【導(dǎo)讀】隨著電氣設(shè)備應(yīng)用的日益廣泛,電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁噪聲也越來(lái)越嚴(yán)重,干擾了電子設(shè)備的正常工作,特別是對(duì)一些低功耗的便攜式設(shè)備更是如此。
1.概述
隨著電氣設(shè)備應(yīng)用的日益廣泛,電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁噪聲也越來(lái)越嚴(yán)重,干擾了電子設(shè)備的正常工作,特別是對(duì)一些低功耗的便攜式設(shè)備更是如此。
電磁干擾有兩種傳媒途徑,一種是由于工作電流的動(dòng)態(tài)變化使得局部電網(wǎng)上電壓不穩(wěn),從而影響使用本地電網(wǎng)的設(shè)備工作,這種干擾稱(chēng)為傳導(dǎo)干擾。另外就是設(shè)備中工作電流(電壓)的動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生電磁輻射,同樣影響其它設(shè)備的工作,這種干擾稱(chēng)為輻射干擾。
電磁噪聲(干擾)源除了人工生產(chǎn)的電子外,還有一些自然現(xiàn)象(如閃電)和其它人為行為(如核爆炸等。)
電磁干擾的影響也很大,輕則使設(shè)備的性能得不到很好的體現(xiàn),重則使設(shè)備根本無(wú)法工作,另外電磁輻射還可能導(dǎo)致機(jī)密情報(bào)泄漏。
抑制電磁干擾的兩種有效途徑是彩電源
濾波器和加屏蔽裝置,屏蔽裝置主要是針對(duì)副射干擾,既防止本身電磁波的外泄而造成新的干擾源,又避免受到外來(lái)輻射的干擾。電源濾波器最基本的作用就是抑制傳導(dǎo)干擾,有的品種也能提高對(duì)副射干擾的抑制能力。從廣義上講,我們使用的交流穩(wěn)壓電源,UPS電源也可以算是一種電源濾波器,因?yàn)檫@些設(shè)備在某種程度上把電子設(shè)備與電網(wǎng)隔離開(kāi)了,這里我們介紹的電源濾波器都是附在電子設(shè)備中作為一個(gè)器件使用的不甚復(fù)雜的物品,我們常在直流電源電路中加一RC電路來(lái)抑制紋波,電源濾波器的作用就是抑制交流電源上的干擾。目前,隨著電子設(shè)備精密程度的提高,對(duì)電源的要求也越來(lái)高,同時(shí),電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用也需要使各電子設(shè)備生產(chǎn)商對(duì)電磁環(huán)境作出共同的承諾,這樣就導(dǎo)致電源濾波器作為一種綠色產(chǎn)品,越來(lái)越受到社會(huì)的重視,目前,一些世界標(biāo)準(zhǔn)化組織和各國(guó)政府都在制定這方面的標(biāo)準(zhǔn)。
2.電源濾波器的組成
電源濾波器由LC網(wǎng)絡(luò)組成,其作用原理是使得濾波器的阻抗與干擾源的阻抗不匹配,從而使干擾信號(hào)沿干擾源進(jìn)來(lái)的方向反射回去,從而降低干擾源的影響。
圖1是一個(gè)電源濾波器的原理電路,圖中L1和L2對(duì)共模干擾信號(hào)(非對(duì)稱(chēng)干擾電流)呈現(xiàn)高阻抗,而對(duì)差模信號(hào)(對(duì)稱(chēng)干擾電流)和電源電流呈現(xiàn)低阻抗,這樣就能保證電源電流的衰減很小,而同時(shí)又抑制了電流噪聲。通常L1、L2的值很小且相等,對(duì)稱(chēng)地繞在同一個(gè)螺旋管上,這樣在正常工作電流范圍內(nèi),磁性材料產(chǎn)生的磁性互相補(bǔ)償,以免磁通餉飽各,但是對(duì)于不對(duì)稱(chēng)干擾(共模)信號(hào)來(lái)說(shuō),這兩個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互加強(qiáng)的,對(duì)外呈現(xiàn)出的總電感明顯加大,這樣對(duì)稱(chēng)干擾分量就被L1、L2和相線(xiàn)與零線(xiàn)之間的電容CX大大抑制了。如要進(jìn)一步衰減對(duì)稱(chēng)干擾,除了使用電容CX外(由于相線(xiàn)與零線(xiàn)之間的漏電流限制。為可能使CX很大),還可采用非補(bǔ)償扼流圈。
通過(guò)以上的分析,可以看出,電源濾波器在使用時(shí)必須安裝在電源的輸入端,也就是把電源濾波器串入電網(wǎng)和設(shè)備電源線(xiàn)之間。
3.電源濾波器的衡量參數(shù)
3.1插入損耗
由于電源濾波器串接電網(wǎng)和設(shè)備電源線(xiàn)之間,而電源濾波器作為一種無(wú)源網(wǎng)絡(luò),勢(shì)必造成電壓的跌落,這就導(dǎo)致由電源濾波器引起的插入損耗。
濾波器的插入損耗A通常是在設(shè)備不工作時(shí)用50Ω的電阻為測(cè)量,然后作出衰減曲線(xiàn),測(cè)量電路原理如圖2所示。A定義為外加電壓V0和濾波器輸出電壓V2的比值。
A=2log(V0/2V2)dB;
濾波器的典型插入損耗曲線(xiàn),按照要求,要將不對(duì)稱(chēng)插入損耗(在相線(xiàn)或零線(xiàn)與地線(xiàn)間測(cè)得)一起在圖中給出。對(duì)于不同的干擾源和具體設(shè)備,實(shí)際的損耗曲線(xiàn)可能會(huì)存在較大的差異,因此,一個(gè)濾波器是否能有效地抑制具體電網(wǎng)上的干擾,要,經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量后才能斷定。
3.2工作電壓
工作電壓就是濾波器能安全工作的穩(wěn)定電壓。一般用于單相電的濾波器的工作電壓為250V,用于三相電的工作電壓為420V。
3.3工作電流
允許的工作電流和工作溫度有一定的關(guān)系,一般只給出室溫(20℃)下的值,有時(shí)也給出某個(gè)較高溫度(40℃或45℃)下的值。
3.4漏電流
在電源濾波器,由于在相線(xiàn)和零線(xiàn)之間有電容器存在,當(dāng)電源接通時(shí),電流就會(huì)通過(guò)電容器流入地端,這就導(dǎo)致漏電流的存在。出于安全考慮和其它目的,必須對(duì)漏電流進(jìn)行限制,各個(gè)國(guó)家都針對(duì)各類(lèi)設(shè)備規(guī)定了允許的最大漏電流。
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