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電源濾波器的用途和說(shuō)明
發(fā)布時(shí)間:2023-04-11 15:27 瀏覽次數:457

電源濾波器就是對電源線(xiàn)中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除的電器設備。電源濾波器的功能就是通過(guò)在電源線(xiàn)中接入電源濾波器,得到一個(gè)特定頻率的電源信號,或消除一個(gè)特定頻率后的電源信號。利用電源濾波器的這個(gè)特性,可以將通過(guò)電源濾波器后的一個(gè)方波群或復合噪波,變成一個(gè)特定頻率的正弦波。

工作原理

電源濾波器是一種無(wú)源雙向網(wǎng)絡(luò ),它的一端是電源,另一端是負載。電源濾波器內部電路

電源濾波器的原理就是一種——阻抗適配網(wǎng)絡(luò ):電源濾波器輸入、輸出側與電源和負載側的阻抗失配越大,對電磁干擾的衰減就越有效。

性能測試

漏電流性能測試

泄漏電流是指在250VAC的電壓下,相線(xiàn)和中線(xiàn)與濾波器外殼(地線(xiàn))間流過(guò)的電流。它主要取決于接地電容(共模電容)的取值。較大的共模電容CY可以提高插入損耗,但卻造成較大的漏電流。泄漏電流的測試電路如圖所示:漏電流性能測試

耐壓性能測試

為確保電源濾波器的性能以及設備和人身安全,必須進(jìn)行耐壓測試。耐壓測試是在極端工作條件下的測試。若CX電容器的耐壓性能欠佳,在出現峰值浪涌電壓時(shí),可能被擊穿。它的擊穿雖然不危及人身安全,但會(huì )使濾波器功能喪失或性能下降。CY電容器除了滿(mǎn)足接地漏電流的要求外,還在電氣和機械性能方面具有足夠的安全余量,避免在極端惡劣的環(huán)境條件下出現擊穿短路現象。故線(xiàn)一地之間的耐壓性能對保護人身安全有重要意義,一旦設備或裝置的絕緣保護措施失效,可能導致人員傷亡

性能評定

EMI電源濾波器在使用時(shí)考慮最多的是額定電壓及電流值、耐壓性能、漏電流三項,而其中最主要的評定性能為濾波器的插入損耗性能。 EMI電源濾波器對干擾噪聲的抑制能力用插入損耗I.L.(Insertion Loss)來(lái)衡量。插入損耗定義為:沒(méi)有濾波器接入時(shí),從噪聲源傳輸到負載的功率P1和接入濾波器后,從噪聲源傳輸到負載的功率P2之比,用dB(分貝)表示。性能評定

頻域測試

1.插入損耗的標準測試

在標準測量法中規定,在50Ω~75之間的任一阻值的系統內測試它的插入損耗特性。

2 .插入損耗的加載測試

在EMI濾波器產(chǎn)品中,由于使用不合適的材料,共模扼流圈不可能保證完全對稱(chēng)會(huì )導致磁環(huán)的飽和,同時(shí)寄插入損耗的標準測試

生差模電感也可能產(chǎn)生磁環(huán)的飽和,使得濾波器的實(shí)際使用情況與廠(chǎng)家提供數據有很大差距,因此必須對濾波器采用加載測試。

3 .EMI濾波器的時(shí)域測試

一般地,對于EMI電源濾波器我們只關(guān)心它的常規性能及頻域抑制性能。而對于EMI信號線(xiàn)濾波器,由于傳輸線(xiàn)本身就會(huì )產(chǎn)生一定的電磁干擾,所以測試信號必然會(huì )產(chǎn)生一定的衰減。這時(shí),我們就要對其進(jìn)行時(shí)域傳輸性能上的測試。

使用50kHz的方波對電容值為8000pF的濾波插針進(jìn)行濾波,發(fā)現其時(shí)域的上升沿和下降沿有明顯的變化。頻域上,經(jīng)過(guò)濾波后,方波信號的高頻分量被濾除。

