电源EMI滤波器
又称为电磁干扰滤波器、电网滤波器、电网噪声滤波器等等,或统称为EMI滤波器。 电源EMI滤波器,是一种低通滤波器,把直流、50Hz或400Hz的电源功率毫无衰减地传输到设备上,大大衰减经电源传入的EMI信号,保护设备免受其害;同时,又能有效地控制设备本身产生的EMI信号,防止它进入电网,污染电磁环境,危害其他设备。 电源EMI滤波器是帮助电磁设备和系统满足有关电磁兼容性标准,如IEC、FCC、VDE、MIL-STD-461、GB9254和GB6833等电磁兼容标准,不可缺少的器件。
电源EMI滤波器的选型
选择和使用电源EMI滤波器时,考虑最主要的特性参数有额定电压、额定电流、插入损耗、阻抗搭配、工作环境条件(温度等),另外还要考虑体积、质量和可靠性等等。
1、额定电压
额定电压是电源EMI滤波器用在指定电源频率时的工作电压,也是滤波器允许的电压值。如用在50Hz单相电源的滤波器,额定电压为250V;用在50Hz三相电源的滤波器,额定电压为440V。若输入滤波器的电压过高,会使内部电容器损坏。
2、额定电流
额定电流是在额定电压和指定环境温度条件下所允许的连续工作电流。 随着环境温度的升高,或由于电感导线的铜损,磁芯损耗以及周围环境温度等原因导致工作温度高于室温,这时候就难以确保插入损耗的性能。我们应该根据实际可能的工作电流和工作环境温度来选择滤波器的额定电流。
3、插入损耗
插入损耗是电源EMI滤波器最重要的技术参数之一,设计人员和工程应用人员考虑的中心问题就是:在保证滤波器安全、环境、机械和可靠性能满足有关标准要求的前提下,实现尽可能高的插入损耗。滤波器的插入损耗是频率的函数,用dB(分贝)表示。
4、阻抗搭配
选择滤波电路的原因是与滤波器要在匹配条件下工作的传统概念不同,所谓匹配意味滤波器需在保持输入/输出信号幅度不变(或某一固定比例)的前提下,将其中部分频谱做预期的处理或变换,而EMI电源滤波器不同,它是个以工频为导通对象的低通滤波器,是在不匹配的条件下工作,因为在实际应用中无法实现匹配,如滤波器输入端阻抗RI——电网源阻抗是随着用电量的大小变化的,滤波器输出端的阻抗Rl(负载阻抗)——电源阻抗是随着电源负载的大小变化的,要想获得理想的抑制效果,应遵循正确的阻抗搭配。
5、其它
在选用电源EMI滤波器时,除了估计干扰源类型——共模为主还是差模为主,以及它的电气安全性能——泄漏电流和耐压外,还要考虑使用过程中的环境温度、额定电流和额定电压,它直接影响到滤波器的滤波性能
滤波电容的选择 与一般的滤波器不同,EMI滤波器典型结构中电容使用了两种下标,接于相线和中线之间,称为差模电容,接于相线或中线与地之间,称为共模电容,下标X和Y不仅表明了它在滤波电路中的作用,还表明了它在滤波电路中的安全等级。在设计或选用滤波器时都必须充分考虑这两类电容的安全性能,因为它直接关系到滤波网络的安全性能。 5.1.1、差模电容器的选择 指的是应用于这样的场合:当电容失效后,不会导致电击穿现象,不会危及人生安全。 除了要承受电源相线与中线的电压之外,还要承受相线与中线之间各种干扰源的峰值电压。根据差模电容应用的最坏情况和电源断开的条件,电容器的安全等级又分为两个等级具体规定。所以设计滤波器时应根据不同的应用场合来选择不同安全等级的电容器。 差模电容的分类 CX电容等级 用于设备的峰值电压VP 应用场合 在电强度试验期间所加的峰值电压VP CX1 VP>1.2kV 出现瞬态浪涌峰值 对C<0.33uF, VP=4kV; 对C>0.33uF, ...
标准的EMI滤波器通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路,其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备,而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。 典型结构低通滤波器 EMI滤波器是一种由电感和电容组成的低通滤波器,它能让低频的有用信号顺利通过,而对高频干扰有抑 EMI滤波器的典型结构图制作用。 滤波电感的选择 电感的取值、材料的选取原则从以下几个方面考虑:,磁芯材料的频率范围要宽,要保证频率在1GHz,即在很宽的频率范围内有比较稳定的磁导率;第二,磁导率高,但是在实际中很难满足这一要求,所以,磁导率往往是分段考虑的。磁芯材料一般是铁氧体或者铁粉芯,更好的材料如微晶等。 产品特点 1.主要适用高性能电磁屏蔽室和其他对电磁干扰要求高的电子设备; EMI滤波器 2.在很宽频带(20KHZ~10GHZ)范围内具有极高的插入损耗(大于50dB),的高频干扰抑制特性; 3.可提供100A以下的电源滤波器; 4.EMI滤波器具有较高的可靠性和性能体积比,较低的价格。