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EMI濾波器在電源適配器中的應用
發(fā)(fā)布時(shí)(shí)間:2023-02-10 09:03:16 瀏覽次數:1364 作者:admin 返回列表

電磁干擾濾波器亦稱(chēng)(chēng)EMI濾波器,它能有效地抑制電網(wǎng)(wǎng)噪聲,提高電源適配器及其他電子設備的抗干擾能力及系統的可靠性,可廣泛用于電子測量?jì)x器、計算機機房設備、開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源適配器、測控系統等領(lǐng)(lǐng)域。

電網(wǎng)(wǎng)噪聲是電磁干擾的一種,它屬于射頻干擾(RFI),其傳導噪聲的頻譜大致為10KHz~30MHz,最高可達150MHz。根據傳播方向的不同,電網(wǎng)(wǎng)噪聲可分為兩大類(lèi)(lèi):一類(lèi)(lèi)是從電源進(jìn)(jìn)線(xiàn)(xiàn)引入的外界干擾;另一類(lèi)(lèi)是由電子設備產(chǎn)(chǎn)生并經(jīng)(jīng)電源線(xiàn)(xiàn)傳導出去的噪聲。這表明它屬于雙向干擾信號,電源適配器既是噪聲干擾對象,又是一個(gè)(gè)噪聲源。若從形成特點(diǎn)(diǎn)看,電源適配器的噪聲干擾分串模干擾與共模干擾兩種。串模干擾就是兩條電源線(xiàn)(xiàn)之間(簡(jiǎn)(jiǎn)稱(chēng)(chēng)線(xiàn)(xiàn)對線(xiàn)(xiàn))的噪聲;共模干擾則是兩條電源線(xiàn)(xiàn)對大地(簡(jiǎn)(jiǎn)稱(chēng)(chēng)線(xiàn)(xiàn)對地)的噪聲。因此,電磁干擾濾波器應符合電磁兼容性(EMC)的要求,也必須是雙向射頻濾波器,一方面要濾除從交流電源線(xiàn)(xiàn)上引入的外部電磁干擾,另一方面還能避免電源適配器本身向外部發(fā)(fā)出的噪聲干擾,以免影響同一電磁環(huán)(huán)境下其他電子設備的正常工作。此外,電磁干擾濾波器應對串模、共模干擾都起到抑制作用。

為了減小體積和降低成本,開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源適配器一般采用簡(jiǎn)(jiǎn)易式單級EMI濾波器,主要包括共模扼流圈和濾波電容。典型電路如下圖所示,以圖c)為例,L、C1和C2用來(lái)(lái)濾除共模干擾,C3和C4濾除串模干擾。當出現共模干擾時(shí)(shí),由于L中兩個(gè)(gè)線(xiàn)(xiàn)圈的磁通方向相同,經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)耦合后總電感量迅速增大,因此對共模信號呈現很大的感抗,使之不容易通過(guò)(guò),故稱(chēng)(chēng)作共模扼流圈。它的兩個(gè)(gè)線(xiàn)(xiàn)圈分別繞在低損耗、高導磁率的鐵氧體磁環(huán)(huán)上。R為泄放電阻,可將C3上積累的電荷泄放掉,避免因電荷積累而影響濾波特性,斷電后還能使電源的進(jìn)(jìn)線(xiàn)(xiàn)端L、N不帶電,保證使用的安全性。

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EMI濾波器能有效抑制開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源適配器的電磁干擾。下圖中曲線(xiàn)(xiàn)a為不加EMI濾波器時(shí)(shí)開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源適配器上0.15MHz~30MHz傳導噪聲的波形(即電磁干擾峰值包絡(luò )(luò )線(xiàn)(xiàn))。曲線(xiàn)(xiàn) b是插入d)圖EMI濾波器后的波形,它能將電磁干擾衰減50分貝(Uv)~70分貝(uV)。顯然,這種EMI濾波器的效果更佳。

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插入損耗是EMI濾波器的重要參數。它是評價(jià)(jià)電磁干擾濾波器性能優(yōu)(yōu)劣的主要指標。設置電磁干擾濾波器插入前后傳輸到負載上的噪聲電壓分別為U1和U2,計算公式是20lgU1/U2。插入損耗用分貝dB表示,分貝值愈大,說(shuō)(shuō)明抑制噪聲干擾的能力愈強。測量插入損耗的電路如上圖所示。e是噪聲信號發(fā)(fā)生器,Zi是信號源的內部阻抗,ZL是負載阻抗,一般取50歐姆。噪聲頻率范圍可選10KHz~30MHz。首先要在不同頻率下分別測出插入EMI濾波器前后負載兩端的噪聲壓降U1、U2,再代入公式20lgU1/U2計算出每個(gè)(gè)頻點(diǎn)(diǎn)的插入損耗值,最后匯出插入損耗曲線(xiàn)(xiàn)。需要指出,上述測試方法比較繁瑣,每次都要拆裝開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)電源適配器上的EMI濾波器。為此可用電子開(kāi)(kāi)關(guān)(guān)對兩種測試電路進(jìn)(jìn)行快速切換。

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