电源滤波器的电磁兼容性设计

图 4 典型 FCC 阻抗稳定网络电原理图
测量的电压由差模和共模电流两部分组成 ,用
这些电流表示的相电压和中线电压为 :
V P = 50 ×( IC + ID )
V N = 50 ×( IC - ID )
(1)
用理想的 L ISN 测量的共模和差模电流对传导
干扰的影响见图 5 。
从图 5 中可看出共模噪声电流可对测量的传导
图 11 某设备 CE102 测试图 (采用π型滤波器)
3 结束语
对于实验设备的整改一般从 3 个方面着手 :接 地 、滤波和屏蔽 。本文即是通过滤波来降低传导干 扰的一个实例 。
图 9 组合的 CM 和 DM 滤波器图
2. 2 实验分析 通过分析实验结果 ,我们发现该设备的相电压 与中线电压的超标频点及数值基本一致 ,即 V P = V N ,也就是说只有一个分量起重要作用 。该设备的 源阻抗高于负载阻抗 , 我们首先选用一个 L 型滤波
选用一个π型滤波器后试验结果如图 11 所示 , 符合 GJB151 的要求 ,说明在此设备电源线传导干 扰中差模分量起主要作用 。
图 8 π型滤波器图
(3) 组合的 CM 和 DM 滤波器 图 9 是组合的 CM 和 DM 滤波器的典型结构 。
用 L 型滤波器滤除差模干扰 ,用π型滤波器滤除共 模干扰 。
参考文献
[ 1 ] 陈淑凤 ,马蔚宇 ,马晓庆. 电磁兼容实验技术 [ M ] . 北 京 :北京邮电大学出版社 ,2002.
[ 2 ] 高攸纲. 电磁兼容总论 [ M ] . 北京 : 北京邮电大学出版 社 ,2001.
[ 3 ] 白同云 ,吕晓德. 电磁兼容设计[ M ] . 北京 :北京邮电大 学出版社 ,2002.
源滤波器的设计 ,并通过滤波方法解决了实验设备的传导干扰超标问题 。
关键词 :电磁兼容性 ;传导干扰 ;滤波器 中图分类号 : TN03 ; TN713. 1 文献标识码 :B 文章编号 :CN3221413 (2008) 0120118203
Design of Electromagnetic Compatibil ity of Po wer Supply Filter
图 2 在一个装置中产生的噪声链通过电源线图
1. 2 利用阻抗稳定网络测量传导干扰 利用阻抗稳定网络测量传导干扰的布置图如图 3 所示 。
图 5 用理想 L ISN 测量的共模和差模 电流对传导干扰的影响图
图 3 利用阻抗稳定网络测量传导发射图
典型的阻抗稳定网络电原理图如图 4 所示 。
对高的源阻抗和低的负载阻抗采用 L 型滤波 器 ,负载边接电感 ,源边接电容 ,如图 7 所示 。
器 ,试验结果仍然超标 ,如图 10 所示 。
第 31 卷
图 7 T 型滤波器图
在低的源阻抗情况下可采用 T 型滤波器 。 抑制差模分量通常采用π 型滤波器 , 如图 8 所示 。
图 10 某设备 CE102 测试图 (采用 L 型滤波器)
干扰做出贡献 ,而且它们是通过地线返回 ,这一事实
给出了减小传导干扰的一种有效方法 ,就是在地线
中放一个电感来抑制共模电流 ,如图 6 所示 。
图 6 利用安全地线电感阻隔共模电流
由公式 (1) 可知 V P 与 V N 为 I C 与 I D 的和与差 。 当 IC µ ID 时 , V P ≈50 IC , V N ≈50 IC ; 当 ID µ IC 时 , V P≈50 ID ,V N ≈ - 50 ID 。
在标准频率范围 (10 k Hz～30 M Hz) 的某些部 分共模电流占优势 ,而其它部分以差模电流为主 。 由于电源滤波器中每一元件主要影响一个分量 ,我 们应首先判别产品的传导干扰中哪一分量为主 ,然 后改变电源滤波器中影响该分量的元件数值 。实验 设备的超标点在 115 ～160 k Hz 之间 ,并且已经使 用了屏蔽电缆 ,那么只有采取在电源线后端加装滤 波器的方法来降低该设备的传导干扰了 。通过分析 实验结果 ,我们发现该设备的相电压与中线电压的 超标频点及数值基本一致 ,即 V P = V N 。这时就要 考虑如何选择滤波器才能达到最好的效果 。
2008 年 2 月 第 31 卷第 1 期
舰船电子对抗
