【導(dǎo)讀】隨著電氣設(shè)備應(yīng)用的日益廣泛,電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁噪聲也越來越嚴(yán)重,干擾了電子設(shè)備的正常工作,特別是對一些低功耗的便攜式設(shè)備更是如此。
1.概述
隨著電氣設(shè)備應(yīng)用的日益廣泛,電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁噪聲也越來越嚴(yán)重,干擾了電子設(shè)備的正常工作,特別是對一些低功耗的便攜式設(shè)備更是如此。
電磁干擾有兩種傳媒途徑,一種是由于工作電流的動態(tài)變化使得局部電網(wǎng)上電壓不穩(wěn),從而影響使用本地電網(wǎng)的設(shè)備工作,這種干擾稱為傳導(dǎo)干擾。另外就是設(shè)備中工作電流(電壓)的動態(tài)變化產(chǎn)生電磁輻射,同樣影響其它設(shè)備的工作,這種干擾稱為輻射干擾。
電磁噪聲(干擾)源除了人工生產(chǎn)的電子外,還有一些自然現(xiàn)象(如閃電)和其它人為行為(如核爆炸等。)
電磁干擾的影響也很大,輕則使設(shè)備的性能得不到很好的體現(xiàn),重則使設(shè)備根本無法工作,另外電磁輻射還可能導(dǎo)致機密情報泄漏。
抑制電磁干擾的兩種有效途徑是彩電源濾波器和加屏蔽裝置,屏蔽裝置主要是針對副射干擾,既防止本身電磁波的外泄而造成新的干擾源,又避免受到外來輻射的干擾。電源濾波器最基本的作用就是抑制傳導(dǎo)干擾,有的品種也能提高對副射干擾的抑制能力。從廣義上講,我們使用的交流穩(wěn)壓電源,UPS電源也可以算是一種電源濾波器,因為這些設(shè)備在某種程度上把電子設(shè)備與電網(wǎng)隔離開了,這里我們介紹的電源濾波器都是附在電子設(shè)備中作為一個器件使用的不甚復(fù)雜的物品,我們常在直流電源電路中加一RC電路來抑制紋波,電源濾波器的作用就是抑制交流電源上的干擾。目前,隨著電子設(shè)備精密程度的提高,對電源的要求也越來高,同時,電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用也需要使各電子設(shè)備生產(chǎn)商對電磁環(huán)境作出共同的承諾,這樣就導(dǎo)致電源濾波器作為一種綠色產(chǎn)品,越來越受到社會的重視,目前,一些世界標(biāo)準(zhǔn)化組織和各國政府都在制定這方面的標(biāo)準(zhǔn)。
2.電源濾波器的組成
電源濾波器由LC網(wǎng)絡(luò)組成,其作用原理是使得濾波器的阻抗與干擾源的阻抗不匹配,從而使干擾信號沿干擾源進來的方向反射回去,從而降低干擾源的影響。
圖1是一個電源濾波器的原理電路,圖中L1和L2對共模干擾信號(非對稱干擾電流)呈現(xiàn)高阻抗,而對差模信號(對稱干擾電流)和電源電流呈現(xiàn)低阻抗,這樣就能保證電源電流的衰減很小,而同時又抑制了電流噪聲。通常L1、L2的值很小且相等,對稱地繞在同一個螺旋管上,這樣在正常工作電流范圍內(nèi),磁性材料產(chǎn)生的磁性互相補償,以免磁通餉飽各,但是對于不對稱干擾(共模)信號來說,這兩個線圈產(chǎn)生的磁場相互加強的,對外呈現(xiàn)出的總電感明顯加大,這樣對稱干擾分量就被L1、L2和相線與零線之間的電容CX大大抑制了。如要進一步衰減對稱干擾,除了使用電容CX外(由于相線與零線之間的漏電流限制。為可能使CX很大),還可采用非補償扼流圈。
通過以上的分析,可以看出,電源濾波器在使用時必須安裝在電源的輸入端,也就是把電源濾波器串入電網(wǎng)和設(shè)備電源線之間。
3.電源濾波器的衡量參數(shù)
3.1插入損耗
由于電源濾波器串接電網(wǎng)和設(shè)備電源線之間,而電源濾波器作為一種無源網(wǎng)絡(luò),勢必造成電壓的跌落,這就導(dǎo)致由電源濾波器引起的插入損耗。
濾波器的插入損耗A通常是在設(shè)備不工作時用50Ω的電阻為測量,然后作出衰減曲線,測量電路原理如圖2所示。A定義為外加電壓V0和濾波器輸出電壓V2的比值。
A=2log(V0/2V2)dB;
濾波器的典型插入損耗曲線,按照要求,要將不對稱插入損耗(在相線或零線與地線間測得)一起在圖中給出。對于不同的干擾源和具體設(shè)備,實際的損耗曲線可能會存在較大的差異,因此,一個濾波器是否能有效地抑制具體電網(wǎng)上的干擾,要,經(jīng)經(jīng)過實際測量后才能斷定。
3.2工作電壓
工作電壓就是濾波器能安全工作的穩(wěn)定電壓。一般用于單相電的濾波器的工作電壓為250V,用于三相電的工作電壓為420V。
3.3工作電流
允許的工作電流和工作溫度有一定的關(guān)系,一般只給出室溫(20℃)下的值,有時也給出某個較高溫度(40℃或45℃)下的值。
3.4漏電流
在電源濾波器,由于在相線和零線之間有電容器存在,當(dāng)電源接通時,電流就會通過電容器流入地端,這就導(dǎo)致漏電流的存在。出于安全考慮和其它目的,必須對漏電流進行限制,各個國家都針對各類設(shè)備規(guī)定了允許的最大漏電流。
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