corcom電源濾波器的應用

CORCOM電源濾波器的基本原理
電源濾波器是由電感和電容組成的低通濾波電路所構成，它允許直流或50Hz電流通過(guò)，對頻率較高的干擾信號則有較大的衰減。由于干擾信號有差模和共模兩種，因此電源濾波器要對這兩種干擾都具有衰減作用。

CORCOM電源濾波器的主要指標
當我們選用電源濾波器時(shí)，應主要考慮三個(gè)方面的指標；首先是電壓/電流，其次是插入損耗，最后是結構尺寸。由于濾波器內部一般是經(jīng)過(guò)灌封處理的，因此環(huán)境特性不是主要問(wèn)題。但是所有的灌封材料和濾波電容器的溫度特性對電源濾波器的環(huán)境特性有一定的影響。
a）電壓、電流對使用效果的影響

電源有交流直流之分，與此相對應，許多廠(chǎng)家的電源濾波器也分為交流和直流兩種。從原理上講，交流電源濾波器既可用在交流電源上，也可在直流電源上使用；但直流電源濾波器不能用在交流的場(chǎng)合，這主要因為直流濾波器中的電容器的耐壓較低，并且有可能其交流損耗較大，導致過(guò)熱。即使直流濾波器耐壓沒(méi)有問(wèn)題，由于直流濾波器中使用了容量較大的共模濾波電容器，如果在交流的場(chǎng)合會(huì )產(chǎn)生漏電流超標的問(wèn)題。因此，直流電源濾波器絕對不能用在交流的場(chǎng)合。交流濾波器用在直流場(chǎng)合，從安全的角度看沒(méi)有問(wèn)題，但要付出成本和體積的代價(jià)；在樣機階段，如果手頭正好有交流濾波器，可以代替直流濾波器。

當電源濾波器的工作電流超過(guò)額定電流時(shí)，不僅會(huì )造成濾波器過(guò)熱，而且會(huì )導致濾波器的低頻濾波性能降低。這是因為濾波器中的電感在較大電流的情況下，磁芯會(huì )發(fā)生飽和現象，使實(shí)際電感量減小。因此，確定濾波器的額定工作電流時(shí)，要以設備的最大工作電流為準，確保濾波器在最大電流狀態(tài)下具有良好的性能，否則當干擾在最大工作電流狀態(tài)下出現時(shí)，設備會(huì )受到干擾或傳導發(fā)射超標。

在確定濾波器的額定電流時(shí)，要留有一定的余量；特別是人們習慣上對交流電稱(chēng)“有效值”，而不是交流電的“峰值”，留有一定余量是非常有必要的。一般濾波器的額定電流值應取實(shí)際電流值的1.5倍。

b) 插入損耗對使用效果的影響：

從抑制干擾的角度考慮，插入損耗是最重要的指標。插入損耗分為差模插入損耗和共模插入損耗。

選用電源濾波器是怎樣確定所需要的插入損耗
首先在設備的電源入口處不安裝濾波器，對設備進(jìn)行傳導發(fā)射和傳導敏感度的測量，并與要滿(mǎn)足的標準進(jìn)行比較，看兩者之間相差多少分貝，濾波器的作用是彌補上這個(gè)差距。以抑制設備的傳導發(fā)射為例，給出了確定濾波器插入損耗的過(guò)程。首先將設備的傳導發(fā)射值最大包絡(luò )線(xiàn)（a）與標準給出的限制值線(xiàn)（b）相比較，計算其差值得到需要的插入損耗值（c）。由于電源濾波器是低通濾波器將插入損耗線(xiàn)（c）變換為低通濾波器插入損耗的形式（d），（d）就是濾波器需要的插入損耗值。

注意: （d）并不是低頻濾波器的特性，而是一個(gè)帶阻濾波器的特性，這是考慮到實(shí)際濾波器的非理想性（見(jiàn)下一節）。

但如果從廠(chǎng)家的產(chǎn)品樣本上選擇插入損耗值滿(mǎn)足（d）的濾波器，十有八九會(huì )失敗。因為廠(chǎng)家產(chǎn)品樣本上的數據是在濾波器兩端阻抗為50Ω的條件下測得的，而實(shí)際使用條件并不是這樣。因此在實(shí)際使用條件下，濾波器的插入損耗會(huì )有所降低。為了保險起見(jiàn)，在從產(chǎn)品樣本中選擇濾波器時(shí)，應加20dB的余量，這就得到了（e）。從樣本上選擇濾波器，其插入損耗應滿(mǎn)足（e）的要求。

實(shí)際電源濾波器與理想濾波器的差距
理想的電源濾波器是低通濾波器，但實(shí)際的電源濾波器通常是帶阻濾波器。造成這種差別的原因是電容器和電感器的非理想性。

電容器的引線(xiàn)是有電感的，而電感線(xiàn)圈上又存在著(zhù)寄生電容，盡管這些電感、電容很小，但當頻率較高時(shí)，它們的影響是不能忽略的。因此由實(shí)際電感、電容器構成的低通濾波器電路在頻率較高時(shí)，就變成了一個(gè)帶阻濾波器電路。

此外，高頻時(shí)器件之間的耦合也是造成濾波器在高頻區間插入損耗減小的一個(gè)原因。從圖可以看到，器件之間的距離對濾波器的高頻性能有很大的影響。這種影響在1MHz時(shí)就已經(jīng)很明顯了。

因此，即使濾波器的電路結構完全相同，由于器件的特性不同、器件的安裝方式的不同、內部結構的不同，它們的高頻性能會(huì )差很多。濾波器的電路結構僅決定了濾波器的低頻特性。要想提高濾波器的高頻性能，生產(chǎn)時(shí)需要從許多方面注意制作工藝，如選用電感小的電容器、制作寄生電容小的電感、焊接時(shí)電容器的引線(xiàn)盡量短、在內部采取適當的隔離等。

電源濾波器高頻插入損耗的重要性
許多人認為，既然傳導發(fā)射極限值的頻率上限30MHz，那么就沒(méi)有必要對濾波器的高頻衰減提出要求。這是一個(gè)誤解，也正是存在這種錯誤的概念讓許多人在使設備滿(mǎn)足電磁兼容標準的過(guò)程中走了很長(cháng)彎路，浪費了大量的時(shí)間和經(jīng)費。

由于設備上的電纜是高效的輻射天線(xiàn)，當電纜上有高頻傳導電流時(shí)，會(huì )產(chǎn)生強烈的輻射，使設備不能滿(mǎn)足輻射發(fā)射極限值的要求。因此，當電源線(xiàn)上有高頻干擾電流時(shí)，同樣也會(huì )產(chǎn)生輻射，使設備的輻射發(fā)射超標。對于一個(gè)沒(méi)有電磁兼容經(jīng)驗的人來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題是很難發(fā)現的；因為當他所開(kāi)發(fā)的設備輻射發(fā)射超標時(shí)，它會(huì )從機箱、信號電纜等環(huán)節檢查（這是許多教科書(shū)和培訓班中所介紹的），而根本想不到會(huì )是電源線(xiàn)的問(wèn)題。

特別是設備的電源線(xiàn)傳導發(fā)射已經(jīng)滿(mǎn)足了標準要求時(shí)，它絕想不到應再次檢查電源線(xiàn)是否有問(wèn)題，所以，電源濾波器的高頻特性是十分重要的。

特別提示：當設備的輻射發(fā)射不合格時(shí)，別忘記檢查電源線(xiàn)的共模傳導發(fā)射，很多場(chǎng)合輻射發(fā)射的超標時(shí)由于電源線(xiàn)上的共模電流造成的。