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電源濾波器的選擇有訣竅
電源濾波器的選擇有訣竅
電源濾波器的目的是抑制電磁噪聲,功能就是通過(guò)在電源線中接入電源濾波器,得到一個(gè)特定頻率的電源信號(hào),或消除一個(gè)特定頻率后的電源信號(hào)。在使用的時(shí)候我們就需要了解電源濾波器方面的知識(shí),這樣可以防止不必要的損失,而在使用的時(shí)候我們還需要了解如何選擇電源濾波器,具體如下:
1. 額定電壓
額定電壓是電源EMI濾波器用在指定電源頻率時(shí)的工作電壓,也是濾波器*高允許的電壓值。如用在50Hz單相電源的濾波器,額定電壓為250V;用在50Hz三相電源的濾波器,額定電壓為440V.若輸入濾波器的電壓過(guò)高,會(huì)使內(nèi)部電容器損壞。
2.額定電流
額定電流(Ir)是在額定電壓和指定環(huán)境溫度條件下所允許的*大連續(xù)工作電流。
隨著環(huán)境溫度的升高,或由于電感導(dǎo)線的銅損,磁芯損耗以及周圍環(huán)境溫度等原因?qū)е鹿ぷ鳒囟雀哂谑覝?,這時(shí)候就難以確保插入損耗的性能。我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際可能的*大工作電流和工作環(huán)境溫度來(lái)選擇濾波器的額定電流。
除特殊說(shuō)明外,EMI濾波器說(shuō)明書給出的額定電流均為室溫+25℃(標(biāo)稱溫度)的值,同樣給定的典型插入損耗或曲線也均指+25℃的值。*大工作電流(Imax)、額定電流與溫度之間的存在如下關(guān)系: 字串3 式1.0中:Imax為*大工作電流,Ir為室溫下額定工作電流,Tmax為*高的工作溫度+85℃,Ta為實(shí)際工作溫度,Tr為室溫+25℃。根據(jù)式2.0,Imax/Ir與Ta的關(guān)系舉例說(shuō)明:+25℃,Imax=Ir;+45℃,Imax=0.816Ir;+85℃,Imax=0. 另外,在國(guó)外一些濾波器公司規(guī)定,+40℃(標(biāo)稱溫度)為工作電流值Ir .
IEC氣候等級(jí)為25/085時(shí),指定環(huán)境溫度為+40℃(標(biāo)稱溫度)條件下,查取其他環(huán)境溫度所允許的工作電流曲線。
影響工作電流和環(huán)境關(guān)系的主要原因之一就是濾波器中的軟磁材料。EMI濾波器一般采用高磁導(dǎo)率軟磁材料錳鋅鐵氧體,初始磁導(dǎo)率μi=7000~10000,但其居里點(diǎn)溫度不高,上等的僅為130℃左右。磁導(dǎo)率越高,居里點(diǎn)溫度越低,過(guò)居里點(diǎn)后磁導(dǎo)率迅速下降,從而導(dǎo)致濾波器中的電感值下降,嚴(yán)重影響濾波效果。 因此要根據(jù)工作溫度來(lái)正確選擇電源濾波器的額定電流,或者改善濾波器的散熱條件(工作環(huán)境)來(lái)確保濾波器的安裝使用。
3.插入損耗
(1) 插入損耗定義 插入損耗是EMI電源濾波器*重要的技術(shù)參數(shù)之一,設(shè)計(jì)人員和工程應(yīng)用人員考慮的中心問(wèn)題就是:在保證濾波器**、環(huán)境、機(jī)械和可靠性能滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下,實(shí)現(xiàn)盡可能高的插入損耗。
(2)共模損耗與差模損耗 EMI電源濾波器的插入損耗包括共模(表示為CM)插入損耗和差模(表示為DM)插入損耗。關(guān)于它們的具體測(cè)試方法,在CISPR第17號(hào)出版物中有過(guò)說(shuō)明,這里就不再說(shuō)明。例如某個(gè)廠家生產(chǎn)的DNF05-H-6AEMI濾波器,按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得的插入損耗。
