超声波捕鱼机,电鱼机价格,超声波逆变器-海猎人专卖网

当前位置: 主页 > 电子技术 >

滤波器的参数指标

时间:2020-01-11 00:40来源:海猎人

电源滤波器

电源滤波器是应对电快速瞬变脉冲群EFT干扰、传导发射CE超标、传导抗扰CS的关键组件。其指标有多个,常见的滤波元器件选型问题是拉郎配,逐个尝试,哪个滤波器好用,能让产品通过标准,正式产品定型时就选择该型号滤波器。至于其指标会不会在临界值(如果在临界值,稍有异常就可能出现滤波不足从而导致超标,如元器件参数一致性差导致的组件批次质量一致性差),会不会出现余量过大的情况而浪费成本,且部分功能实际并没必要等问题,就很少做到了然于胸了。作为定量化电路设计的理念,设计中的每一点都应该是确定的,余量的具体值是多少,风险发生的概率有多大,都应该是被设计师准确量化掌握的。

滤波器的参数指标如下。

1)电压

作为模块选型,对于交流滤波器,工作电压值应按照交流标称电压的有效值与交流波动的最大值之和来确定;交流滤波器内部,元器件的耐压值,尤其是共模电容和差模电容的耐压值,均是按照交流电压的峰值与交流波动的最大值之和来确定的。

而对于直流滤波器的模块选型,则按照直流电压标称值与直流波动的最大值之和来确定;模块内部,元器件的耐压值也是按照这个值来确定的。

因此,交流滤波器与直流滤波器的互换要慎重。如果将220V的直流滤波器用于交流滤波场合,则滤波器内部的电容耐压则会超标从而导致损毁。而将交流滤波器用于直流滤波则没有这个问题。

2)电流

滤波器的电流指标很关键,它是由滤波器内部的电感绕组铜线耐电流值和引出线的耐电流值决定的。如果滤波器的电流比实际电流小了,电感上的细导线上流过大电流,如小马拉大车,会引起发热甚至烧毁。因此,滤波器的电流值必须大于滤波器工作中的最大电流值。

3)插入损耗

滤波器的插损指标单位是dB,但这个指标后面有两个隐含的约束条件,一是频率,二是阻抗。如20dB@200kHz,这个是很容易查到的,但另外一个就是默认的行规了,在厂家的产品手册里并不一定给出,那就是20dB@200kHz这个指标是在滤波器的前端电源的输出阻抗Ro=50Ω,滤波器输出端所接负载的输入阻抗Ri=50Ω的情况下测得的。实际应用中,几乎可以肯定的是,滤波器的输入端设备源阻抗与输出端所接负载的输入阻抗不会是50Ω。由此在实际应用中,20dB的滤波效果是会打折扣的。所以一般工程上推荐滤波器选型时,插损指标宜留出20dB的余量。

如当设备传导测试在某频点f0上超标5dB时,滤波器宜选择25dB@f0,这其中多出来的20dB,就是为实际使用中预留的余量,因为源阻抗和负载阻抗不是50Ω的时候会带来滤波器插损特性的打折,只要这个打折没超过20dB的预留,此款滤波器滤除5dB的干扰是绰绰有余的。

滤波器组件厂商给出的插损指标通常是表格或插损曲线图(见图4-31某型号滤波器的共模插损图)。选型之前须先知道传导超标的频点f、超标的xdB数,然后拿到滤波器的数据手册,查阅该频点时的插损应≥20+x

4-18

滤波器的参数指标 - 海猎网-海猎人

滤波器的参数指标 - 海猎网-海猎人

4-31

另外,插损分为共模插损和差模插损,超标频率点偏高(f10MHz)的时候,以共模插损为主,此频点下的滤波器有效插损指标应为共模插损;而超标频率较低时(f1MHz),一般为差模插损,在中间频段(1MHzf10MHz)时,差模插损和共模插损都需要关注。

不过,在任何频段时,共模插损和差模插损都是同时存在的,只不过在不同频段时,作为主要矛盾表现出来的干扰形式有所侧重而已。如果条件允许的话,任意超标的频点的插损选择共模插损和差模插损兼顾都留足余量,效果是最佳的。如果实在难以兼顾,则抓主要矛盾选择也是可以的。

4)安规标准要求

不必奇怪,事物本来就是普遍联系的。一个电子系统,热设计、腐蚀、强度、电磁兼容、安规要求,多个技术要求之间本来就会相互影响,甚至会出现夹缝中求生存的设计方案。

这里要探讨的滤波器与安规的矛盾问题,对于I类安规设备(有PE保护接地的),滤波器的通用电路如图4-32所示,其中,

· C1C2C4C5为共模电容,用于共模干扰滤除泄放到PE大地(如EFT干扰就以共模干扰为主);

· L3为共模电感,用于吸收共模干扰的能量,将共模干扰电流转变为电感磁环中的闭合磁场,通过磁性材料的磁滞效应,实现将脉动共模电能量削峰填谷的方式抑制掉;

· C3C6为差模电容,专门滤除差模干扰,抑制LN之间的电压变动;

· L4L5为差模电感,用于利用磁环的磁滞效应对差模干扰削峰填谷;

