EMI电源滤波器基本介绍
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9好的综合性能。
泄漏电流的测试电路如下所示:图10 泄漏电流测试电路耐压测试:为确保电源滤波器的性能以及设备和人身安全,必须进行滤波器耐压测试。
决定线-线之间耐压性能的关键器件就是差模电容C X ,若C X 电容器的耐压性能欠佳,在出现峰值浪涌电压时,可能被击穿。
它的击穿虽然不危及人身安全,但会使滤波器功能丧失或性能下降。
C Y 电容器除了满足接地漏电流的要求外,还在电气和机械性能方面具有足够的安全余量,避免在极端恶劣的环境条件下出现击穿短路现象。
故线-地之间的耐压性能对保护人身安全有重要意义,一旦设备或装置的绝缘保护措施失效,可能导致人员伤亡。
因此,必须对接地电容(C Y )进行严格的耐压测试。
根据相关标准要求,开容公司生产的电源滤波器满足如下耐压测试要求: 交流电源滤波器线-地:1760VAC (1分钟)耐压测试; 线-线:1500VDC (1分钟)耐压测试。
直流电源滤波器线-地:500VDC (1分钟)耐压测试; 线-线:200VDC (1分钟)耐压测试。
为减小接地阻抗,滤波器应安装在导电金属表面或通过编织接地带与接地点就近相连(图11),避免细长接地导线造成较大的接地阻抗。
图11 滤波器安装时应保证良好接地(a )错误接法(b )正确接法10滤波器应尽量安装在设备的入口/出口处(如图12)。
图12 电源滤波器的安装位置为避免输入/输出互相耦合,应尽量做到输入/输出隔离,至少严格禁止滤波器输入/输出线的相互交叉、路径平行等(如图13)。
若由于位置及空间的限制,无法满足上述要求,则滤波器的输入/输出线必须采用屏蔽线或高频吸收线。
图13 安装使用电源滤波器应注意输入/输出的空间隔离(a )错误接法(b )正确接法(a )错误接法(b )正确接法11KF 系列电源滤波器分为军用电源滤波器、工业用电源滤波器和专门用途滤波器三大类。
军用电源滤波器专为满足GJB151A/152A (GJB151/152)中的CE102(CE03)测试项目而设计,并且严格按照国军标环境要求选用高性能的器件材料设计。
EMI电源滤波器基本知识介绍电磁干扰(EMI)电源滤波器(以下简称滤波器)是由电感、电容组成的无源器件。
实际上它起两个低通滤波器的作用,一个衰减共模干扰另一个衰减差模干扰。
它能在阻带(通常大于10KHz)范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。
EMI电源滤波器是电子设备设计工程师控制传导干扰和辐射电磁干扰的首选工具(一)EMI电源滤波器部分技术参数简介插入损耗滤波器的插入损耗是不加滤波器时从噪声源传递到负载的噪声电压与接入滤波器时负载上的噪声电压之比。
插入损耗衡量EMI电源滤波器电性能的重要参数,用下式表示:EoIL=20log---E式中:Eo------不加滤波器时,负载上的干扰噪声电平。
E------接入滤波器后,同一负载上的干扰噪声电平。
干扰方式有共模干扰和差模干扰两种,其定义为:共模干扰:叠加于火线(P)、零线(N)和地线(E)之间的干扰电压。
差模干扰:叠加于火线(P)和零线(N)之间的干扰电压。
因此插入损耗又分为共模插入损耗和差模插入损耗,插入损耗的测试原理图如下:泄漏电流:滤波器的泄漏电流是指在250VAC的电压下,火线和零线与外壳间流过的电流。
它主要取决于滤波器中的共模电容。
从插入损耗考虑,共模电容越大,电性能越好,此时,漏电流也越大。
但从安全方面考虑,泄漏电流又不能过大,否则不符合安全标准要求。
尤其是一些医疗保健设备,要求泄漏电流尽可能小。
因此,要根据具体设备要求来确定共模电容的容量。
泄漏电流测试电路如下所示耐压测试为确保(交流)电源滤波器的质量,出厂前全部进行耐压测试。
测试标准为:火线与地线(或零线与地线)之间施加频率为50Hz的1500VAC高压,时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声。
火线与零线之间施加1450V直流高压,时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声(二)EMI电源滤波器的选用根据设备的额定工作电压、额定工作电流和工作频率来确定滤波器的类型。
