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emi濾波�
閱讀�5912�(shí)間:2010-10-21 21:39:16

  電源線是干擾傳入�(shè)備和傳出�(shè)備的主要途徑,通過(guò)電源�,電�(wǎng)的干擾可以傳入設(shè)�,干擾設(shè)備的正常工作,同樣設(shè)備產(chǎn)生的干擾也可能通過(guò)電源線傳到電�(wǎng)上,干擾其他�(shè)備的正常工作。因�,必須在�(shè)備的電源�(jìn)線處加入EMI濾波�,這種濾波�低通濾波器,它只允許設(shè)備正常工作頻率信�(hào)�(jìn)入設(shè)備(一般來(lái)�(shuō)就是工頻50Hz�60Hz或者是中頻400Hz�,而對(duì)高頻的干擾信�(hào)有較大的阻礙作用。由此我們知道EMI的作用主要有兩�(gè)�

  a>抑制交流電網(wǎng)中的高頻干擾�(duì)�(shè)備的影響�

  b>抑制�(shè)備對(duì)交流電網(wǎng)的干��

�(shè)�(jì)原理

  插入損耗要盡可能增�,即盡可能增大信�(hào)的反�。設(shè)電源的輸出阻抗和與之端接的濾波器的輸人阻抗分別為ZO和ZI,根�(jù)信號(hào)傳輸理論,當(dāng)ZO≠ZI�(shí),在濾波器的輸入端口�(huì)�(fā)生反�,反射系�(shù)

  p�(ZO-ZI)/(ZO+ZI)

  顯然,ZO與ZI相差越大,p便越�,端口產(chǎn)生的反射越大,EMI信號(hào)就越難通過(guò)。所�,濾波器輸入端口�(yīng)與電源的輸出端口處于失配狀�(tài),使EMI信號(hào)�(chǎn)生反射。同�,濾波器輸出端口�(yīng)與負(fù)載處于失配狀�(tài),使EMI信號(hào)�(chǎn)生反�。即濾波器的�(shè)什�(yīng)遵循下列原則�

  源內(nèi)阻是高阻�,則濾波器輸人阻抗就�(yīng)該是低阻的,反之亦然�

  �(fù)載是高阻的,則濾波器輸出阻抗就應(yīng)該是低阻�,反之亦然�

  �(duì)于EMI信號(hào),電感是高阻的,電容是低阻的,所�,電源EMI濾波器與源或�(fù)載的端接�(yīng)遵循下列原則�

  如果源內(nèi)阻或�(fù)載是阻性或感性的,與之端接的濾波器接口就�(yīng)該是容性的�

  如果源內(nèi)阻或�(fù)載是容性的,與之端接的濾波器接口就�(yīng)該是感性的�

參數(shù)確定方法

  插入損耗要盡可能增�,即盡可能增大信�(hào)的反射。設(shè)電源的輸出阻抗和與之端接的濾波器的輸人阻抗分別為ZO和ZI,根�(jù)信號(hào)傳輸理論,當(dāng)ZO≠ZI�(shí),在濾波器的輸入端口�(huì)�(fā)生反�,反射系�(shù)p�(ZO-ZI)/(ZO+ZI)顯然,ZO與ZI相差越大,p便越�,端口產(chǎn)生的反射越大,EMI信號(hào)就越難通過(guò)。所�,濾波器輸入端口�(yīng)與電源的輸出端口處于失配狀�(tài),使EMI信號(hào)�(chǎn)生反�。同�,濾波器輸出端口�(yīng)與負(fù)載處于失配狀�(tài),使EMI信號(hào)�(chǎn)生反�。即濾波器的�(shè)什�(yīng)遵循下列原則�

  源內(nèi)阻是高阻�,則濾波器輸人阻抗就�(yīng)該是低阻�,反之亦然�

  �(fù)載是高阻�,則濾波器輸出阻抗就�(yīng)該是低阻的,反之亦然�

  �(duì)于EMI信號(hào),電感是高阻�,電容是低阻�,所以,電源EMI濾波器與源或�(fù)載的端接�(yīng)遵循下列原則�

  如果源內(nèi)阻或�(fù)載是阻性或感性的,與之端接的濾波器接口就�(yīng)該是容性的�

  如果源內(nèi)阻或�(fù)載是容性的,與之端接的濾波器接口就�(yīng)該是感性的�

  a)放電電阻的取�

  在允許的情況�,電阻取值要求越小越�,需要考慮以下情況�

  ,電阻要求采用二�(jí)降額使用,保證可靠�。降額系�(shù)�0.75 V�0. 6 W。根�(jù)歐姆定律可求出n>(0.75Ve�2/�0.6 Pe)�

  第二,經(jīng)�(guò)雷擊浪涌后有殘壓,其瞬時(shí)值一般在1000 V取�;其瞬時(shí)功率值不能超�(guò)額定功率值的4�,也可求出R�(Vcy)2/�4Pe)�

