EMI濾波器的工作原理是什么
通常一個設(shè)計好的產(chǎn)品即使具有正確屏蔽和接地措施,也會有傳導(dǎo)干擾發(fā)射或傳導(dǎo)干擾進(jìn)入產(chǎn)品。濾波是壓縮干擾頻譜的一種有效方法,當(dāng)干擾頻譜不同于有用信號頻帶時,可以用EMI濾波器將無用的干擾濾除。所以,設(shè)計和正確的選用濾波器對抑制傳導(dǎo)干擾是非常重要的。
EMI濾波器屬于低通濾波器
從頻率的選擇角度出發(fā),EMI濾波器屬于低通濾波器,分為電源線濾波器和信號線濾波器。為了滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)敏感度的要求,使用EMI濾波器是一種很好的方法。
濾波器的基本原理
濾波器由電感和電容組成的低通濾波電路構(gòu)成,它允許有用信號的電流通過,對頻率較高的信號則有較大的衷減。干擾信號有差模和共模兩種,因此濾波器要對兩種干擾信號都具有衰減作用。其濾波器的原理:
1.利用電容通過高頻隔低頻的特性,將火線、零線高頻干擾電流導(dǎo)入地線(共模)或火線高頻干擾電流導(dǎo)入零線(差模);
2. 利用電感線圈高阻抗特性,將高頻干擾電流反射回干擾源;
3.利用干擾抑制鐵氧體可將一定數(shù)量的高干擾信號吸收轉(zhuǎn)化為熱量特性,針對某干擾信號的頻率選用合適的干擾抑制鐵氧體磁環(huán)、磁珠直接按套在需要濾波的電纜即可。
低通濾波器的應(yīng)用場合
按要濾除干擾信號的頻率與工作頻率的相對應(yīng)關(guān)系,干擾濾波器有低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器(本手冊所介紹的EMI濾波器均屬低通濾波器)。
低通濾波器是最常用的一種,主要用在干擾信號頻率比工作頻率低的場合。如在數(shù)字設(shè)備中,脈沖信號有豐富的高次諧波,這些高次諧波并不是電路工作所必需的,但它們都是很強的干擾源。因此,在數(shù)字電路中,常用低通濾波器將脈沖信號中不必要的高次諧波除掉,而僅保留能夠維持電路正常工作最低頻率。電源濾波器它僅允許50HZ的電流通過,對其它干擾信號有很大的衰減。
1. 信號線濾波器的種類
信號線濾波器是應(yīng)用在各種信號線上的低通濾波器,用以濾除高頻干擾成分。
1.) 貼片EMI濾波器
是一個三端電容實質(zhì)與穿心電容相似,適合于安裝在線路板上,具有成本低、安裝方便等優(yōu)點;
2.)穿越式EMI(饋通)濾波器
是由多層陶瓷穿心電容或與電感組合構(gòu)成性能更好的穿越式濾波器。適合于安裝在屏蔽殼體上,特別適用于單根導(dǎo)線或電纜穿過屏蔽體時使用;具有接地電感小,輸入輸出無藕合現(xiàn)象的特點。
3.) 濾波器連接器
適用于多根導(dǎo)線或電纜穿過屏蔽體時使用。濾波器連接器在外形和尺寸上都和普通連接器相同,兩者完全可以互換。但濾波連接器的每個針或孔都有一個低通濾波器,它的電路可以是單個電容的,也可以是C、L-C 、Pi 、T型或更復(fù)雜的電路。
信號線濾波器的濾波性能是選用信號線濾波器的重要指標(biāo)。選用時要注意:
a)濾波器的截止頻率應(yīng)高于信號頻率上限(濾波器3dB插入損耗所對應(yīng)的頻率為截止頻率)。
b)正確選擇濾波器的工作電壓、電流、工作溫度范圍等。
c)保證輸入和輸出端之間要屏蔽或有效隔離,濾波器有良好的接地,接地線應(yīng)盡量短。這是使用信號線濾波器,最重要的。
2. 電源線濾波器
1.)電壓、電流對使用效果的影響:電源有直流和交流之分,交流電源濾波器用于交流電源,亦可用于直流電源。但直流電源濾波器不能用于交流的場合。電源線濾波器的工作電流超過額定電流使用時,不僅會造成濾波器過熱,還影響電感的特性,會導(dǎo)致濾波器的低頻濾波性能下降。
2.)就抑制的角度而言,插入損耗是最重要的指標(biāo),它直接影響到濾波器的使用效果。
插入損耗的定義:接收機在未插入濾波器時,測得信號源的輸出電壓為E1。當(dāng)把EMI濾波器插入到信號源和接收機之間后,在靠近EMI濾波器輸出端口處測得信號源的電壓為E2,如果信號源和輸出阻抗等于接收機的輸入阻抗,并且都是50Ω,則EMI濾波器的插入損耗為:
IL=20lg(E1/E2) 插入損耗分為差模插入損耗和共模插入損耗。