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噪声滤波器主要设计原则以及在电源设备中作用

发布时间:2022-12-20      点击次数:67
   噪声滤波器是一种无源低通滤波器,它无衰减地将交流电传输到电源,而大大衰减随交流电传入的EMI噪声;同时又能有效地抑制电源设备产生的EMI噪声,阻止它们进入交流电网干扰其它电子设备。
  噪声滤波器主要设计原则:
  共模电感线圈使用的磁芯有环形、E形和U形等,材料一般采用铁氧体,环形磁芯适用于大电流小电感量,它的磁路比E形和U形长,没有间隙,用较少的圈数可获得较大的电感量,由于这些特点它具有较佳的频率特性。而E形磁芯的线圈泄漏磁通小,故当电感漏磁有可能影响其它电路或其它电路与共模电感有磁耦合,而不能获得所需要的噪声衰减效果时应考虑采用E形磁芯作成共模电感。 差模电感线圈一般采用金属粉压磁芯,由于粉压磁芯适用频率范围较低,在几十kHz~几MHz,其直流重叠特性好,在大电流应用时电感量也不会大幅下降,zui适合作为差模电感。
  噪声滤波器电源设备中作用:
  在电源设备中采用噪声滤波器的作用如下:
  (1)防止外来电磁噪声干扰电源设备本身控制电路的工作;
  (2)防止外来电磁噪声干扰电源的负载的工作;
  (3)抑制电源设备本身产生的EMI;
  (4)抑制由其它设备产生而经过电源传播的EMI.
  开关电源本身在工作时以及电子设备处于开关工作状态时,都会在电源设备的输入端出现终端噪声,产生辐射及传导干扰,也会进入交流电网干扰其它的电子设备,所以必须采取有效措施加以抑制。在抑制EMI噪声的辐射干扰方面,电磁屏蔽是最好的方式。而在抑制EMI噪声的传导干扰方面,采用EMI滤波器是很有效的手段,当然应配合良好的接地措施。
  在国际上各个国家都实行了严格的电磁噪声限制规则,如美国有FCC,德国有FTZ,VDE等标准。如电子设备不满足噪声限制规则,则产品就不能出售和使用。
  由于上述种种原因,在电源设备中必须要设计使用满足要求的电网噪声滤波器。
  3EMI噪声和滤波器的类型
  在电源设备输入引线上存在二种EMI噪声:共模噪声和差模噪声,如图1所示。把在交流输入引线与地之间存在的EMI噪声叫作其共模噪声,它可看作为在交流输入线上传输的电位相等、相位相同的干扰信号,即图1的电压V1和V2.而把交流输入引线之间存在的EMI噪声叫作差模噪声,它可看作为在交流输入线传输的相位差180°的干扰信号,即图1中的电压V3.共模噪声是从交流输入线流入大地的干扰电流,差模噪声是在交流输入线之间流动的干扰电流。对任何电源输入线上的传导EMI噪声,都可以用共模和差模噪声来表示,并且可把这二种EMI噪声看作独立的EMI源来分别抑制。
  在对电磁干扰噪声采取抑制措施时,主要应考虑抑制共模噪声,因为共模噪声在全频域特别在高频域占主要部分,而在低频域差模噪声占比例较大,所以应根据EMI噪声的这个特点来选择适当的EMI滤波器。
  电源用噪声滤波器按形状可分为一体化式和分立式。一体化式是将电感线圈、电容器等封装在金属或塑料外壳中;分立式是在印制板上安装电感线圈、电容器等,构成抑制噪声滤波器。到底采用哪种形式要根据成本、特性、安装空间等来确定。一体化式成本高,特性较好,安装灵活;分立式成本较低,但屏蔽不好,可自由分配在印制板上。
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