· R5是泄放电阻。电源断开后,滤波器里的电容和电路中电容储存的电荷如果不能在短时间内泄放掉,人手一旦摸到电源插口的插针,就会有发生对人体放电的危险,安规里的评价指标为剩余电压和剩余能量。但为于滤波的效果,电容又不能不用,因此需要加入一个高阻值电阻(一般用1M1/4W直插电阻),滤波工作时电阻上的电流很小,基本可以忽略,但能在短时间内把储能电荷泄放掉就足够了。

滤波器的参数指标 - 海猎网-海猎人

4-32

因为滤波器一般用在电源输入端和板卡的接口处,这些部位都是安规问题的重灾区。与滤波器有关的安规重点是三个指标:绝缘耐压、漏电流、剩余电压剩余能量。

绝缘耐压测试的是LN与保护大地PE之间的绝缘强度,考验的是共模Y电容(C1C2C4C5)的耐压值,Y电容大了,漏电流就会大,容易导致安规要求上的漏电流超标。医疗器械产品对安全很看重,漏电流指标要求比较严格,因此医疗设备专用滤波器大都采用了输入端无Y电容的设计。即使个别场合不得不采用共模Y电容,也会尽量采用低容值、低漏电流安规电容。

安规测试时,漏电流的大小和施加的绝缘耐压是正相关的,同一个滤波器,应用于不同的行业,对测试电压的要求不同,对漏电流的要求也会有所区别。例如1500V时漏电流为3mA,当测试漏电流限值要求为2mA时,则此滤波器是不合格的;当测试漏电流限制要求为5mA时,此滤波器就是合格的了。

5)安装工艺规范

滤波器的安装措施细节会影响到滤波器的工作效果。具体体现在滤波器的安装位置、接地的方法两个方面。滤波器安装位置要求靠近机箱的输入或输出端,如果滤波器不安装在输入/输出口的位置,电源线从机箱入口到滤波器的连接线上的高频干扰辐射出来会影响到其他电路;

滤波器的输入线、输出线不得紧挨着并行走线,不得靠近其他信号和电源走线,以免相互串扰。

电源滤波器的壳体一般都是金属壳体,接地要求必须采取接地而不是线接地或接地。面接地的意思是须保证整个面与地接触良好,不能仅靠固定引脚的螺丝或上面引出的接地导线来接地,导线接地的引线电感量大,高频接地阻抗偏高会导致高频接地不良,滤波器外壳上的高频干扰泄放不畅;地线不干净,其他线缆上的干扰对地泄放自然也会很差。

6)滤波器的Q

Q值对实际滤波效果影响不大,但Q值代表的是损耗/输入功率,Q值越高,说明损耗越大,意指会有部分能量在滤波器的电感上被损耗掉。在一般的低功率电源滤波器和信号滤波器上,此问题不会太突出。但在较大功率的滤波器上,这个损耗不可小视,一是会引起发热,发热后的电容会引起较大的负面影响,漏电流、耐压、容值等都会随温度的变化而变化;二是耗电量大会导致无谓的电损失。

了解了以上的参数指标之后,下一步研究滤波器如何选型。首先确定超标频点f,然后测试确定超标频点的强度(分贝数)。滤波器在超标频点的插入损耗必须大于该频点超标的分贝数,因为滤波器测试得出的插损是在50Ω的标准负载下测得的,实际电路中,滤波器的前端输入电路阻抗匹配的不可能也是50Ω,因此插损的指标在使用时会打些折扣。所以选型时要留出余量(推荐留出20dB余量)。

如某低频无极灯产品,整流器开关频率213kHz,此频率是干扰的基频,其他干扰频率基本都是此频点的高次谐波,频谱图如图4-33所示。画黑圈的是两个主要的超标频点,最左侧的点是213kHz,超标约7dB,右面一个是它的高次谐波,可以不必理它,213K滤掉了,那个也就跟着消除了。因此,选择一款共模插损ILDM≥27dB@213kHz的滤波器(1MHz以下的频段,以差模干扰为主,因此这里只关注差模插损)。

滤波器的参数指标 - 海猎网-海猎人

4-33

------分隔线----------------------------
相关文章推荐:
滤波器的参数指标

      电源滤波器 电源滤波器是应对电快速瞬变脉冲群 EFT 干扰、传导发射 CE 超标、传导抗扰 CS 的关键组件。其... [详情]


集成运放技巧

      集成运放技巧 1. 运放调零 有些运算放大器,尤其是在一只管壳中封入 2 ~ 4 个运放的多元集成运放,受限于... [详情]


双端差分输入运算放大电路计算

      双端差分输入运算放大电路计算 实际应用中,常用电桥型电路(图 4-24 )作为传感器信号电路,其产生的信号... [详情]


单端输入运算放大电路计算

      单端输入运算放大电路计算 设计一交流放大器,放大倍数 A v =500 ,输入阻抗 R i 100k 。如何选择电路方案... [详情]


运算放大器参数指标分析

      运算放大器参数指标分析 运算放大器的指标比较多,种类也比较多,但在一个具体的设计中,并不是所有的指标... [详情]


发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名: 验证码:点击我更换图片
在线客服
热线电话