滤波器的额定工作电流不要取的过小,否则会损坏滤波器或降低滤波器的寿命。
EMI滤波器介绍EMI(Electromagnetic Interference)滤波器是一种用于抑制电磁干扰的设备,通过滤除电路中的高频干扰信号,保障电子设备的正常工作。
EMI滤波器在各种电子设备中得到广泛应用,包括电源、通信设备、自动化控制系统等。
下面将详细介绍EMI滤波器的工作原理、分类和应用场景。
被动滤波器是EMI滤波器中应用最为广泛的一种,它主要通过电感和电容来实现滤波。
电感是一种储存电能的装置,对于低频信号具有较好的传导性能,可以将其中的高频噪声滤除。
而电容则具有对高频信号有良好的传递性能,可以将所需信号传递给负载端。
通过合理的组合和调整电感和电容的数值,可以实现对不同频率干扰信号的滤除。
有源滤波器是一种基于主动元件的滤波器,主要通过运算放大器和反馈电路的组合来实现。
有源滤波器可以提供更高的滤波效果和更广泛的频率范围,因为它可以根据电路参数的变化来调整滤波器的频率响应。
有源滤波器通常用于对高精度信号的滤波,如音频和视频信号。
根据EMI滤波器的应用场景,可以将其分为电源滤波器和信号滤波器两大类。
电源滤波器主要用于电源线路中,用于滤除电源线上的高频干扰信号,避免其进入电子设备中,从而保证设备的正常工作。
电源滤波器通常由电感、电容和阻抗器组成,通过合理的排列和组合,可以对不同频率的干扰信号进行滤除。
电源滤波器的类型有很多,包括单级LC滤波器、CLC滤波器、LCπ滤波器等。
这些滤波器通常需要根据电源线的特性和所需滤波效果进行选择和设计。
信号滤波器主要用于通信设备、自动化控制系统等电子设备中,用于滤除输入输出信号中的干扰噪声,确保信号传输的可靠性和稳定性。
信号滤波器通常由电感、电容和阻抗器组成,通过调整和优化这些元件的数值和排列,可以实现对不同频率干扰信号的滤除。
信号滤波器的类型也有很多,包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
根据具体的应用场景和需求,可以选择合适的滤波器来实现对信号的滤除。
电源滤波器就是对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电器设备。
电源滤波器的功能就是通过在电源线中接入电源滤波器,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。
利用电源滤波器的这个特性,可以将通过电源滤波器后的一个方波群或复合噪波,变成一个特定频率的正弦波。
电源滤波器是一种无源双向网络,它的一端是电源,另一端是负载。
电源滤波器内部电路C X差模电容,C Y1、C Y2共模电容这种结构对交流和直流电源都适用。
图中C1、 C2是差模电容器,一般称为X 电容,电容量宜选为0.01-2.22 μF, C3和C4是共模电容器,一般称为Y 电容,电容量约为几纳法( nF)到几十纳法。
C3和C4的电量不宜选得过大,否则容易引起滤波器甚至机壳漏电的危险。
L 为共模扼流圈,它为同向绕在同一个铁氧体环上的一对线圈,电感量约为几毫亨( mH)。
对于共模干扰电流,两个线圈产生的磁场是同方向的,共模扼流圈表现出较大的阻抗,从而起到衰减干扰信号的作用; 而对于差模信号(在这里是低频电源电流),两个线圈产生的磁场抵消,所以不影响电路的电源传输功能电源滤波器要抑制的噪声可分为以下的二种:共模:在二条(或多条)电源线都相同的噪声,可视为电源线对地的噪声。
共模干扰在传输导线与地(地线、接地机壳)之间传输,属于非对称性干扰。
差模:电源线和电源线之间的噪声。
差模干扰在两传输导线之间流动,属于对称性干扰;在电源滤波器上会使用特别的安规解耦电容,分为X电容及Y电容二类:X电容:抑制差模干扰(电源线之间的干扰)。
Y电容:抑制共模干扰(各组电源线对地之间的干扰)。
由于Y电容提高会使电器的漏电流增加,而电器的漏电流有其规定范围,因此Y电容不能太大,一般都会比X电容要小。
X电容和Y电容属于安规电容,即其失效后不会造成电击,也不会影响人身安全。
