感量,由于這些特點它具有較佳的頻率特性。而E形磁芯的線圈泄漏磁通小,故當電感漏磁有可能影響其它電路或其它電路與共模電感有磁耦合,而不能獲得所需要的噪聲衰減效果時應考慮采用E形磁芯作成共模電感。 差模電感線圈一般采用金屬粉壓磁芯,由于粉壓磁芯適用頻率范圍較低,在幾十kHz~幾MHz,其直流重疊特性好,在大電流應用時電感量也不會大幅下降,zui適合作為差模電感。
  噪聲濾波器電源設備中作用:
  在電源設備中采用噪聲濾波器的作用如下:
 ?。?)防止外來電磁噪聲干擾電源設備本身控制電路的工作;
 ?。?)防止外來電磁噪聲干擾電源的負載的工作;
 ?。?)抑制電源設備本身產生的EMI;
 ?。?)抑制由其它設備產生而經過電源傳播的EMI.
  開關電源本身在工作時以及電子設備處于開關工作狀態時,都會在電源設備的輸入端出現終端噪聲,產生輻射及傳導干擾,也會進入交流電網干擾其它的電子設備,所以必須采取有效措施加以抑制。在抑制EMI噪聲的輻射干擾方面,電磁屏蔽是最好的方式。而在抑制EMI噪聲的傳導干擾方面,采用EMI濾波器是很有效的手段,當然應配合良好的接地措施。
  在國際上各個國家都實行了嚴格的電磁噪聲限制規則,如美國有FCC,德國有FTZ,VDE等標準。如電子設備不滿足噪聲限制規則,則產品就不能出售和使用。
  由于上述種種原因,在電源設備中必須要設計使用滿足要求的電網噪聲濾波器。
  3EMI噪聲和濾波器的類型
  在電源設備輸入引線上存在二種EMI噪聲:共模噪聲和差模噪聲,如圖1所示。把在交流輸入引線與地之間存在的EMI噪聲叫作其共模噪聲,它可看作為在交流輸入線上傳輸的電位相等、相位相同的干擾信號,即圖1的電壓V1和V2.而把交流輸入引線之間存在的EMI噪聲叫作差模噪聲,它可看作為在交流輸入線傳輸的相位差180°的干擾信號,即圖1中的電壓V3.共模噪聲是從交流輸入線流入大地的干擾電流,差模噪聲是在交流輸入線之間流動的干擾電流。對任何電源輸入線上的傳導EMI噪聲,都可以用共模和差模噪聲來表示,并且可把這二種EMI噪聲看作獨立的EMI源來分別抑制。
  在對電磁干擾噪聲采取抑制措施時,主要應考慮抑制共模噪聲,因為共模噪聲在全頻域特別在高頻域占主要部分,而在低頻域差模噪聲占比例較大,所以應根據EMI噪聲的這個特點來選擇適當的EMI濾波器。
  電源用噪聲濾波器按形狀可分為一體化式和分立式。一體化式是將電感線圈、電容器等封裝在金屬或塑料外殼中;分立式是在印制板上安裝電感線圈、電容器等,構成抑制噪聲濾波器。到底采用哪種形式要根據成本、特性、安裝空間等來確定。一體化式成本高,特性較好,安裝靈活;分立式成本較低,但屏蔽不好,可自由分配在印制板上。
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