EMI濾波器測試技術(shù)研究

l EMI濾波器的測試指標
1．1 共模干擾和差模干擾
實(shí)際上EMI電源濾波器起兩種低通濾波器的作用：衰減共模干擾和衰減差模干擾。對任何電源線(xiàn)上的傳導干擾信號，都可以用共模和差模干擾信號來(lái)表示。并且可把L―E和N―E之間的共模干擾信號、L―N之間的差模干擾信號看作獨立的EMI源，把單相電源內的L―E、N―E和L―N看作獨立網(wǎng)絡(luò )端口來(lái)分析EMI信號和有關(guān)的濾波網(wǎng)絡(luò )。圖1中，U1和U2為共模干擾信號，U3為差模干擾信號。

1．2 EMI濾波器網(wǎng)絡(luò )結構
圖2所示為單相電源濾波器的基本網(wǎng)絡(luò )結構。它是由集中參數元件構成的無(wú)源低通網(wǎng)絡(luò )，濾波網(wǎng)絡(luò )主要由兩只電感L1和L2，三只電容CX、CY1、CY2組成。如果把該濾波器一端接入電源，負載端接上被干擾設備，那么L1和CY1，L2和CY2就分別構成L―E和N―E兩對獨立端口間的低通濾波器，用來(lái)抑制電源線(xiàn)上存在的共模EMI信號。此外，L1、L2又與CX構成L―N獨立端口之間的低通濾波器，抑制差模干擾信號。
1．3 EMI濾波器漏電流性能測試
泄漏電流是指在250VAC的電壓下，相線(xiàn)和中線(xiàn)與濾波器外殼(地線(xiàn))間流過(guò)的電流。它主要取決于接地電容(共模電容)的取值。較大的共模電容CY可以提高插入損耗，但卻造成較大的漏電流。泄漏電流的測試電路如圖3所示：

1．4 EMI濾波器耐壓性能測試
為確保電源濾波器的性能以及設備和人身安全，必須進(jìn)行耐壓測試。耐壓測試是在極端工作條件下的測試。若CX電容器的耐壓性能欠佳，在出現峰值浪涌電壓時(shí)，可能被擊穿。它的擊穿雖然不危及人身安全，但會(huì )使濾波器功能喪失或性能下降。CY電容器除了滿(mǎn)足接地漏電流的要求外，還在電氣和機械性能方面具有足夠的安全余量，避免在極端惡劣的環(huán)境條件下出現擊穿短路現象。故線(xiàn)一地之間的耐壓性能對保護人身安全有重要意義，一旦設備或裝置的絕緣保護措施失效，可能導致人員傷亡。
1．5 EMI濾波器的性能評定
EMI電源濾波器在使用時(shí)考慮最多的是額定電壓及電流值、耐壓性能、漏電流三項，而其中最主要的評定性能為濾波器的插入損耗性能。
EMI電源濾波器對干擾噪聲的抑制能力用插入損耗I．L．(Insertion Loss)來(lái)衡量。插入損耗定義為：沒(méi)有濾波器接入時(shí)，從噪聲源傳輸到負載的功率P1和接入濾波器后，從噪聲源傳輸到負載的功率P2之比，用dB(分貝)表示。

2 EMI濾波器的頻域測試
測試標準的確定為電源EMI濾波器的各項指標提供了統一的衡定依據。其中最主要的測試項目為濾波器頻域上的插入損耗測試
2．1 插入損耗的標準測試
在標準測量法中規定，在50Ω～75之間的任一阻值的系統內測試它的插入損耗特性。測試原理如圖4所示。

實(shí)際測試時(shí)，常常利用屏蔽室來(lái)測試濾波器的插入損耗，測試圖如圖5所示。
2．2 插入損耗的加載測試
在EMI濾波器產(chǎn)品中，由于使用不合適的材料，共模扼流圈不可能保證完全對稱(chēng)會(huì )導致磁環(huán)的飽和，同時(shí)寄生差模電感也可能產(chǎn)生磁環(huán)的飽和，使得濾波器的實(shí)際使用情況與廠(chǎng)家提供數據有很大差距，因此必須對濾波器采用加載測試。

3 EMI濾波器的時(shí)域測試
一般地，對于EMI電源濾波器我們只關(guān)心它的常規性能及頻域抑制性能。而對于EMI信號線(xiàn)濾波器，由于傳輸線(xiàn)本身就會(huì )產(chǎn)生一定的電磁干擾，所以測試信號必然會(huì )產(chǎn)生一定的衰減。這時(shí)，我們就要對其進(jìn)行時(shí)域傳輸性能上的測試。
使用50kHz的方波對電容值為8000pF的濾波插針進(jìn)行濾波，發(fā)現其時(shí)域的上升沿和下降沿有明顯的變化。頻域上，經(jīng)過(guò)濾波后，方波信號的高頻分量被濾除。