(3)影響插入損耗的因素 影響電源EMI濾波器插入損耗的因素包括阻抗搭配和安裝。實(shí)際應(yīng)用中, EMI濾波器輸入和輸出端的阻抗已不是測(cè)得圖2.3曲線時(shí)的50Ω,所以它對(duì)干擾信號(hào)的衰減,不會(huì)等于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或說(shuō)明書中的給出的插入損耗。如果選用EMI濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)合理,加上安裝得當(dāng),則有可能實(shí)現(xiàn)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定的插入損耗。反之,如果網(wǎng)絡(luò)搭配和參數(shù)的選擇不當(dāng),安裝又有問(wèn)題,則有可能得不到好的應(yīng)用效果,反而會(huì)得到相反的效。另外一個(gè)影響因素,就是濾波器的工作溫度和額定工作電流。EMI濾波器的插入損耗測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),CISPR第17號(hào)出版物,MIL-STD-220A和GB7343-87所規(guī)定的測(cè)量方法中,都一致強(qiáng)調(diào)了要在加載額定電流條件下進(jìn)行它的插入損耗的測(cè)量。
4 .阻抗搭配
(1)阻抗搭配的原因 選擇濾波器時(shí),首先應(yīng)選擇適合你所用的濾波電路和插入損耗性能。首先選擇濾波電路的原因是與濾波器要在匹配條件下工作的傳統(tǒng)概念不同,所謂匹配意味濾波器需在保持輸入/輸出信號(hào)幅度不變(或某一固定比例)的前提下,將其中部分頻譜做預(yù)期的處理或變換,而EMI電源濾波器不同,它是個(gè)以工頻為導(dǎo)通對(duì)象的低通濾波器,是在不匹配的條件下工作,因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中無(wú)法實(shí)現(xiàn)匹配,如濾波器輸入端阻抗RI--電網(wǎng)源阻抗是隨著用電量的大小變化的,濾波器輸出端的阻抗Rl(負(fù)載阻抗)--電源阻抗是隨著電源負(fù)載的大小變化的,要想獲得理想的抑制效果,應(yīng)遵循正確的阻抗搭配。 無(wú)論怎樣復(fù)雜的電源EMI濾波器,都可以把它的共模和差模濾波網(wǎng)絡(luò)抽象出來(lái)。
(2)阻抗失配分析 可以分析出,一般在EMI電源濾波器電路網(wǎng)絡(luò)中,電感L看作高阻元件,電容C看作低阻元件。為了達(dá)到濾波更好的效果,按照濾波器的不匹配原則:如果實(shí)際負(fù)載為感性高阻,則選擇輸出負(fù)載為容性低阻的濾波器;如果實(shí)際負(fù)載為容性低阻,則選擇輸出負(fù)載為感性高阻的濾波器。同樣,對(duì)于濾波器的輸入阻抗和電網(wǎng)源阻抗,也應(yīng)該按照阻抗失配原則來(lái)選擇濾波器。
EMI濾波器對(duì)EMI信號(hào)的抑制能力不僅取決于濾波器在50Ω系統(tǒng)內(nèi)測(cè)得的插入損耗,還取決于濾波網(wǎng)絡(luò)與EMI信號(hào)源和負(fù)載的正確端接。所以,在選用濾波器時(shí),要特別注意EMI濾波器上標(biāo)牌內(nèi)容,看其是否準(zhǔn)確標(biāo)出濾波網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。顯然,那種既不提供網(wǎng)絡(luò)參數(shù),又沒(méi)有給出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的EMI濾波器,給正確端接和優(yōu)化應(yīng)用帶來(lái)了麻煩。
至此為止,我想大家對(duì)電源濾波器的選擇有訣竅有一定的掌握。在選購(gòu)的同時(shí)我們須知額定電壓、額定電流、插入損耗等相關(guān)方面?,F(xiàn)今的電子產(chǎn)品都以符合小型化、高性能、高精度、高信賴度、及高反應(yīng)度等為目標(biāo),使得電路組件的分布密度過(guò)高、電路的體積大大的縮小,然而電路便得越精巧,則會(huì)有更多的組件擠在很小的空間當(dāng)中,增加了干擾的機(jī)會(huì),其中以電磁干擾及噪聲*令人感到困擾。電源濾波器的出現(xiàn)就解決了這個(gè)困擾?;蛘叽蠹覍?duì)電源濾波器的選擇有訣竅還有其它看法,歡迎一起分享。