對于通過(guò)同一濾波插針,方波的頻率越高,其諧波信號被濾波插針衰減的將會(huì )越大,則方波的波形上升及下降時(shí)間將會(huì )越長(cháng)。同樣,對于同樣的頻率波形,通過(guò)濾波插針,其濾波容值越大,方波上升時(shí)間趨緩的程度越大。

4. EMI濾波器插損自動(dòng)測試系統設計

近年來(lái),隨著(zhù)EMC測試的內容日趨復雜,測試工作量急劇增加,對測試設備在功能、性能、測試速度、測試準確度等方面的要求也日益提高。在這種情況下,傳統的人工測試已經(jīng)很難滿(mǎn)足要求,再加上現在的國家標準(GB)和國家軍用標準(GJB)均要求電磁兼容的檢測必須自動(dòng)進(jìn)行,并且對數據后處理有嚴格的要求。因此,發(fā)展EMC自動(dòng)測試成為必然之路。本文所建立的自動(dòng)測試系統使用了虛擬儀器技術(shù),基于信號源一頻譜儀對EMI電源濾波器進(jìn)行插損測試的系統。

安裝

1、電源濾波器的不能存在電磁耦合路徑

①、電源輸入線(xiàn)過(guò)長(cháng);

②、電源濾波器的輸入線(xiàn)和輸出線(xiàn)靠的過(guò)近。

此兩種都是不正確的安裝方式,問(wèn)題的本質(zhì)在于,濾波器的輸入端電線(xiàn)和它的輸出端電線(xiàn)之間存在有明顯的電磁耦合路徑。這樣一來(lái),存在于濾波器某一端的EMI信號會(huì )逃脫濾波器對它的抑制,不經(jīng)過(guò)濾波器的衰減而直接耦合到濾波器的另一端去。因此濾波器輸入與輸出先需有效分開(kāi)。

另外,如上述兩種把電源濾波器都是安裝在設備屏蔽的內部,設備內部電路及元件上的EMI 信號會(huì )因輻射在濾波器的(電源)端引線(xiàn)上生成EMI 信號而直接耦合到設備外面去,使設備屏蔽喪失對內部元件和電路產(chǎn)生的EMI 輻射的抑制。當然,如果濾波器(電源)上存在有EMI 信號,也會(huì )因輻射而耦合到設備內部的元件和電路上,從而破壞濾波器和屏蔽對EMI 信號的抑制作用。

2、不能將線(xiàn)纜困扎在一塊

一般來(lái)說(shuō),在電子設備或系統內安裝電源濾波器時(shí)要注意的是,在捆扎設備電纜時(shí),千萬(wàn)不能把濾波器(電源)端和(負載)端的電線(xiàn)捆扎在一起,因為這無(wú)疑加劇了濾波器輸入輸出端之間的電磁耦合,嚴重破壞了濾波器和設備屏蔽對EMI 信號的抑制能力。

3、要盡量避免使用長(cháng)接地線(xiàn)

電源濾波器輸出端連接變頻器或電機的接線(xiàn)長(cháng)度不超過(guò)30厘米為宜。   因為過(guò)長(cháng)的接地線(xiàn)意味著(zhù)大大增加接地電感和電阻,它會(huì )嚴重破壞濾波器的共模抑制能力。較好方法是,用金屬螺釘與星形彈簧墊圈把濾波器的屏蔽牢牢地固定在設備電源入口處的機殼上。

4、 電源濾波器輸入線(xiàn)、輸出線(xiàn)必須拉開(kāi)距離

電源濾波器輸入線(xiàn)、輸出線(xiàn)必須拉開(kāi)距離,切忌并行,以免降低濾波器效能;

5、電源濾波器外殼與機箱殼必須良好接觸

變頻器專(zhuān)用濾波器金屬殼與機箱殼必須保證良好面接觸,并將接地線(xiàn)接好;

6、電源濾波器的連接線(xiàn)宜選用雙絞線(xiàn)

電源濾波器的輸入、輸出連接線(xiàn)以選用屏蔽雙絞線(xiàn)為佳,它可有效消除部分高頻干擾信號;


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