電源濾波器選型注意事項(xiàng)

電源濾波器就是對(duì)電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)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(guò)在電源線中接入電源濾波器，得到一個(gè)特定頻率的電源信號(hào)，或消除一個(gè)特定頻率后的電源信號(hào)。

接下來(lái)讓深圳市維愛(ài)普電子有限公司小編來(lái)介紹一下濾波器選型注意事項(xiàng)吧。

電源濾波器選型時(shí)需確認(rèn)以下幾點(diǎn)：

1、額定電壓

額定電壓是電源濾波器用在指定電源頻率時(shí)的工作電壓，也是濾波器最高允許的電壓值。如用在50Hz單相電源的濾波器，額定電壓為250V;用在50Hz三相電源的濾波器，額定電壓為440V。若輸入濾波器的電壓過(guò)高，會(huì)使內(nèi)部電容器損壞。

2、額定電流

額定電流(Ir)是在額定電壓和指定環(huán)境溫度條件下所允許的最大連續(xù)工作電流。

隨著環(huán)境溫度的升高，或由于電感導(dǎo)線的銅損、磁芯損耗以及周圍環(huán)境溫度等原因?qū)е鹿ぷ鳒囟雀哂谑覝?，這時(shí)候就難以確保插入損耗的性能。因此，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際可能的最大工作電流和工作環(huán)境溫度來(lái)選擇電源濾波器的額定電流。

3、插入損耗

①、 插入損耗定義

插入損耗是電源濾波器最重要的技術(shù)參數(shù)之一，設(shè)計(jì)人員和工程應(yīng)用人員考慮的中心問(wèn)題就是：在保證濾波器安全、環(huán)境、機(jī)械和可靠性能滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，實(shí)現(xiàn)盡可能高的插入損耗。

電源濾波器的插入損耗是頻率的函數(shù)，用dB(分貝)表示。

②共模損耗與差模損耗

電源濾波器的插入損耗包括共模(表示為CM)插入損耗和差模(表示為DM)插入損耗。

③影響插入損耗的因素

影響電源濾波器插入損耗的因素包括:阻抗搭配和安裝。實(shí)際應(yīng)用中，電源濾波器輸入和輸出端的阻抗已不是測(cè)得的50Ω，所以它對(duì)干擾信號(hào)的衰減，不會(huì)等于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或說(shuō)明書(shū)中的給出的插入損耗。如果選用電源濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)合理，加上安裝得當(dāng)，則有可能實(shí)現(xiàn)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定的插入損耗。反之，如果網(wǎng)絡(luò)搭配和參數(shù)的選擇不當(dāng)，安裝又有問(wèn)題，則有可能得不到好的應(yīng)用效果，而會(huì)得到相反的效果。

另一個(gè)影響因素，就是濾波器的工作溫度和額定工作電流。電源濾波器的插入損耗測(cè)量方法中，都一致強(qiáng)調(diào)了要在加載額定電流條件下進(jìn)行它的插入損耗的測(cè)量，這是因?yàn)闉V波器中的電感L用了鐵氧體或其他磁性材料，大電流工作下，磁性飽和狀態(tài)引起性能變壞，兩者比較差別相當(dāng)大。

4、阻抗搭配

①、阻抗搭配的原因

選擇電源濾波器時(shí)，首先應(yīng)選擇適合你所用的濾波電路和插入損耗性能。

首先選擇濾波電路的原因是與濾波器要在匹配條件下工作的傳統(tǒng)概念不同，所謂匹配意味濾波器需在保持輸入/輸出信號(hào)幅度不變(或某一固定比例)的前提下，將其中部分頻譜做預(yù)期的處理或變換，而電源濾波器不同，它是個(gè)以工頻為導(dǎo)通對(duì)象的低通濾波器，是在不匹配的條件下工作，因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中無(wú)法實(shí)現(xiàn)匹配，如電源濾波器輸入端阻抗RI——電網(wǎng)源阻抗是隨著用電量的大小變化的，濾波器輸出端的阻抗Rl(負(fù)載阻抗)——電源阻抗是隨著電源負(fù)載的大小變化的，要想獲得理想的抑制效果，應(yīng)遵循正確的阻抗搭配。

無(wú)論怎樣復(fù)雜的電源濾波器，都可以把它的共模和差模濾波網(wǎng)絡(luò)抽象出來(lái)。

②、阻抗失配分析

一般在電源濾波器電路網(wǎng)絡(luò)中，電感L看作高阻元件，電容C看作低阻元件。為了達(dá)到更好的濾波效果，按照濾波器的不匹配原則：如果實(shí)際負(fù)載為感性高阻，則選擇輸出負(fù)載為容性低阻的濾波器;如果實(shí)際負(fù)載為容性低阻，則選擇輸出負(fù)載為感性高阻的濾波器。同樣，對(duì)于濾波器的輸入阻抗和電網(wǎng)源阻抗，也應(yīng)該按照阻抗失配原則來(lái)選擇濾波器。

對(duì)被控制的干擾信號(hào)，當(dāng) 電源濾波器兩端阻抗都處于失配狀態(tài)時(shí)，EMI信號(hào)會(huì)在它的輸入和輸出端口產(chǎn)生很強(qiáng)的反射。這樣一來(lái)，電源濾波器對(duì)EMI信號(hào)的衰減，等于電源濾波器的固有插入損耗加上反射損耗。在電源濾波器的實(shí)際使用中，可用阻抗失配來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)EMI信號(hào)更加有效抑制。

這就是為什么選用電源濾波器時(shí)，一定要仔細(xì)分析其端口阻抗的正確搭配，使產(chǎn)生盡可能大的反射，達(dá)到對(duì)EMI信號(hào)的有效控制的原因。

5、工作環(huán)境

影響工作電流和環(huán)境關(guān)系的主要原因之一就是電源濾波器中的軟磁材料。 電源濾波器一般采用高磁導(dǎo)率軟磁材料錳鋅鐵氧體，初始磁導(dǎo)率μi=7000～10000，但其居里點(diǎn)溫度不高，優(yōu)質(zhì)的僅為130℃左右。磁導(dǎo)率越高，居里點(diǎn)溫度越低，過(guò)居里點(diǎn)后磁導(dǎo)率迅速下降，從而導(dǎo)致電源濾波器中的電感值下降，嚴(yán)重影響濾波效果。

因此要根據(jù)工作溫度來(lái)正確選擇電源濾波器的額定電流，或者改善濾波器的散熱條件(工作環(huán)境)來(lái)確保濾波器的安裝使用。

除特殊說(shuō)明外，EMI濾波器說(shuō)明書(shū)給出的額定電流均為室溫+25℃(標(biāo)稱溫度)的值，同樣給定的典型插入損耗或曲線也均指+25℃的值。

IEC氣候等級(jí)為25/085時(shí)，指定環(huán)境溫度為+40℃(標(biāo)稱溫度)條件下，查取其他環(huán)境溫度所允許的工作電流曲線。

6、特別說(shuō)明

電源濾波器對(duì)EMI信號(hào)的抑制能力不僅取決于濾波器在50Ω系統(tǒng)內(nèi)測(cè)得的插入損耗，還取決于濾波網(wǎng)絡(luò)與EMI信號(hào)源和負(fù)載的正確端接。

應(yīng)用電源濾波器，要具體分析電源濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和接入電路的等效阻抗，按照以上阻抗搭配原則進(jìn)行端接才能正確達(dá)到預(yù)期目的。

審核編輯：湯梓紅