二者都有自我复原(self-healing)作用,会使局部短路的部份恢复原来的绝缘状态电源滤波器的原理就是一种——阻抗适配网络:电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗适配越大,对电磁干扰的衰减就越有效在实际运用中电源滤波器并非是一个理想的低通滤波器。
EMI电源滤波器概述EMI(Electromagnetic Interference)电源滤波器是一种用于减小电源传导和辐射的电磁干扰的设备。
现代电子设备越来越复杂,对电源的干净和稳定的的电源要求也越来越高。
电源滤波器能够有效地滤除来自电源的噪声和干扰信号,提供清洁的电源,以确保设备的正常运行。
单相电源滤波器适用于单相电源的设备,如家用电器、电脑以及各种低功率设备等。
它由各种电容、电感、阻性以及其他元件组成。
这些元件能够滤除电源线上的高频噪声,并将其入地。
此外,在电源线上的电压上升和下降过程中,电源滤波器能够提供足够的电流以满足设备的需求,并减少电压的浪涌和尖峰。
这样一来,电器设备在使用过程中就能保持稳定可靠的电源。
三相电源滤波器适用于三相电源的设备,如工厂、医疗设备以及一些高功率设备等。
它采用多个单相滤波器的组合形式,并通过三相电源来确保设备的稳定工作。
三相电源滤波器的结构复杂,大多采用矩形外形的箱式结构,并设有进出线路和接地线路的连接端子,以防止辐射干扰。
1.吸收和衰减电源线上的高频干扰和噪声。
电源线上的高频干扰和噪声会对设备的正常工作造成很大的影响,甚至产生故障。
EMI电源滤波器能够通过电容和电感等元件,将这些干扰信号滤除,并保证设备的正常工作。
2.减少电压的浪涌和尖峰。
在电源线上的电压上升和下降过程中,会产生电压的浪涌和尖峰。
这些浪涌和尖峰会对设备的电源供应产生很大的冲击,甚至损坏设备内部的电子元件。
EMI电源滤波器通过提供足够的电流来平滑这些浪涌和尖峰,并保证设备的正常供电。
3.提供稳定可靠的电源。
EMI电源滤波器通过滤除电源线上的噪声和干扰信号,并平滑电压的浪涌和尖峰,提供清洁的电源,并保证设备的稳定工作。
稳定的电源对于现代电子设备来说非常重要,能够保证设备的正常运行和长寿命。
4.防止辐射干扰。
EMI电源滤波器通过合理设计和特殊材料的使用,能够有效地防止辐射干扰。
辐射干扰会对周围的设备和电磁环境产生不利影响,可能导致设备的干扰或者设备之间的互相干扰,甚至可能对人体健康产生危害。
EMI滤波器EMI滤波器是一种由电感和电容组成的低通滤波器,它能让低频的有用信号顺利通过,而对高频干扰有抑制作用。
主要体现在两个方面;1、抑制高频干扰:抑制交流电网中的高频干扰对设备的影响;2、抑制设备干扰:抑制设备(尤其是高频开关电源)对交流电网的干扰。
EMI滤波器典型结构图:Cx为差模电容,接在相线和中线之间,Cy为共模电容,接在相线/中线与地之间。
EMI滤波器应用的注意事项:EMI电源滤波器在应用时一定得注意滤波器的安装问题,因为如果滤波器安装得不合适反而会得到一个更差的效果。
1、为了使EMI滤波器安全可靠地工作(散热和滤波效果),除一定要将EMI滤波器安装在设备的机架或机壳上面外,还要保证EMI滤波器的接地点与设备机壳的接地点取得一致,并尽量缩短EMI滤波器的接地线。
若接地点不在一处,那么EMI滤波器的泄漏电流和噪声电流在流经两接地点的途径时,会将噪声引入设备内的其他部分。
另外,EMI滤波器的接地线会引入感抗,它能导致EMI滤波器高频衰减特性的变坏。
所以,金属外壳的EMI滤波器要直接和设备机壳连接。
如外壳喷过漆,则必须刮去漆皮,若金属外壳的EMI滤波器不能直接接地或使用塑封外壳EMI滤波器时,它与设备机壳的接地线应可能短。
2、EMI滤波器要安装在设备电源线输入端,连线要尽量短;设备内部电源要安装在EMI滤波器的输出端。
若EMI滤波器在设备内的输入线长了,在高频端输入线就会将引入的传导干扰耦合给其他部分;若设备内部电源安装在EMI滤波器的输入端,由于连线过长,也会导致同样的结果。
3、确保EMI滤波器输入线和输出线分离。
若EMI滤波器输入、输入线捆扎在一起或相互安装过近,那么由于它们之间的耦合,可能使EMI滤波器的高频衰减降低。
若输入、输出线必须接近,那么都必须采用双绞线或屏蔽线。
