開關(guān)電源EMI濾波器選擇與使用

差模電感線圈L3，L4與差模電容器CX構(gòu)成交流進(jìn)線獨(dú)立端口間的一個(gè)低通濾波器，用來(lái)抑制交流進(jìn)線上的差模干擾信號(hào)，防止電源設(shè)備受其干擾。

圖2所示的電源噪聲濾波器是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，它具有雙向抑制性能。將它插入在交流電網(wǎng)中與電源之間，相當(dāng)于這二者的EMI噪聲之間加上一個(gè)阻斷屏障，這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)源濾波器起到了雙向抑制噪聲的作用，從而在各種電子設(shè)備中獲得廣泛的應(yīng)用。

[5] 噪聲濾波器的主要設(shè)計(jì)原則

共模電感線圈使用的磁芯有環(huán)形，E形和U形等，材料一般采用鐵氧體，環(huán)形磁芯適用于大電流小電感量，它的磁路比E形和U形長(zhǎng)，沒有間隙，用較少的圈數(shù)可獲得較大的電感量，由于這些特點(diǎn)它具有較佳的頻率特性。而E形磁芯的線圈泄漏磁通小，故當(dāng)電感漏磁有可能影響其它電路或其它電路與共模電感有磁耦合，而不能獲得所需要的噪聲衰減效果時(shí)，應(yīng)考慮采用E形磁芯作共模電感。

差模電感線圈一般采用金屬粉壓磁芯，由于粉壓磁芯適用頻率范圍較低，在幾十kHz—幾MHz，其直流重疊特性好，在大電流應(yīng)用時(shí)電感量也不會(huì)大幅度下降，最適合作差模電感。

圖中，電源噪聲濾波器使用二種電容器，CX、CY1、CY2，它們?cè)跒V波器中的作用是不同的，還有不同的安全等級(jí)要求，因此其特性參數(shù)直接影響與濾波器的安全性能有關(guān)。

差模電容CX接在交流進(jìn)線兩端，它上面除加有額定交流電壓外，還會(huì)疊加交流進(jìn)線之間存在的各種EMI峰值電壓。所以該電容的耐壓及耐瞬態(tài)峰值電壓的性能要求較高，同時(shí)要求該電容失效后，不能危及后面電路及人身安全。CX電容器的安全等級(jí)又分為X1和X2兩類，X1類適用于一般場(chǎng)合，X2類適用于會(huì)出現(xiàn)高的噪聲峰值電壓的應(yīng)用場(chǎng)合。

共模電容CY接在交流電進(jìn)線與機(jī)殼地之間，要求它們?cè)陔姎夂蜋C(jī)械性能上，應(yīng)有足夠大的安全余量，萬(wàn)一它們發(fā)生擊穿短路，將使設(shè)備機(jī)殼帶上危險(xiǎn)的交流電，如設(shè)備的絕緣或接地保護(hù)失效，可能操作人員遭受電擊，甚至危及人身安全。因此CY電容器的容量要進(jìn)行限制，使其在額定頻率的電壓下漏電流小于安全規(guī)范值。另外還要求有足夠的耐壓及耐瞬態(tài)高峰值電壓的余量，并且萬(wàn)一發(fā)生電壓擊穿它應(yīng)處于開路狀態(tài)，而不會(huì)使設(shè)備機(jī)殼帶電。

綜上所述，在設(shè)計(jì)和選擇電網(wǎng)噪聲濾波器時(shí)，因?yàn)樗鼈児ぷ髟诟唠妷?、大電流、惡劣的電磁干擾環(huán)境中，首先必須考慮所用電感器和電容器的安全性能，對(duì)于電感線圈、其磁芯、繞線的材料，絕緣材料和絕緣距離，線圈溫升等都應(yīng)予以重視。對(duì)于電容，其電容種類、耐壓、安全等級(jí)、容量、漏電等都應(yīng)優(yōu)先考慮，特別要求選擇經(jīng)過(guò)國(guó)際安全機(jī)構(gòu)安全認(rèn)證的產(chǎn)品。

[6] 濾波器的安全性能參數(shù)

濾波器與漏電流

電網(wǎng)濾波器漏電流定義為:在額定交流電壓下濾波器外殼到交流進(jìn)線任應(yīng)一端的電流，如果濾波器的所有端口與外殼之間是完全絕緣的,則漏電流的值主要取決于共模電容CY的漏電流，即主要取決于CY的容量。由于濾波器漏電流的大小，設(shè)計(jì)到人身安全，國(guó)際上各國(guó)對(duì)插都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對(duì)于是20V/50Hz交流電網(wǎng)供電，一般要求噪聲濾波器的漏電流小于1mA。