  兩者綜合考慮取R�,一般情況下,電阻R的取值為75�200 K 之間。功率為2�3 W。金屬膜電阻�

  b)Cx 電容的取�

  在允許的情況下,容量要求越大越好,其值很難確切地估算出來(lái),一般情況下,要求取值在l�5uf之間(對(duì)每�(gè)電容)。電容的耐壓值必須經(jīng)�(guò)雷擊浪涌后取�,有殘壓,其瞬時(shí)值一般在1000V/s�(shí)不損�,按二級(jí)降額的原則選取,取值在275 V,頻率特性與電容的取值有�(guān),取值越�,頻率特性越��

  c)Cy 電容的取�

  在允許的情況�,容量要求越大越�,其值很難確切地估算出來(lái),但是不能太大,太大則漏電流較大,一般情況下,要求取值在2 200�4 700 pf 之間(對(duì)每�(gè)電容�。電容的耐壓值必須經(jīng)�(guò)雷擊浪涌后取值,有殘�,其瞬時(shí)值一般在1000V/S �(shí)不損�,按二級(jí)降額的原則選�,取�275 V,頻率特性與電容的取值有�(guān),取值越�,頻率特性越好。Cx 電容和Cy 電容,一般都是通過(guò)較小的電容并�(lián)�(lái)滿足容量的要�,這樣濾波器的高頻特性好�

  d) 電感的取�

  材料的選取原則——從以下幾�(gè)方面考慮�

  ,磁芯材料的頻率范圍要寬,要保證頻率�1GHz,即在很寬的頻率范圍�(nèi)有比較穩(wěn)定的磁導(dǎo)��

  第二,磁�(dǎo)率高,但是在�(shí)際中很難滿足這一要求,所以,磁導(dǎo)率往往是分段考慮�。磁芯材料一般是鐵氧��

  電感量的估算——考慮阻抗和頻�。共模扼流圈取� 1.5�5 mH,差模扼流圈取值為 10�50uH�

新一代設(shè)�

  �(kāi)�(guān)電源�(chǎn)生的噪聲�,在低頻段差模噪聲分量占主要成�,在高頻段共模噪聲分量占主要成�,因此采用共模和差模扼流圈是必要的,但如何減少它們的體積是令�(shè)�(jì)者最頭痛的事,最近日本村田公司開(kāi)�(fā)了PLY系列混合扼流�,這種器件以一種十分巧妙的方式把共模和差模扼流圈緊湊地�(jié)合為一�,其中的PLY10系列分別有共模磁路和差模磁路,每�(gè)磁路有各自的鐵氧體磁�,其安裝尺寸為L(zhǎng)×W×H�18×16×17.5mm,額定電流范圍�0.5�2.0A,�(duì)100VDC的耐壓�(chǎn)品可承受40�150W 功率,�(duì)200VDC耐壓�(chǎn)品可承受75�300W功率,這樣寬的使用范圍使PLY10系列器件可與大多�(shù)�(kāi)�(guān)電源�(shè)備兼��

  PLY系列的事例給大家一�(gè)啟示,�(kāi)�(guān)電源�、差模噪聲的有效抑制還得依靠專門的電感器件――共、差模扼流圈,由簡(jiǎn)單的片式(電�、電感)元件所組成的EMI濾波器是難以勝任抑制�(kāi)�(guān)電源所�(chǎn)生的共、差模噪聲的�

  為此有效抑制�(kāi)�(guān)電源噪聲的新一代EMI濾波器應(yīng)該是由有效的共、差模扼流圈和若干電容組成的相關(guān)電路,為了減小體積,這些電感、電容元件應(yīng)盡可能采用片式元��

    

  另一可供借鑒的方法是為電源模塊廠商生�(chǎn)的系列電源模�,通過(guò)MIL-STD-461的CEO3或其它規(guī)范研制專用的配套EMI濾波�。如美國(guó)Advanced Analog公司為AHE、ATO、ATW和AHF系列DC/DC電源模塊配套了AFC461系列EMI濾波�,其額定電�28�40VDC,額定電流4A,100kHz�50MHz插入損�40dB,工作溫度-55�155°�,最小尺寸L×W×H�53.85×28.45×9.65mm 。類似的還有美國(guó)的interpoint公司為MHE/MLP、MHL、MTO和MTW系列DC/DC電源模塊配套了FMH�461EMI濾波�,其插入損耗指�(biāo)�(qiáng)�(diào)500kHz處最少衰�50dB,200kHz處最少衰�35dB�

  VICOR公司也為其新一代電源模塊配置MICRO封裝的輸入濾波模塊FILTMOD,以及MICRO封裝的輸入保�(hù)模塊LAM2,前者能有效地消除傳�(dǎo)干擾噪聲,后者能有效地限制浪涌電流和尖峰干擾,如圖2和圖3所示�

  建議�(kāi)�(guān)電源EMI濾波器的電路采用�4所示的�(biāo)�(zhǔn)模式電路,它有利于�(fā)展成為標(biāo)�(zhǔn)模塊并最終集�。在�(shí)際運(yùn)用中如果一�(jí)濾波模塊抑制不夠,可以再串接第二級(jí)濾波模塊�

    

  在國(guó)�(chǎn)�(chǎn)品中,北京中北�(chuàng)新科技�(fā)展有限公司研制的�(shí)�(yàn)樣品CX系列電路采用圖4�(biāo)�(zhǔn)模式,�(jié)�(gòu)采用扼流�,體積L×W×H�15×15×9.5mm,額定電壓50VDC,額定電流0.5�2A�

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