完美！一種抑制電源線干擾的解決方法
用示波器觀察電力電網(wǎng)時，會發(fā)現(xiàn)50I-Iz的電壓上疊加著各種各樣的干擾電壓，這些干擾對電網(wǎng)中的設(shè)備會產(chǎn)生不同程度的影響。其來源是日趨嚴(yán)重的電磁污染，根本的解決方法是限制設(shè)備的電磁泄漏，同時要提高設(shè)備在電磁干擾環(huán)境中正常工作的耐受能力。
1 電源線濾波器的作用
嚴(yán)格地說，電源線濾波器n 的作用是防止設(shè)備本身產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)入電源線，同時防止電源線上的干擾進(jìn)入設(shè)備。電源線濾波器是一種低通濾波器，它允許直流的工作電流通過，而不允許頻率較高的電磁干擾電流通過。電源線濾波器是雙向的，它既能防止電網(wǎng)上的干擾進(jìn)入設(shè)備，對設(shè)備產(chǎn)生不良影響，使設(shè)備滿足傳導(dǎo)敏感度的要求；又能防止設(shè)備內(nèi)的電磁干擾通過電源線傳到電網(wǎng)上，使設(shè)備滿足傳導(dǎo)發(fā)射的要求。凡是能夠產(chǎn)生較強(qiáng)干擾的設(shè)備和對外界干擾敏感的設(shè)備都要使用電源線濾波器。能產(chǎn)生較強(qiáng)干擾的設(shè)備有：含有脈沖電路(微處理器)的、使用開關(guān)電源的、使用可控硅的、變頻調(diào)速的、含有馬達(dá)的等。敏感電路如使用微處理器的設(shè)備、小信號模擬電路等。
2 電源線濾波器的基本原理
電源線濾波器是由電感和電容組成的低通濾波電路所構(gòu)成，它允許直流或50I-Iz的電流通過，對頻率較高的干擾信號則有較大衰減。由于干擾信號有差模和共模兩種，因此電源線濾波器要對這兩種干擾都具有衰減作用。濾波器的基本電路如圖1所示。圖1中，C1、c2是濾波共模干擾用的電容，一般稱為Y電容，而c3、C4作用是濾除差模干擾信號，一般稱為x電容，L是電感線圈，一般繞制成共模扼流圈的形式。當(dāng)負(fù)載電流流過共模扼流圈時，串聯(lián)在火線上的線圈產(chǎn)生的磁力線和串聯(lián)在零線上的線圈所產(chǎn)生的磁力線方向相反，它們在磁芯中相互抵消；因此即使在大負(fù)載電流的情況下，磁芯也不會飽和。而對于共模干擾電流，兩個線圈產(chǎn)生的磁場是同方向的，會有較大的電感，從而起到衰減干擾信號的作用。
3 將電源線濾波電路直接安裝在線路板上電源線濾波器的電路是如此簡單，一個誘人的想法是直接將濾波電路安裝在線路板上的電源線人口處，這樣既能夠節(jié)省空間，又能夠降低成本。另外，由于濾波器的實際衰減特性與它所連接的網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，因此在實際使用中不可避免地要對濾波器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將濾波電路安裝在線路板上，能夠很方便地按照電路情況進(jìn)行調(diào)整。
將濾波電路直接安裝在線路板上從電路角度看是完全可行的，但是從電磁干擾濾波的實際情況看有些問題。 ．
首先，如果希望濾波器具有良好的高頻性能，Y電容的引線必須短，且應(yīng)該直接連接到金屬機(jī)殼上；當(dāng)將濾波器件安裝在線路板上時，這一點是很難做到的，除非在設(shè)計線路板和安裝結(jié)構(gòu)時考慮這個問題。
其次，機(jī)箱內(nèi)線路板、電纜等產(chǎn)生的輻射會直接感應(yīng)到濾波電路上的各個部位，導(dǎo)致濾波電路失效，如圖2所示，這個問題在高頻時尤其突出。
從理論上講，只要能夠妥善解決以上兩個問題，將濾波電路安裝在線路板上是完全可行的。為了使設(shè)計人員方便地解決這個問題，現(xiàn)提供了圖3所示的方案。
一個關(guān)鍵的器件是安裝在機(jī)箱面板上的內(nèi)含電容濾波網(wǎng)絡(luò)的插座。這個插座內(nèi)部安裝了共模扼流圈和濾波電容器，電容器的安裝嚴(yán)格遵循引線最短、前后隔離的原則。之所以僅使用共模濾波網(wǎng)絡(luò)，是因為差模干擾已被線路板上的濾波電路濾除，感應(yīng)到電源端口上的都是共模電流。該電容濾波插座現(xiàn)已有成品，可直接選用。另外設(shè)計人員也可根據(jù)需要，濾波電容采用穿心電容；當(dāng)使用穿心電容時，可以將濾波的有效范圍拓寬到1GHz以上。
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