SH IPBOA RD EL EC TRON IC COUN TERM EASU R E
Feb. 2008
Vol. 31 No . 1
电源滤波器的电磁兼容性设计
孙 靖
(船舶重工集团公司 723 所 ,扬州 225001)
摘要 :在电源线传导干扰试验中出现了干扰超标现象 。结合试验分析了传导干扰产生的原因及测试方法 ,介绍了电
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舰 船 电 子 对 抗
2. 1 电源线滤波器设计
在电 源 线 上 的 干 扰 具 有 共 模 ( CM ) 和 差 模 (DM) 电流分量 ,在一个滤波器中同时很好地抑制 这 2 种干扰比较困难 。事实上一个产品电源线的干 扰一般总是一个分量占优势 ,只要重点抑制就会收 到好的效果 。抑制共模分量通常采用 L 型滤波器 或 T 型滤波器 。
0 引 言
电磁兼容性 ( EMC) 是指电子 、电器设备共处一 个环境中能互不干扰 、兼容工作的能力 。一个现代 电子和电器产品 (设备 、系统) 的电磁兼容性对保证 产品正常功能的发挥起着至关重要的作用 ,这已是 国内外业界公认的事实 。
本文结合国军标的电磁兼容实验传导干扰项目 及实验中遇到的问题分析了传导干扰产生的原因及 测试方法 ,介绍了电源滤波器的设计及设备的电磁 兼容设计中滤波器的选择方法 。首先介绍传导干扰 产生的原因 。
2 滤波设计
抑制设备传导发射最常用和最有效的方法就是 加装电磁感应 ( EM I) 滤波器 ,而滤波器与屏蔽设计 结合也是抑制辐射发射的有效方法 。因此滤波设计 是 EMC 设计的重要手段之一 。
用于控制传导干扰的 EM I 滤波器分为两大类 : 通信线路滤波器 ———控制系统间 EM I ;电源线滤波 器 ———控制系统内 EM I。
SUN Jing
( The 723 Instit ute of CSIC , Yangzho u 225001 ,China)
Abstract :The interference exceeded t he limit in t he co nducted interference test of power cable. This paper analyzes t he reaso n t hat t he co nducted interference generated and t he test met hod co mbining wit h t he test ,int roduces t he design of power supply filter ,and solves t he p ro blem t hat t he co nduc2 ted interference exceedes t he limit of t he test equip ment by means of t he filtering met hod. Key words :elect ro magnetic co mpatibilit y ;co nducted interference ;filter
1 传导干扰
在对某设备的电磁兼容实验中发现 ,传导干扰 项目 CE102 超标 ,测试结果如图 1 所示 。
产品电源线上的噪声电流是产生传导干扰的原 因 ,因为一旦这些电流传到供电网上 ,它们将有效辐 射 ,产生干扰 。
传导干扰的耦合途径是直接相通的电路 ,干扰
信号正是通过此电路由干扰源耦合到敏感设备 。解 决传导耦合的办法是防止导线感应噪声 ,即采用适 当的屏蔽并将导线分离 ,或者在干扰进入敏感电路 之前 ,用滤波方法从导线上除去噪声 。
图 1 某设备 CE102 测试图
1. 1 设备的传导干扰进入供电网络 被测设备电源线上的噪声电流进入供电网络的 路径如图 2 所示 。
收稿日期 ห้องสมุดไป่ตู้ 2007210211
第1期
孙靖 :电源滤波器的电磁兼容性设计
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双线制产品不采用地线连接 ,因此可认为没有 共模电流 ,然而机壳与场地金属墙之间的电容也会 构成共模电流回路 。