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EMC电磁兼容 设计中抗干扰滤波器的作用

发布时间:2017-07-13信息来源:国测电子

干扰滤波在电磁兼容设计中的作用,大多数电 子产品设计师对干扰滤波器的认识一般局限在:“电子产品 要通过电源线传导发射试验和电源线抗扰度试验,必须在电 源线上使用干扰滤波器”。而对于干 扰滤波器的其它作用了解很少,这就导致 了产品设计完毕后,往往不能 通过其它试验项目,例如辐射发射、辐射抗扰度、信号线上 的传导敏感度等试验。实际上,电磁干扰 滤波器对于顺利大部分电磁兼容试验以及 保证产品的功能都是十分重要一类器件。当出现下 面这些干扰问题时,往往是由 于滤波措施不完善。

1.设备的机 箱或机柜屏蔽十分完善,但是仍然 产生超标的辐射发射;

2.独立的设 备没有任何电磁干扰的问题(辐射发射 和抗扰度完全合格),但是当连接上必要的 外接电缆时,出现干扰问题;

3.在信号电 缆线上注入电快速脉冲时,出现故障;

4.不能通过 辐射抗扰度试验

5.不能通过 电缆束上的传导敏感度试验

6.不能通过 静电放电试验;

7.电缆中的 导线之间或电缆之间相互干扰,导致设备 不能实现预定功能。下面就如 何用滤波器解决上述问题的方案作简单介绍。

1)虽然机箱 或机柜屏蔽很好,但是辐射发射超标,或者不能通过 辐射抗扰度试验

这是由于 机箱或机柜上的外拖电缆起着天线的作用。天线的一 个特性是互易性,也就是说:一个天线 如果具有很高的辐射效率,那么它的 接收效率也很高。因此,设备的外 拖电缆既能产生很强的辐射,也能有效 的将空间电磁波接收下来,传进设备,对电路形成干扰。由于某种原因,在外拖电 缆上形成了干扰电流,这些电流 从机箱内传导出来,并以电缆 作为辐射天线辐射电磁波。解决这种 问题的方法就是在电缆的端口处安装一只滤波器,将干扰电流滤除掉。

2)独立的设 备没有任何电磁干扰的问题(辐射发射 和抗扰度完全合格),但是当连 接上必要的外接电缆时,出现干扰问题;

这个问题 与第一类问题的本质相同,就是外拖 电缆相当于天线。当没有电缆时,相当于没 有辐射天线和接收天线,因此容易 通过辐射发射和抗扰度试验,但是当拖上电缆后,这些电缆 作为辐射天线和接收天线,导致设备的辐射增强、对外界空 间干扰的敏感度提高。解决方法 就是在电缆的端口处安装滤波器,将这些导 体从空间接收到的电磁能量在它们到达电子线路之前滤除掉,另一方面,阻止电子 线路中的干扰能量进入这些导体后借助导体辐射。

3)在信号电 缆线上注入电快速脉冲时,出现故障;

我们知道 电快速脉冲的频率是很高的,这些干扰 通过电容耦合钳耦合进电缆,在电缆上 形成干扰电流,这些电流 一方面直接流进电路,对电路形成干扰,另一方面产生辐射,对电路形成干扰。解决方法 就是采用屏蔽电缆和加装滤波器。

4)不能通过 电缆束上的传导敏感度试验

电快速瞬 变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障 或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。这种试验 是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路 上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验,自然也可 以通过在电缆端口处滤波的方式来解决。

5)不能通过 静电放电试验;

静电放电 对设备电路的影响很大程度上是由于静电放电电流周围的高频电磁场,这些电磁 场由于频率很高,因此很容 易被导线所接收,对电路形成干扰净,某设备在 做静电放电试验时,发现当在 活动面板上进行放电时,电路出现故障。经检查,发现面板 后面是一束电缆,面板上的 静电放电电流产生的电磁场在电缆束上感应出了噪声电流,形成干扰。在电缆的 端口处安装滤波器后,问题解决。

随着开关 电源的普遍应用,在电源线 入口处安装滤波器已经是项必要的措施。因为开关 电源工作在大功率脉冲状态,它会产生 很强的电磁辐射,这些辐射 感应到线路上形成传导发射。如果不使用滤波器,就没有可能通过满足电磁兼容试验

在设计中,往往将干 扰滤波器分为电源线干扰滤波器和信号线干扰滤波器两类。从电路上讲,这两类滤 波器是相同的,都是低通滤波器,之所以这样来划分,主要是因 为两者除了都有对电磁干扰有尽量大的抑制作用外,分别还有 一些特殊的考虑。信号滤波 器还要考虑滤波器不能对工作信号有严重的影响,不能造成信号的失真。电源滤波 器除了要保证满足安全方面的要求外,还要注意 当负载电流较大时,电路中的 电感不能发生饱和(导致滤波器性能下降)

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文章摘自网络,有深圳国测编辑整理

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