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直流电源EMI滤波器的设计

    直流电源EMI滤波器对电磁干扰抑制作用不仅取决于滤波器本身设计和它实际工作条件,而且在很大程度上还取决于滤波器安装情况。滤波器引线与安装位置也是很重要问题。这是考虑到电源线除了沿电源线传导时会传输电磁干扰外,还会在传输过程中将电磁干扰辐射出去,对附近敏感电路造成辐射耦合。
    插入损耗要尽可能增大,即尽可能增大信号反射。滤波器输入端口应与电源输出端口处于失配状态,使EMI信号产生反射。同理,滤波器输出端口应与负载处于失配状态,使EMI信号产生反射。即滤波器设什应遵循下列原则:源内阻是高阻,则滤波器输人阻抗就应该是低阻,反之亦然。
    负载是高阻,则滤波器输出阻抗就应该是低阻,反之亦然。对于EMI信号,电感是高阻,电容是低阻,所以,电源EMI滤波器与源或负载端接应遵循下列原则:如果源内阻或负载是阻性或感性,与之端接滤波器接口就应该是容性。如果源内阻或负载是容性,与之端接滤波器接口就应该是感性。EMI信号包括共模干扰信号CM和差模干扰信号DM,它可用来指导如何确定EMI滤波器网络结构和参数。
    在选用电源EMI滤波器基本结构时,要注意以下间题,双向滤波功能——电网对电源、电源对电网都应该有滤波功能。能有效地抑制差模干扰和共模干扰——工程设计中重点考虑共模干扰抑制。最大程度地满足阻抗失配原则。放电电阻取值 在允许情况下,电阻取值要求越小越好,需要考虑电阻要求采用二级降额使用,保证可靠性;经过雷击浪涌后有残压,其瞬时值一般在1000 V取值;其瞬时功率值不能超过额定功率值4倍;在允许情况下,电容容量要求越大越好,其值很难确切地估算出来,频率特性与电容取值有关,取值越小,频率特性越好。电感材料选取要考虑磁芯材料频率范围要宽,要保证最高频率在1GHz,即在很宽频率范围内有比较稳定磁导率。磁导率高,但是在实际中很难满足这一要求,所以,磁导率往往是分段考虑。磁芯材料一般是铁氧体。 电感量估算——考虑阻抗和频率。
    总之要注意滤波器金属外壳与机箱壳必须保证良好接触,并将接地线接好。滤波器输人线、输出线必须有一定距离,避免滤波器性能下降。滤波器连线以选用双绞线为佳,可以消除部分高频干扰。滤波器安装位置应首选在电源入口处,以缩短输入线在机箱内长度,减小辐射干扰。滤波器选用主要考虑其插人损耗,生产厂商所给出曲线一般取自 50Ω系统测试结果,而实际应用系统一般不在50Ω,插人损耗会有一些偏差,实际应用中电源滤波器是带通滤波器,要注意高频特性影响。滤波器选用第2点是要注意工作电压,工作电流和漏电流,以免影响使用。滤波器低频特性性能与体积有关,如果希望低频性能好,一般以牺牲体积为代价。