開(kāi)關(guān)電源EMI濾波器選擇與使用
摘要:介紹了電源用的電磁干擾濾波器的基本原理、組成和特點(diǎn),提出了電磁干擾濾波器的設(shè)計(jì)原則和應(yīng)用方法
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/177974.htm[1] 引言
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,電子,電力電子,電氣設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越廣泛,它們?cè)谶\(yùn)行中產(chǎn)生的高密度,寬頻譜的電磁信號(hào)充滿(mǎn)整個(gè)空間,形成復(fù)雜的電磁環(huán)境。復(fù)雜的電磁環(huán)境要求電子設(shè)備及電源具有更高的電磁兼容性,于是抑制電磁干擾的技術(shù)也越來(lái)越受重視。接地、屏蔽和濾波是抑制電磁干擾的三大措施,下面主要介紹在電源中使用的EMI濾波器及其基本原理和正確地應(yīng)用方法。
[2] 電源設(shè)備中噪聲濾波器的作用
電子設(shè)備的供電電源,如220V/50Hz交流電網(wǎng)或115V/400Hz的交流發(fā)電機(jī),都存在各式各樣的EMI噪聲,其中人為的EMI干擾源,如雷達(dá)、導(dǎo)航、通信等設(shè)備的無(wú)線(xiàn)電發(fā)射信號(hào),會(huì)在電源線(xiàn)上和電子設(shè)備的連接電纜上感應(yīng)出電磁干擾信號(hào),電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械和點(diǎn)火系統(tǒng),會(huì)在感性負(fù)載電路內(nèi)產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)程和輻射噪聲干擾,還有自然干擾源,比如雷電放電現(xiàn)象和宇宙中天電干擾噪聲,前者的持續(xù)時(shí)間短但能量很大,后者的頻率范圍很寬。另外電子電路元器件本身工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生熱噪聲等。
這些電磁干擾噪聲,通過(guò)輻射和傳導(dǎo)耦合的方式,會(huì)影響在此環(huán)境中運(yùn)行的各種電子設(shè)備的正常工作。
另一方面,電子設(shè)備在工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生各種各樣的電磁干擾噪聲。比如數(shù)字電路是采用脈沖信號(hào)(方波)來(lái)表示邏輯關(guān)系的,對(duì)其脈沖波形進(jìn)行付里葉級(jí)數(shù)分析可知,其諧波頻譜范圍很寬。另外在數(shù)字電路中還有多種復(fù)雜頻率的脈沖串,這些脈沖串包含的諧波更豐富,頻譜更寬,產(chǎn)生的電磁干擾噪聲也更復(fù)雜。
各類(lèi)穩(wěn)壓電源本身也是一種電磁干擾源,在線(xiàn)性穩(wěn)壓電路中,因整流而形成的單向脈沖電流也會(huì)引起電磁干擾,開(kāi)關(guān)電源具有體積小,效率高的優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代電子設(shè)備中應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但因?yàn)樗诠β首儞Q時(shí)處于開(kāi)關(guān)狀態(tài),本身就是很強(qiáng)的EMI噪聲源,其產(chǎn)生的EMI噪聲既有很寬的頻率范圍,又有很高的強(qiáng)度。這些電磁干擾也同樣通過(guò)輻射和傳導(dǎo)的方式污染電磁環(huán)境,從而影響其它電子設(shè)備的正常工作。
對(duì)電子設(shè)備來(lái)說(shuō),當(dāng)EMI噪聲影響到模擬電路時(shí),會(huì)使信號(hào)傳輸?shù)男旁氡茸儔模瑖?yán)重時(shí)會(huì)使要傳輸?shù)男盘?hào)被EMI噪聲所淹沒(méi),而無(wú)法進(jìn)行處理。當(dāng)EMI噪聲影響到數(shù)字電路時(shí),會(huì)引起邏輯關(guān)系出錯(cuò),導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。
對(duì)電源設(shè)備來(lái)說(shuō),其內(nèi)部除了功率變換電路以外,還有驅(qū)動(dòng)電路、控制電路、保護(hù)電路=輸入輸出電平檢測(cè)電路等,電路相當(dāng)復(fù)雜。這些電路主要由通用或?qū)S眉呻娐窐?gòu)成,當(dāng)受電磁干擾而發(fā)生誤動(dòng)作時(shí),會(huì)使電源停止工作,導(dǎo)致電子設(shè)備無(wú)法正常工作。采用電網(wǎng)噪聲濾波器可有效防止電源因外來(lái)電磁噪聲干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作。
另外,從電源輸入端進(jìn)入的EMI噪聲,其一部分可出現(xiàn)在電源的輸出端,它在電源的負(fù)載電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓,成為電路產(chǎn)生誤動(dòng)作或干擾電路中傳輸信號(hào)的原因。這些問(wèn)題同樣也可用噪聲濾波器來(lái)加以防止。
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