电源滤波器的正确使用方法

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2022年03月30日

测试过程中,我们常遇到这样的情况:虽然设计工程师在设备电源线上接了电源滤波器,但是该设备还是不能通过"传导骚扰电压发射"测试,工程师怀疑滤波器的滤波效果不好,不断更换滤波器,仍不能得到理想的效果。

 

 

分析设备超标的原因,不外乎以下两个方面:

 

  1、设备产生的骚扰太强

  2、设备的滤波不足

 

 

对于第一种情况,我们可以通过在骚扰源处采取措施,降低骚扰的强度,或者增加电源滤波器的阶数,提高滤波器对骚扰的抑制能力来解决。 对于第二种情况,除了滤波器自身性能不好以外,滤波器的安装方式对它的性能影响也很大。 这一点往往是被设计工程师忽视的。

 

在很多测试中,我们通过更改滤波器的安装方式就能使设备顺利通过测试。 下面是一些常见的滤波器错误安装方式对滤波器性能影响的实例。

 

 

输入线太长

 

许多设备的电源线进入机箱后,经过很长的导线才接到滤波器的输入端。 例如,电源线从机箱后面板输入,走行到前面板的电源开关,又回到后面板接到滤波器。 或者滤波器的安装位置距离电源线入口较远,造成引线太长(如图1所示)。

 

由于电源入口到滤波器输入端的引线过长,设备产生的电磁骚扰通过电容性或电感性耦合,重新耦合到电源线上,而且骚扰信号的频率越高,耦合越强,造成实验失败。

 

 

平行走线

有的工程师为了使机箱内部的走线美观,常常把线缆捆扎在一起,这对电源线是不允许的。 如果把电源滤波器的输入输出线平行走线或捆扎在一起,由于平行传输线之间存在分布电容,这种走线方式相当于在滤波器的输入输出线之间并联了一个电容,为骚扰信号提供了一条绕过滤波器的路径,导致滤波器的性能大幅下降,频率很高时甚至失效(如图2所示)。

 

  等效电容的大小与导线距离成反比,与平行走线的长度成正比。 等效电容越大,对滤波器性能的影响越大。

  接地和壳体

 

  这种情况也比较普遍。 许多工程师安装滤波器时,滤波器的壳体和机箱之间搭接不良(有绝缘漆); 同时,使用的接地线较长,这将导致滤波器的高频特性变坏,降低滤波性能。

 

由于接地线较长,在高频时导线的分布电感不能忽视。 如果滤波器搭接良好,干扰信号可以通过壳体直接接地。 如果滤波器的壳体和机箱之间搭接不良,相当于滤波器的壳体(地)与机箱之间存在一个分布电容,这将导致滤波器高频时接地阻抗较大,尤其在分布电感和分布电容谐振的频率附近,接地阻抗趋于无穷。

 

滤波器接地不良对滤波器性能的影响: 由于滤波器接地不良,接地阻抗较大,有一部分骚扰信号能通过滤波器(如图3所示)。 为了解决搭接不良,应把机箱上的绝缘漆刮掉,保证滤波器壳体和机箱有良好的电气连接。

 

在这种安装方式下,滤波器的壳体和机壳接触良好,可堵住电源线在机箱上的开口,提高机箱的屏蔽性能; 另外,滤波器的输入输出线之间有机箱屏蔽相隔离,消除了输入输出线之间的骚扰耦合,保证滤波器的滤波性能。

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