淺析電源濾波器的網(wǎng)絡(luò )原理

　　通信開(kāi)關(guān)電源或交換機等系統內，大部分傳導EMI起因于不同的設備或系統共用的交流電源，干擾源可以通過(guò)導線(xiàn)注入寬帶傳導發(fā)射而污染配電線(xiàn)路，同時(shí)導線(xiàn)又向其它敏感設備供電，這時(shí)共模干擾跨接在配電電源和阻抗上，因此影響在電源上的全部設備正常運行。另外，在兩個(gè)或更多的電路共用一個(gè)公共回路如接地電平時(shí)，就會(huì )發(fā)生公共阻抗耦合，一些發(fā)射信號耦臺到線(xiàn)路中受到EMI污染，那么也會(huì )引起愉電線(xiàn)污染。 EMI電源濾波器可以有效地抑制EMI，并能有效地起到去耦的作用。

　　一、 EMI電源濾波器的結構

　　EMI電源濾波器的網(wǎng)絡(luò )結構形成主要是由差模(NM、DM)電容、共模CM)電容、差模電感、共模電感、電阻等組成。從圖一的一般EMI電源濾波器電路圖中，就能看到各部分的組合。

　　EMI電源濾波器的網(wǎng)絡(luò )結構有很多種類(lèi)型，下面就簡(jiǎn)述常用的幾種。

　　圖二所示的濾波網(wǎng)絡(luò )較為普遍。共模和差模濾波網(wǎng)絡(luò )都有一定特點(diǎn)一一一組成結構元件少，僅L1、 L2兩個(gè)電感、三個(gè)電容、兩個(gè)CY、一個(gè)CX和一個(gè)電阻R。串接臂同足共模和差模濾波網(wǎng)絡(luò )的高阻抗端口，它的并接臂足低阻抗端口。為較好的仰制EMI，應產(chǎn)生最大大配的源內阻抗和負載阻抗。即任串接連接低阻抗(如接地Y電容)的電路，并接臂連接高阻抗的電路。

　　在50系統測量的典模和差模插入損耗，在0.01～IMHz范圍是單調增加的，曲線(xiàn)斜率系元件參數而定。見(jiàn)圖二(A B )間的差別，除參數不同外，電阻R的位置也個(gè)一樣，L1、L2的電感量約為0.3～24niH，額定電流大的電源濾波器L1、L2的電感量小些，Cx的電容量為0.015～10，1已CY的電

　　容量受最大泄漏電流的限制，取值范圍約為1000PF～10000PF。一般來(lái)說(shuō)， L1、 L2的電感量和CY電容量人時(shí)，低頻段共模插入損耗較高， CX電容量小，高頻段差模插入損耗比CY大時(shí)好，但低頻的插入損耗較差。

　二、EMI電源濾波器的衰減性能及插

　　入損耗比q測量

　　規定EMI電源濾波器頻譜性能，最通用的方法就是在指定煩半范圍內隨頻率變化的衰減。EMI電源濾波器衰減作為頻率的函數系指其插入前后的輸出電壓之比。用6日表示的衰減AdB以下列力式推導出來(lái)AdB=10Logl0：式中k：濾波器插入后傳導到負載的功率Pb：濾波器插入前傳導到負載的功半說(shuō)和負載阻抗均和EMI電源濾波器性能密切相關(guān)。濾波器的一級或幾級可用作“犧牲”元件以建立假源或負載阻抗。

　　這就形成了不同的等效濾波器級數n，如表1所示。圖一?、圖二不出應用于具有不同大小的源和負載阻抗組合電路的基本濾波器的結構。所給出的濾波器都是低通的(即他們使用串聯(lián)電感和井聯(lián)電容)。目的即：A。要么將濾波串聯(lián)電感接到低阻抗源R要么將井聯(lián)電客接到高膽抗源上，總之使得源和濾波器元件的阻抗在要求的截上頻率下大致相等。同樣，串聯(lián)電感應面向低阻抗負載，而并聯(lián)屯容面向高阻抗負載，這保證了濾波器元件的最佳使用，并部分補償了大約從100倍電源頻一開(kāi)始的很寬頻串范圍內變化的典型輸電線(xiàn)的某些源或負載阻抗。圖二為中字豪電氣有限公司的ZYH一ER一30A EMI屯源濾波器共模插入損耗曲線(xiàn)。

　　表一、安裝阻抗與設計的源和負載阻抗不同時(shí)的等效濾波器級數 n=1的截止頻率

　　值得注意的是開(kāi)放型電路的場(chǎng)合，無(wú)論連接器還是濾波器都沒(méi)有屏蔽，具有40一60dB量級的直接輸入一一一輸出端耦臺計不罕見(jiàn)，特別足在小型電路和集成電路中。除非在濾波器的設計和制造過(guò)程中采取專(zhuān)門(mén)的預防措施，否則在高于截止兩個(gè)或兩L以上的10倍頻率時(shí)，濾波器可能幾乎或完全個(gè)能提供衰減。

　　EMI電源濾波器為尤源從向網(wǎng)絡(luò ) 具有復傳導特性，完全取決于電源與負載阻抗，并由復傳輸特性來(lái)代表濾波器的衰減性能，然而在電源線(xiàn)環(huán)境中，電源與負載阻抗沒(méi)有限定。因此工業(yè)上便以勾0的電阻電源與終端負載衰減法作為濾波器的插入損耗IL

　　式中的PL(Rd)為無(wú)濾波器時(shí)電源傳輸至負載的功率，PL為濾波器的插入電源與負載之間時(shí)的傳輸功率。插入損耗可用電壓或電源比等項表為：

　　式中VL (R6f)為IL ( R6f)為無(wú)濾波器時(shí)測最值， VL與L濾波器插入時(shí)測量值。所謂插人損耗為無(wú)濾波器時(shí)電源傳至負載之信號與電壓與有濾波器插入時(shí)電源傳至負載之信號電壓之比(以6日表示)。

　　終端阻抗標準化以后插入損耗測量方才具有意義，個(gè)過(guò)所得結果只適用于同電路。最普通的配置為電阻配置，電源與負載阻抗各為500。詳見(jiàn)H四共模插入損耗側量。共漠場(chǎng)合，電源在帶電線(xiàn)與中性終這《4線(xiàn)路與公共(接地)引線(xiàn)之間環(huán)流。將濾波器兩端的帶電線(xiàn)與中忡終端耦臺起來(lái)可測得共模插人損耗。圖四，共模插入損耗。

　　圖5 差模插入損耗圖

　　差模場(chǎng)合，帶電線(xiàn)與中什終端訊號人小相同，相位相反電流只仕帶電線(xiàn)與中性線(xiàn)之間循環(huán)。采用50 O 180’”功率分配器可測量得差模插入損耗。