电源滤波器的网路原理
电源滤波器的网络原理
通信开关电源或交换机等系统内，大部分传导EMI起因于不同的设备或系统共享的交流电源，干扰源可以通过导线注入宽带传导发射而污染配电线路，同时导线又向其它敏感设备供电，这时共模干扰跨接在配电电源和阻抗上，因此影响在电源上的全部设备正常运行。另外，在两个或更多的电路共享一个公共回路如接地电平时，就会发生公共阻抗耦合，一些发射信号耦台到线路中受到EMI污染，那么也会引起愉电线污染。 EMI电源滤波器可以有效地抑制EMI，并能有效地起到去耦的作用。
一、 EMI电源滤波器的结构
EMI电源滤波器的网络结构形成主要是由差模(NM、DM)电容、共模CM)电容、差模电感、共模电感、电阻等组成。从图一的一般EMI电源滤波器电路图中，就能看到各部分的组合。
EMI电源滤波器的网络结构有很多种类型，下面就简述常用的几种。 图二所示的滤波网络较为普遍。共模和差模滤波网络都有一定特点一一一组成结构组件少，仅L1、 L2两个电感、三个电容、两个CY、一个CX和一个电阻R。串接臂同足共模和差模滤波网络的高阻抗端口，它的并接臂足低阻抗埠。为较好的仰制EMI，应产生最大大配的源内阻抗和负载阻抗。即任串接连接低阻抗(如接地Y电容)的电路，并接臂连接高阻抗的电路。
在50系统测量的典模和差模插入损耗，在0(01,IMHz范围是单调增加的，曲线斜率系组件参数而定。见图二(A B )间的差别，除参数不同外，电阻R的位置也个一样，L1、L2的电感量约为0(3,24niH，额定电流大的电源滤波器L1、L2的电感量小些，Cx的电容量为0(015,10，1已CY的电
容量受最大泄漏电流的限制，取值范围约为1000PF,10000PF。一般来说， L1、 L2的电感量和CY电容量人时，低频段共模插入损耗较高， CX电容量小，高频段差模插入损耗比CY大时好，但低频的插入损耗较差。
,、 EMI电源滤波器的衰减性能及插
入损耗比q测量
规定EMI电源滤波器频谱性能，最通用的方法就是在指定烦半范围内随频率变化的衰减。EMI电源滤波器衰减作为频率的函数系指其插入前后的输出电压之比。用6日表示的衰减AdB以下列力式推导出来AdB,10Logl0:式中k:滤波器插入后传导到负载的功率Pb:滤波器插入前传导到负载的功半说和负载阻抗均和EMI电源滤波器性能密切相关。滤波器的一级或几级可用作“牺牲”组件以建立假源或负载阻抗。
这就形成了不同的等效滤波器级数n，如表1所示。图一?、图二不出应用于具有不同大小的源和负载阻抗组合电路的基本滤波器的结构。所给出的滤波器都是低通的(即他们使用串联电感和井联电容)。目的即:A。要么将滤波串联电感接到低阻抗源R要么将井联电客接到高胆抗源上，总之使得源和滤波器组件的阻抗在要求的截上频率下大致相等。同样，串联电感应面向低阻抗负载，而并联屯容面向高阻抗负载，这保证了滤波器组件的最佳使用，并部分补偿了大约从100倍电源频一开始的很宽频串范围内变化的典型输电线的某些源或负载阻抗。图二为中字豪电气有限公司的ZYH一ER一30A EMI屯源滤波器共模插入损耗曲线。
表一、安装阻抗与设计的源和负载阻抗不同时的等效滤波器级数 n=1的截止频率
装置 阻抗
等效滤波器级数 电容器 电感
源 负载
较低 较低 n 增大 减小
n-1 较低 相同 增大 相同
n-2 较低 较高 增大 增大
相同 较低 n+1 相同 减小
n 相同 相同 相同 相同
n-1 相同 较高 相同 增大
较高 较低 n+2 减小 减小
n+1 较高 相同 减小 相同
n 较高 较高 减小 增大
值得注意的是开放型电路的场合，无论连接器还是滤波器都没有屏蔽，具有40一60dB量级的直接输入一一一输出端耦台计不罕见，特别足在小型电路和集成电路中。除非在滤波器的设计和制造过程中采取专门的预防措施，否则在高于截止两个或两L以上的10倍频率时，滤波器可能几乎或完全个能提供衰减。
EMI电源滤波器为尤源从向网络 具有复传导特性，完全取决于电源与负载阻抗，并由复传输特性来代表滤波器的衰减性能，然而在电源线环境中，电源与负载阻抗没有限定。因此工业上便以勾0的电阻电源与终端负载衰减法作为滤波器的插入损耗IL
式中的PL(Rd)为无滤波器时电源传输至负载的功率，PL为滤波器的插入电源与负载之间时的传输功率。插入损耗可用电压或电源比等项表为:
1
式中VL (R6f)为IL ( R6f)为无滤波器时测最值， VL与L滤波器插入时测量值。所谓插人损耗为无滤波器时电源传至负载之信号与电压与有滤波器插入时电源传至负载之信号电压之比(以6日表示)。
终端阻抗标准化以后插入损耗测量方才具有意义，个过所得结果只适用于同电路。最普通的配置为电阻配置，电源与负载阻抗各为500。详见H四共模插入损耗侧量。共漠场合，电源在带电线与中性终这《4线路与公共(接地)引线之间环流。将滤波器两端的带电线与中忡终端耦台起来可测得共模插人损耗。图四，共模插入损耗。
图5 差模插入损耗图
差模场合，带电线与中什终端讯号人小相同，相位相反电流只仕带电线与中性线之间循
环。采用50 O 180'”功率分配器可测量得差模插入损耗。
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