如何选用滤波器,你造吗?

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2022年05月16日

  滤波器的选用、安装及其它

  滤波器的选用,根据应用场合、目的及要求等不同,选用的原则大致如下:

  1.工作条件:电流I, 电压V,工作温度T和体积尺寸

  额定电流 额定电流对应额定工作温度,超过额定工作温度的需降额。低于额定工作温度的,工作电流以额定电流为准。

  额定电压 一般情况下,交流滤波器可用作同等电压的直流滤波器, 如果用于更高的DC电压,需咨询厂家。对滤波器而言,标称的额定电压为器件允许的最大工作电压,如UL60939描述:

  其它特殊要求

  例如医疗专用的低漏电流、高等级绝缘要求、IT电网的适用、高脉冲电压、过长的输出电缆等等。此要求非常重要,直接关系到电源滤波器是否适用。如果随意选取,轻则可能导致失效,也可能导致安全事故。

  安装位置及要求 电源滤波器大部分用于电源的输入端,一般要求滤波器的安装板为金属平板(无绝缘层覆盖且防氧化),且最好大面积接地。如无相应条件,要尽可能减少接地线的阻抗,减少接地电阻。

  2.使用要求:

  a.常规应用

  常规使用于滤除一般干扰,增加系统的抗干扰能力,对当前干扰情况及目标要求不是很明确。此类应用大部分设备或系统内部的控制板、开关电源或功能器件等。此时一般选用常规中等功能的就行。行业有个3dB的说法,就是如果滤波器衰减干扰达到3dB,则干扰的能量仅为原来的一半。一般来讲,电源滤波器在其工作频段的衰减能力都有数十dB,所以对常规来讲,干扰能量经过衰减后已经比较小了,对系列的影响也相应变小,可靠性得到较好保障。

  b.有明确标准

  用于家用电器、机械设备、电机控制器等应用的滤波器,需配合设备通过相应标准。这些应用有明确的要求及标准,电磁干扰值(传导干扰)必须限定在某一标准范围之内。此时,应尽可能提供信息给滤波器生产厂家,厂家会根据应用情况选择类似应用的产品供初步测试(条件允许的条件下,可以多提供几种类型),再根据现场测试情况做调整。如变频器的开关频率、整流方式、电机工作频率、电缆类型及长度,有无输出滤波等等。

  c.功能要求

  除了EMI的相关标准要求,还有些功能性要求。例如用于变频器输出的滤波器,需保护电机绝缘、电缆绝缘,减少轴承电流等等。此时,对不同的要求,应对方案及产品也有较大的差异。

  其它:滤波器的阶数

  在很大部分人的印象中,滤波器的阶数(此处仅指共模电感数量)越多越好。但事实上,不同电源滤波器对不同频率的衰减是不同的。举例来说,某EUT需在5M~6M频率衰减60dB。对某一单阶滤波器,其衰减频率刚好是在4M~8M,70dB。一般来讲,对于同样体积的双阶滤波器,其电感值(和、或电容值)一般小于单阶中的一个电感的电感值。双阶滤波器会有两个衰减振荡点,假设在在同样体积下,某双阶滤波器振荡点分别在1M~4M和10M~15M,衰减为55dB。此时,如果选用双阶滤波器,完美的错过了EUT本身的干扰频率,此时,单阶滤波器的肯定比所说的双阶滤波器好。当然,也有可能EUT的干扰频率刚好落在双阶滤波器的干扰振荡频率上,此时就是双阶滤波器比单阶的好。

  也就是说,单阶或双阶滤波器不存在谁好谁不好的问题(基于可对比的前提下),适合的才是最好的。

  同理,对于滤波器内的磁芯材料,也不存在非晶、纳米晶的就一定比锰锌的好,因为每种材料所对应的干扰频段是不一样的,EUT本身的干扰频率和所选滤波器的干扰抑制频段相匹配才是最好的。

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