怎樣處理電源線的EMC

你在產(chǎn)品的設(shè)計中，是怎樣選擇濾波器的？

電源線相當(dāng)于一個小區(qū)的大門，小區(qū)的安全與門衛(wèi)關(guān)系密切。

電源線濾波器就相當(dāng)于小區(qū)大門的保安。沒有安裝濾波器的電源線，相當(dāng)于一個沒有保安的大門，沒有任何保障。

因此，電子設(shè)備的電源線上必須安裝一個濾波器。電源線濾波器允許設(shè)備使用的電能通過，阻止多余的騷擾能量通過。

中間的圖就是電源線濾波器的外形，這些濾波器在市場上很常見。

電源線濾波器是一種雙向器件，也就是，它既能阻止外部的騷擾進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，也能夠阻止設(shè)備內(nèi)部的騷擾沿著電源線傳導(dǎo)出來。

因此，電源線濾波器對于順利通過傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射、傳導(dǎo)敏感性、輻射敏感性試驗(yàn)都是不可缺少的。

電源線濾波器的效果用插入損耗來表示，這類似于屏蔽材料的屏蔽效能，指濾波器對流過濾波器的信號電流的損耗程度，用dB表示。

電源線濾波器都是低通濾波器。所謂低通濾波器，低頻的插入損耗很小，允許較低頻率的電流通過，高頻的插入損耗較大，阻止較高頻率的電流通過。這是因?yàn)殡娮釉O(shè)備的電源電壓一般頻率較低，而電磁騷擾一般頻率較高，所以濾波器允許工作電流通過，阻止騷擾電流通過。

從通帶到阻帶的范圍叫做過渡帶。濾波器對信號的損耗等于3dB的頻率叫做濾波器的截止頻率，代表超過這個頻率，濾波器的插入損耗就已經(jīng)較大，而開始影響正常能量的通過了。

大家需要注意的是，濾波器的插損分為差模插損和共模插損，因?yàn)閭鲗?dǎo)騷擾發(fā)射既有差模電流也有共模電流。

考慮差模插損時，我們需要關(guān)注濾波器的通帶特性，因?yàn)樵O(shè)備的工作電流是差模的。也就是，濾波器不能對電源電壓產(chǎn)生過大的損耗，這會影響設(shè)備的正常工作。

對于共模插損，我們并不需要考慮通帶的特性。理想的共模插損是在全頻段內(nèi)都是無限大，因?yàn)樗械墓材ｋ娏鞫际球}擾能量。

這是一個典型的電源線濾波器的插入損耗圖。

圖中有四條曲線。

曲線A是差模插入損耗，這是在濾波器兩端所連接的網(wǎng)絡(luò)的阻抗都是50W的條件下測量的結(jié)果。

曲線B是共模插入損耗，這是在濾波器兩端所連接的網(wǎng)絡(luò)的阻抗都是50W的條件下測量的結(jié)果。

曲線C是差模插入損耗，這是在濾波器的一端所連接的網(wǎng)絡(luò)的阻抗是0.1W，另一端是100W的條件下測量的結(jié)果。

曲線D是差模插入損耗，這是在濾波器一端所連接的網(wǎng)絡(luò)的阻抗是100W，另一端是0.1W的條件下測量的結(jié)果。

從圖中可以看出，曲線C和曲線D所代表的插入損耗明顯劣于曲線A。這說明，濾波器的插入損耗是與濾波器兩端所連接的網(wǎng)絡(luò)的阻抗有關(guān)的。

曲線C和曲線D的兩種情況代表了最壞的情況，也就是，濾波器的插入損耗不會比這兩種情況還差。

請大家注意，曲線C和曲線D在100kHz左右具有負(fù)的插入損耗值，這意味著，濾波器不僅不會衰減騷擾，可能還會增強(qiáng)騷擾。

圖中用邏輯圖的方式畫出了為了達(dá)到有效濾波狀態(tài)需要的條件，圖中的“與”代表要同時具備兩個條件，才會有一個結(jié)果。。

首先，看右邊的那個“與”，為了達(dá)到有效濾波，不僅需要濾波器自身的性能好，還要求濾波器采取正確的安裝方式。

這正是濾波器的一種特殊性。很多設(shè)計師不清楚這個特殊性，他們以為只要按照普通電子器件的使用方法那樣，用導(dǎo)線將濾波器接入電路就可以了，而不注意安裝方式，結(jié)果導(dǎo)致設(shè)備的電源線上雖然安裝了濾波器，但是并沒有達(dá)到預(yù)期的效果。

再看構(gòu)成一個合適的濾波器需要什么條件，這體現(xiàn)在左面的“與”中。從圖中可以看出，濾波器自身的性能不僅與濾波器的電路形式和器件參數(shù)有關(guān)，還與器件的種類、濾波器的組裝方式，以及濾波器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

一般來講，電路形式、器件參數(shù)等，僅決定了濾波器的低頻特性，而器件的種類、電路組裝的方式，以及濾波器的結(jié)構(gòu)等，決定了濾波器的高頻特性。

因此，設(shè)計師需要建立一個概念，這就是，兩個電路一模一樣的濾波器，他們的高頻特性也可能相差很大。

前面我們論述了達(dá)到有效濾波所需要的條件，知道濾波器的安裝很重要。實(shí)際上，在很多場合，濾波器的安裝都是如圖所示的樣子，這時，濾波器僅能對較低的頻率起到濾波作用，而對較高頻率起不到濾波的作用。

濾波器的高頻特性對于很多試驗(yàn)都十分重要，特別是對于RE102這樣的嚴(yán)格的要求。

我們前面學(xué)習(xí)了關(guān)于電磁屏蔽的知識，在那里，我們一再強(qiáng)調(diào)貫通屏蔽體的導(dǎo)體對屏蔽效能的影響。濾波器按照圖中所示的狀態(tài)安裝，電源線就構(gòu)成了貫通屏蔽體的導(dǎo)體，會導(dǎo)致屏蔽機(jī)箱的泄漏。

濾波器只有在正確安裝的情況下，才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。如果安裝不正確，再好的濾波器也不能發(fā)揮作用。