EMI滤波器结构与分类EMI滤波器(Electromagnetic Interference Filter)也称为RMI 滤波器(Radio Frequency Interference Filter)是一种用于减少电磁干扰并保护电子设备的重要组件。
EMI滤波器能够阻止高频噪音和电磁波干扰进入敏感电路,从而确保设备的正常运行。
1. RC滤波器(Resistor-Capacitor Filter):RC滤波器使用电阻和电容器组成,是一种简单且经济的滤波器。
它能够滤除高频噪音,但对于低频噪音的滤波效果较差。
RC滤波器的结构如下:-输入端接一个电阻,阻抗为R1;-输入端和输出端之间连接一个电容,容抗为C1;-输出端连接一个负载电阻,阻抗为RL。
根据RC滤波器的电容值和电阻值的不同,可以分为高通滤波器和低通滤波器。
高通滤波器可以滤除低频信号,保留高频信号;低通滤波器可以滤除高频信号,保留低频信号。
2. LC滤波器(Inductor-Capacitor Filter):LC滤波器使用电感和电容器组成,能够滤除高频和低频噪音。
LC滤波器的结构如下:-输入端连接一个电感,电感值为L1;-电感的另一端与一个电容连接,电容值为C1;-输出端与一个负载电阻连接,阻抗为RL。
LC滤波器根据电容值和电感值的不同,可以分为高通滤波器和低通滤波器。
高通滤波器可以滤除低频信号,保留高频信号;低通滤波器可以滤除高频信号,保留低频信号。
3. LC+RC滤波器(Inductor-Capacitor and Resistor-Capacitor Filter):LC+RC滤波器是LC滤波器和RC滤波器的组合,能够同时滤除高频和低频噪音。
LC+RC滤波器的结构如下:-输入端连接一个电感,电感值为L1;-电感的另一端与一个电容连接,电容值为C1;-输入端到输出端的路径上,连接一个电阻,阻抗为R1;-输出端与一个负载电阻连接,阻抗为RL。
电源滤波器根本知识一、术语定义1. 额定电压EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压〔中国:250V, 50Hz,欧洲: 230V,50Hz;美国:115V, 60Hz)在额定电压和指定温度条件下〔常为环境温度40℃〕,EMI滤波器所允许的最大连续工作电流〔Imax〕。
在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函数,可用如下公式得出:在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。
试验电压分为两种,一种是加载在电源〔或负载〕端子之间,称为线-线试验电压;另一种是加载在电源〔或负载〕任一端与接地端〔或滤波器金属外壳〕之间,称为线-地试验电压。
EMI滤波器加载额定电压后,断开滤波器的接地端与电源平安地线的条件下,测得接地端到电源〔或负载〕任一端间的电流,该值直接与接地电容的容量有关,可由如下公式得出:其中F为工作频率,C为接地电容的容量,V为线-地电压是衡量滤波器效果的指标。
指的是在一定条件下,EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。
它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。
在50Ω系统内测试时,可用下式来表示:IL=20Lg(E0/E1)其中,IL-插入损耗〔单位:dB〕EO-负载直接接到信号源上的电压E1-插入滤波器后负载上的电压指EMI滤波器的工作环境等级,按IEC规定应按以下方式标注:XX/XXX/XX前2位数字代表滤波器的最低工作温度中间数字代表滤波器的最高工作温度后2位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数7. 绝缘电阻绝缘电阻是指滤波器相线,中线对地之间的阻值。
通常用专用绝缘电阻表测试。
8. 电磁干扰〔EMI〕电磁干扰经常与无线电频率干扰〔RFI〕交替使用。
从技术上来说,EMI指的是能量形式〔电磁〕,然而RFI指的是噪声频率的范围。
滤波器用以消除EMI和RFI中的多余电磁能。
9. 频率范围电磁能量的频率带宽常用赫兹〔Hz,每秒循环次数〕,千赫〔KHz, 每秒循环千次数〕表示。
