完美！一種抑制電源線(xiàn)干擾的解決方法
用示波器觀(guān)察電力電網(wǎng)時(shí)，會(huì )發(fā)現50I-Iz的電壓上疊加著(zhù)各種各樣的干擾電壓，這些干擾對電網(wǎng)中的設備會(huì )產(chǎn)生不同程度的影響。其來(lái)源是日趨嚴重的電磁污染，根本的解決方法是限制設備的電磁泄漏，同時(shí)要提高設備在電磁干擾環(huán)境中正常工作的耐受能力。
1 電源線(xiàn)濾波器的作用
嚴格地說(shuō)，電源線(xiàn)濾波器n 的作用是防止設備本身產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)入電源線(xiàn)，同時(shí)防止電源線(xiàn)上的干擾進(jìn)入設備。電源線(xiàn)濾波器是一種低通濾波器，它允許直流的工作電流通過(guò)，而不允許頻率較高的電磁干擾電流通過(guò)。電源線(xiàn)濾波器是雙向的，它既能防止電網(wǎng)上的干擾進(jìn)入設備，對設備產(chǎn)生不良影響，使設備滿(mǎn)足傳導敏感度的要求；又能防止設備內的電磁干擾通過(guò)電源線(xiàn)傳到電網(wǎng)上，使設備滿(mǎn)足傳導發(fā)射的要求。凡是能夠產(chǎn)生較強干擾的設備和對外界干擾敏感的設備都要使用電源線(xiàn)濾波器。能產(chǎn)生較強干擾的設備有：含有脈沖電路(微處理器)的、使用開(kāi)關(guān)電源的、使用可控硅的、變頻調速的、含有馬達的等。敏感電路如使用微處理器的設備、小信號模擬電路等。
2 電源線(xiàn)濾波器的基本原理
電源線(xiàn)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50I-Iz的電流通過(guò)，對頻率較高的干擾信號則有較大衰減。由于干擾信號有差模和共模兩種，因此電源線(xiàn)濾波器要對這兩種干擾都具有衰減作用。濾波器的基本電路如圖1所示。圖1中，C1、c2是濾波共模干擾用的電容，一般稱(chēng)為Y電容，而c3、C4作用是濾除差模干擾信號，一般稱(chēng)為x電容，L是電感線(xiàn)圈，一般繞制成共模扼流圈的形式。當負載電流流過(guò)共模扼流圈時(shí)，串聯(lián)在火線(xiàn)上的線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁力線(xiàn)和串聯(lián)在零線(xiàn)上的線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁力線(xiàn)方向相反，它們在磁芯中相互抵消；因此即使在大負載電流的情況下，磁芯也不會(huì )飽和。而對于共模干擾電流，兩個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是同方向的，會(huì )有較大的電感，從而起到衰減干擾信號的作用。
3 將電源線(xiàn)濾波電路直接安裝在線(xiàn)路板上電源線(xiàn)濾波器的電路是如此簡(jiǎn)單，一個(gè)誘人的想法是直接將濾波電路安裝在線(xiàn)路板上的電源線(xiàn)人口處，這樣既能夠節省空間，又能夠降低成本。另外，由于濾波器的實(shí)際衰減特性與它所連接的網(wǎng)絡(luò )有關(guān)，因此在實(shí)際使用中不可避免地要對濾波器的參數進(jìn)行調整，將濾波電路安裝在線(xiàn)路板上，能夠很方便地按照電路情況進(jìn)行調整。
將濾波電路直接安裝在線(xiàn)路板上從電路角度看是完全可行的，但是從電磁干擾濾波的實(shí)際情況看有些問(wèn)題。 ．
首先，如果希望濾波器具有良好的高頻性能，Y電容的引線(xiàn)必須短，且應該直接連接到金屬機殼上；當將濾波器件安裝在線(xiàn)路板上時(shí)，這一點(diǎn)是很難做到的，除非在設計線(xiàn)路板和安裝結構時(shí)考慮這個(gè)問(wèn)題。
其次，機箱內線(xiàn)路板、電纜等產(chǎn)生的輻射會(huì )直接感應到濾波電路上的各個(gè)部位，導致濾波電路失效，如圖2所示，這個(gè)問(wèn)題在高頻時(shí)尤其突出。
從理論上講，只要能夠妥善解決以上兩個(gè)問(wèn)題，將濾波電路安裝在線(xiàn)路板上是完全可行的。為了使設計人員方便地解決這個(gè)問(wèn)題，現提供了圖3所示的方案。
一個(gè)關(guān)鍵的器件是安裝在機箱面板上的內含電容濾波網(wǎng)絡(luò )的插座。這個(gè)插座內部安裝了共模扼流圈和濾波電容器，電容器的安裝嚴格遵循引線(xiàn)最短、前后隔離的原則。之所以?xún)H使用共模濾波網(wǎng)絡(luò )，是因為差模干擾已被線(xiàn)路板上的濾波電路濾除，感應到電源端口上的都是共模電流。該電容濾波插座現已有成品，可直接選用。另外設計人員也可根據需要，濾波電容采用穿心電容；當使用穿心電容時(shí)，可以將濾波的有效范圍拓寬到1GHz以上。
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