首页 » 技术文章 » 利用滤波器有效抑制开关电源电磁干扰问题的探讨

利用滤波器有效抑制开关电源电磁干扰问题的探讨

作者:  时间:2011-07-19 18:33  来源:EDN

  馈通滤波器的电路

  滤波器的电路结构C型(单个穿心电容)、L形(一个穿心电容加一个电感)、T形(两个电感加一个穿心电容)、л型(两个穿心电容加一个电感)等,滤波器的电路器件越多,则滤波器的过渡带越短,阻带的插入损耗越大。选用滤波电路的依据是:

  1. 对干扰的衰减量:滤波器的器件数量越多,一般对干扰信号的衰减越大(但有例外,当没有符合下面第3项的原则时,衰减量可能与器件数量较少的一样)。

  2. 有用信号与干扰信号在频率上的差别:有用信号与干扰信号的频率相差越小,需要滤波器的器件数量越多。

  3. 使用滤波器的电路的阻抗:一个基本的原则是,滤波器中的电容对着高阻抗电路,电感对着低阻抗电路。这里的所谓高低,可以以50Ω为参考。

  馈通滤波器的使用方法

  馈通滤波器的使用方法有以下三种:

  1. 安装在屏蔽体(屏蔽盒、屏蔽机箱)的面板上。

  这是最基本的使用方法,当有导线要穿过屏蔽体时,就需要在屏蔽体的面板上安装馈通滤波器,使导线通过馈通滤波器缠裹屏蔽体。

  2. 安装在线路板的底线层上,如图4

4 馈通滤波器安装在PCB

  在多层线路板上,可以利用线路板的地线层做隔离层和接地层。

  1. 安装在电路之间的隔离板上,如图5

5 馈通滤波器安装在隔板上

  2. 当条件不具备,馈通滤波器不能安装在屏蔽体面板或地线面上时,安装在金属隔离板上也具有普通电容(包括三端电容)不可比拟的高频滤波作用。

  滤波阵列板与滤波连接器

  滤波阵列板和滤波连接器是馈通滤波器概念的两种延伸。当需要滤波的导线数量较多时,逐个焊接或安装馈通滤波器是十分烦琐的事,这时可使用滤波阵列板或滤波连接器,滤波阵列板上的滤波器已经由厂家使用特殊工艺焊接好,性能可靠、使用简便。滤波阵列板上的滤波器的间隔为2.54mm,因此扁平电缆的接头可以直接插上,避免了逐根焊线的繁琐,便于组装。滤波阵列板一般用在机箱内部。

  对于机箱外部的电缆进行滤波必须使用滤波连接器,这样才便于电缆的插拔。一般滤波连接器的外形尺寸与普通连接器是完全相同的,可以直接取代普通连接器。

  不同的是滤波连接器的每个针孔上安装了一个低通滤波器,滤除信号线上的高频干扰。

  使用滤波阵列板时,要注意的问题是:一定要在滤波阵列板与安装面板之间安装电磁密封衬垫,否则在缝隙处会有很强的电磁泄露。

  自制滤波连接器

  滤波连接器对于解决电缆造成的干扰十分有效。但是滤波连接器的价格一般较高,并且不是所有型号的连接器都有对应的滤波连接器。这给实际工程带来很大不便。如果对空间的限制不严,可以自己制作滤波连接器,其效果与成品相同。

  自制滤波连接器的方法有两个,一个是在设备面板上选好连接器后,在连接器的后面装一个屏蔽盒,屏蔽盒上安装馈通滤波器(或滤波阵列板)如图6所示;另一个方法是将选好的连接器与馈通滤波器(阵列板)安装在一个独立的金属盒内,构成一个滤波部件。

6 自制滤波连接器

  怎样确定滤波器的参数

  选用滤波器时,最重要的3个参数是额定电流、额定电压和截止频率。

  额定电流就是指流过滤波器的信号电流,一般很好确定。

  电压的确定:如果所滤波的导线不会受到静电放电、电流脉冲、浪涌等高压的冲击,电路的工作电压就是滤波器额定工作电压。否则,如拖在设备外部的电缆,会受到高压的冲击,此时需要充分考虑这种情况。一般额定工作电压要达到200V以上。

  截止频率的确定:信号线滤波器的截止频率定义为插入损耗为3dB时频率。截止频率的选择必须保证滤波器的通带覆盖功能性信号的带宽,保证设备的正常工作,同时最大限度地滤除不必要的高频干扰。对于模拟信号,只要保证截止频率大于信号的带宽即可。对于数字脉冲信号,截止频率可定为1/лtrtr是脉冲的上升/下降时间。如果是周期性脉冲信号,也可以取脉冲重复频率的15倍作为截止频率。

  滤波电容值的确定:电容值越大,滤波器的截止频率越低,对于单个电容的滤波电路而言,截止频率为Fco=1/(2лRpC)Rp是源电路阻抗与负载电路阻抗的并联值。

  结束语

  电磁干扰的形式和种类很多,传播方式、干扰途径不尽相同,许多厂家通过实践有更多更好的措施来抑制电磁干扰。如何有效抑制电磁干扰是我们不懈研究的方向。

相关推荐

大陆工业开关电源市场五大竞争阵营

西门子  开关电源  2013-04-09

TNY264开关电源的应用电路设计

开关电源  滤波  2011-09-22

开关电源的软起动电路

开关电源  软起动电路  2011-09-15

一种新型无源无损软开关Boost变换器

开关电源  软开关  PWM  2011-09-13

开关电源中的光耦的作用

开关电源  光耦  2011-08-10

TNY264开关电源的应用电路设计

开关电源  电池充电器  2011-07-27
在线研讨会
焦点