EMI电源滤波器基本介绍
电磁干扰(EMI)电源滤波器(以下简称滤波器)是由电感、电容组成的无源器件。
实际上它起两个低通滤波器的作用,一个衰减共模干扰另一个衰减差模干扰。
它能在阻带(通常大于10KHz)范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。
EMI电源滤波器是电子设备设计工程师控制传导干扰和辐射电磁干扰的首选工具
(一)EMI电源滤波器部分技术参数简介
插入损耗
滤波器的插入损耗是不加滤波器时从噪声源传递到负载的噪声电压与接入滤波器时负载上的噪声电压之比。
插入损耗衡量EMI电源滤波器电
性能的重要参数,用下式表示:
IL=20logEo/ E
式中:Eo------不加滤波器时,负载上的干扰噪声电平。
E ------接入滤波器后,同一负载上的干扰噪声电平。
干扰方式有共模干扰和差模干扰两种,其定义为:
共模干扰:叠加于火线(P)、零线(N)和地线(E)之间的干扰电压。
差模干扰:叠加于火线(P)和零线(N)之间的干扰电压。
插入损耗测量最重要的一点是一致性,供方与客户应均采用同样的测量手段。
EFT采用的方法如下:
用频谱分析仪,或调频接收机或跟踪发生器,很容易测量插入损耗。
不带滤波器是建一个零dB参考点。
然后插入滤波器,记录在所需频率范围内提供的衰减。
对于电源线滤波器,我们感兴趣的是两种不同模式的衰减:
共模(CM)-信号存在于两侧的线(火线及中性线)对地。
差模(DM)-信号存在于一侧的线对线。
相应的,我们可以研究CM插入损耗或DM插入损耗,或者两者同时研究。
对于共模,火线及中性端子处于同一电位(相同的量值及相位),可以认为是并联的,CM电流在这组线及共线(地)之间流动。
将滤波器两侧的火线与中性线各接到一起(图1),以测量CM插入损耗。
图1 CM插入损耗测量
对于差模,火线及中性端子量值相同,但相位相反。
电流仅在火线与中性线之间流动。
DM插入损耗是用50Ω,180°电源分离器来测得,如图2所示。
图
泄漏电流:滤波器的泄漏电流是指在250VAC的电压下,火线和零线与
外壳间流过的电流。
它主要取决于滤波器中的共模电容。
从插入损
耗考虑,共模电容越大,电性能越好,此时,漏电流也越大。
但从安全方面考虑,泄漏电流又不能过大,否则不符合安全标准要求。
尤其是一些
医疗保健设备,要求泄漏电流尽可能小。
(目前我们家用电器的泄漏电流是按照小于2mA/kW额定输入功率☆,且最大值不超过10mA规定的)因此,要根据具体设备要求来确定共模电容的容量。
泄漏电流测试电路如下所示
耐压测试
为确保(交流)电源滤波器的质量,出厂前全部进行耐压测试。
测试标准为:
火线与地线(或零线与地线)之间施加频率为50Hz的1500VAC高压,时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声。
火线与零线之间施加1450V直流高压,时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声
(二)EMI电源滤波器的选用
根据设备的额定工作电压、额定工作电流和工作频率来确定滤波
器的类型。
滤波器的额定工作电流不要取的过小,否则会损坏滤波器或降低滤波器的寿命。
但额定工作电流也不要取的过大,这是因为电流大会增大滤波器的体积或降低滤波器的电性能,为了既不降低滤波器的电性能,又能保证滤波器安全工作,一般按设备额定电流的1.2倍来确定滤波器的额定工作电流。
根据设备现场干扰源情况,来确定干扰噪声类型,是共模干扰还是差模干扰,这样才能有针对性的选用滤波器。
如不能确定干扰类型,可通过实际试探来确定滤波器型号,这种方法往往是一种既实际又有效的方法。
根据设备最大泄漏电流的允许值来选择滤波器,尤其对一些医疗保健设备更是如此。
(三)EMI电源滤波器使用的注意事项
·电源滤波器的安装位置要靠近电源入口处,尽量缩短引线长度。
·确保滤波器外壳与机箱外壳良好接触,外壳接保护地。
·滤波器耐压测试标准是(线-地)1500VAC,(线-线)1450VDC,时间一分钟。
由于这种测试对内部器件带有一定损伤,用户测试次数不能过多,时间不能过长。
否则会降低滤波器的寿命,甚至损坏滤波器。