電源濾波器的作用及原理

　　電源濾波器就是對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進(jìn)行有效濾除的電器設(shè)備。

　　電源濾波器的功能就是通過在電源線中接入電源濾波器，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。利用電源濾波器的這個特性，可以將通過電源濾波器后的一個方波群或復(fù)合噪波，變成一個特定頻率的正弦波。

　　工作原理電源濾波器是一種無源雙向網(wǎng)絡(luò)，它的一端是電源，另一端是負(fù)載。電源濾波器內(nèi)部電路電源濾波器的原理就是一種——阻抗適配網(wǎng)絡(luò)：電源濾波器輸入、輸出側(cè)與電源和負(fù)載側(cè)的阻抗失配越大，對電磁干擾的衰減就越有效。

　　性能測試漏電流性能測試泄漏電流是指在250VAC的電壓下，相線和中線與濾波器外殼（地線）間流過的電流。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所示：漏電流性能測試耐壓性能測試為確保電源濾波器的性能以及設(shè)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(xiàn)峰值浪涌電壓時，可能被擊穿。它的擊穿雖然不危及人身安全，但會使濾波器功能喪失或性能下降。

　　CY電容器除了滿足接地漏電流的要求外，還在電氣和機(jī)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(xiàn)擊穿短路現(xiàn)象。故線一地之間的耐壓性能對保護(hù)人身安全有重要意義，一旦設(shè)備或裝置的絕緣保護(hù)措施失效，可能導(dǎo)致人員傷亡性能評定EMI電源濾波器在使用時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）來衡量。插入損耗定義為：沒有濾波器接入時，從噪聲源傳輸?shù)截?fù)載的功率P1和接入濾波器后，從噪聲源傳輸?shù)截?fù)載的功率P2之比，用dB（分貝）表示。性能評定頻域測試

　　1.插入損耗的標(biāo)準(zhǔn)測試在標(biāo)準(zhǔn)測量法中規(guī)定，在50Ω～75之間的任一阻值的系統(tǒng)內(nèi)測試它的插入損耗特性。

　　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會導(dǎo)致磁環(huán)的飽和，同時寄插入損耗的標(biāo)準(zhǔn)測試生差模電感也可能產(chǎn)生磁環(huán)的飽和，使得濾波器的實際使用情況與廠家提供數(shù)據(jù)有很大差距，因此必須對濾波器采用加載測試。

　　3 .EMI濾波器的時域測試一般地，對于EMI電源濾波器我們只關(guān)心它的常規(guī)性能及頻域抑制性能。而對于EMI信號線濾波器，由于傳輸線本身就會產(chǎn)生一定的電磁干擾，所以測試信號必然會產(chǎn)生一定的衰減。這時，我們就要對其進(jìn)行時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(xiàn)其時域的上升沿和下降沿有明顯的變化。頻域上，經(jīng)過濾波后，方波信號的高頻分量被濾除。對于通過同一濾波插針，方波的頻率越高，其諧波信號被濾波插針?biāo)p的將會越大，則方波的波形上升及下降時間將會越長。同樣，對于同樣的頻率波形，通過濾波插針，其濾波容值越大，方波上升時間趨緩的程度越大。

　　4. EMI濾波器插損自動測試系統(tǒng)設(shè)計近年來，隨著EMC測試的內(nèi)容日趨復(fù)雜，測試工作量急劇增加，對測試設(shè)備在功能、性能、測試速度、測試準(zhǔn)確度等方面的要求也日益提高。在這種情況下，傳統(tǒng)的人工測試已經(jīng)很難滿足要求，再加上現(xiàn)在的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）和國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB）均要求電磁兼容的檢測必須自動進(jìn)行，并且對數(shù)據(jù)后處理有嚴(yán)格的要求。

　　因此，發(fā)展EMC自動測試成為必然之路。本文所建立的自動測試系統(tǒng)使用了虛擬儀器技術(shù)，基于信號源一頻譜儀對EMI電源濾波器進(jìn)行插損測試的系統(tǒng)。

　　安裝

　　1、電源濾波器的不能存在電磁耦合路徑①、電源輸入線過長；②、電源濾波器的輸入線和輸出線靠的過近。此兩種都是不正確的安裝方式，問題的本質(zhì)在于，濾波器的輸入端電線和它的輸出端電線之間存在有明顯的電磁耦合路徑。

　　這樣一來，存在于濾波器某一端的EMI信號會逃脫濾波器對它的抑制，不經(jīng)過濾波器的衰減而直接耦合到濾波器的另一端去。因此濾波器輸入與輸出先需有效分開。另外，如上述兩種把電源濾波器都是安裝在設(shè)備屏蔽的內(nèi)部，設(shè)備內(nèi)部電路及元件上的EMI 信號會因輻射在濾波器的（電源）端引線上生成EMI 信號而直接耦合到設(shè)備外面去，使設(shè)備屏蔽喪失對內(nèi)部元件和電路產(chǎn)生的EMI 輻射的抑制。當(dāng)然，如果濾波器（電源）上存在有EMI 信號，也會因輻射而耦合到設(shè)備內(nèi)部的元件和電路上，從而破壞濾波器和屏蔽對EMI 信號的抑制作用。

　　2、不能將線纜困扎在一塊一般來說，在電子設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)安裝電源濾波器時要注意的是，在捆扎設(shè)備電纜時，千萬不能把濾波器（電源）端和（負(fù)載）端的電線捆扎在一起，因為這無疑加劇了濾波器輸入輸出端之間的電磁耦合，嚴(yán)重破壞了濾波器和設(shè)備屏蔽對EMI 信號的抑制能力。

　　3、要盡量避免使用長接地線電源濾波器輸出端連接變頻器或電機(jī)的接線長度不超過30厘米為宜。因為過長的接地線意味著大大增加接地電感和電阻，它會嚴(yán)重破壞濾波器的共模抑制能力。較好方法是，用金屬螺釘與星形彈簧墊圈把濾波器的屏蔽牢牢地固定在設(shè)備電源入口處的機(jī)殼上。

　　4、電源濾波器輸入線、輸出線必須拉開距離電源濾波器輸入線、輸出線必須拉開距離，切忌并行，以免降低濾波器效能；

　　5、電源濾波器外殼與機(jī)箱殼必須良好接觸變頻器專用濾波器金屬殼與機(jī)箱殼必須保證良好面接觸，并將接地線接好；

　　6、電源濾波器的連接線宜選用雙絞線電源濾波器的輸入、輸出連接線以選用屏蔽雙絞線為佳，它可有效消除部分高頻干擾信號