corcom電源濾波器的應(yīng)用

CORCOM電源濾波器的基本原理
電源濾波器是由電感和電容組成的低通濾波電路所構(gòu)成，它允許直流或50Hz電流通過(guò)，對(duì)頻率較高的干擾信號(hào)則有較大的衰減。由于干擾信號(hào)有差模和共模兩種，因此電源濾波器要對(duì)這兩種干擾都具有衰減作用。

CORCOM電源濾波器的主要指標(biāo)
當(dāng)我們選用電源濾波器時(shí)，應(yīng)主要考慮三個(gè)方面的指標(biāo)；首先是電壓/電流，其次是插入損耗，最后是結(jié)構(gòu)尺寸。由于濾波器內(nèi)部一般是經(jīng)過(guò)灌封處理的，因此環(huán)境特性不是主要問(wèn)題。但是所有的灌封材料和濾波電容器的溫度特性對(duì)電源濾波器的環(huán)境特性有一定的影響。
a）電壓、電流對(duì)使用效果的影響

電源有交流直流之分，與此相對(duì)應(yīng)，許多廠家的電源濾波器也分為交流和直流兩種。從原理上講，交流電源濾波器既可用在交流電源上，也可在直流電源上使用；但直流電源濾波器不能用在交流的場(chǎng)合，這主要因?yàn)橹绷鳛V波器中的電容器的耐壓較低，并且有可能其交流損耗較大，導(dǎo)致過(guò)熱。即使直流濾波器耐壓沒(méi)有問(wèn)題，由于直流濾波器中使用了容量較大的共模濾波電容器，如果在交流的場(chǎng)合會(huì)產(chǎn)生漏電流超標(biāo)的問(wèn)題。因此，直流電源濾波器絕對(duì)不能用在交流的場(chǎng)合。交流濾波器用在直流場(chǎng)合，從安全的角度看沒(méi)有問(wèn)題，但要付出成本和體積的代價(jià)；在樣機(jī)階段，如果手頭正好有交流濾波器，可以代替直流濾波器。

當(dāng)電源濾波器的工作電流超過(guò)額定電流時(shí)，不僅會(huì)造成濾波器過(guò)熱，而且會(huì)導(dǎo)致濾波器的低頻濾波性能降低。這是因?yàn)闉V波器中的電感在較大電流的情況下，磁芯會(huì)發(fā)生飽和現(xiàn)象，使實(shí)際電感量減小。因此，確定濾波器的額定工作電流時(shí)，要以設(shè)備的最大工作電流為準(zhǔn)，確保濾波器在最大電流狀態(tài)下具有良好的性能，否則當(dāng)干擾在最大工作電流狀態(tài)下出現(xiàn)時(shí)，設(shè)備會(huì)受到干擾或傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。

在確定濾波器的額定電流時(shí)，要留有一定的余量；特別是人們習(xí)慣上對(duì)交流電稱“有效值”，而不是交流電的“峰值”，留有一定余量是非常有必要的。一般濾波器的額定電流值應(yīng)取實(shí)際電流值的1.5倍。

b) 插入損耗對(duì)使用效果的影響：

從抑制干擾的角度考慮，插入損耗是最重要的指標(biāo)。插入損耗分為差模插入損耗和共模插入損耗。

選用電源濾波器是怎樣確定所需要的插入損耗
首先在設(shè)備的電源入口處不安裝濾波器，對(duì)設(shè)備進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)敏感度的測(cè)量，并與要滿足的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，看兩者之間相差多少分貝，濾波器的作用是彌補(bǔ)上這個(gè)差距。以抑制設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射為例，給出了確定濾波器插入損耗的過(guò)程。首先將設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射值最大包絡(luò)線（a）與標(biāo)準(zhǔn)給出的限制值線（b）相比較，計(jì)算其差值得到需要的插入損耗值（c）。由于電源濾波器是低通濾波器將插入損耗線（c）變換為低通濾波器插入損耗的形式（d），（d）就是濾波器需要的插入損耗值。

注意: （d）并不是低頻濾波器的特性，而是一個(gè)帶阻濾波器的特性，這是考慮到實(shí)際濾波器的非理想性（見(jiàn)下一節(jié)）。

但如果從廠家的產(chǎn)品樣本上選擇插入損耗值滿足（d）的濾波器，十有八九會(huì)失敗。因?yàn)閺S家產(chǎn)品樣本上的數(shù)據(jù)是在濾波器兩端阻抗為50Ω的條件下測(cè)得的，而實(shí)際使用條件并不是這樣。因此在實(shí)際使用條件下，濾波器的插入損耗會(huì)有所降低。為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，在從產(chǎn)品樣本中選擇濾波器時(shí)，應(yīng)加20dB的余量，這就得到了（e）。從樣本上選擇濾波器，其插入損耗應(yīng)滿足（e）的要求。

實(shí)際電源濾波器與理想濾波器的差距
理想的電源濾波器是低通濾波器，但實(shí)際的電源濾波器通常是帶阻濾波器。造成這種差別的原因是電容器和電感器的非理想性。

電容器的引線是有電感的，而電感線圈上又存在著寄生電容，盡管這些電感、電容很小，但當(dāng)頻率較高時(shí)，它們的影響是不能忽略的。因此由實(shí)際電感、電容器構(gòu)成的低通濾波器電路在頻率較高時(shí)，就變成了一個(gè)帶阻濾波器電路。

此外，高頻時(shí)器件之間的耦合也是造成濾波器在高頻區(qū)間插入損耗減小的一個(gè)原因。從圖可以看到，器件之間的距離對(duì)濾波器的高頻性能有很大的影響。這種影響在1MHz時(shí)就已經(jīng)很明顯了。

因此，即使濾波器的電路結(jié)構(gòu)完全相同，由于器件的特性不同、器件的安裝方式的不同、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，它們的高頻性能會(huì)差很多。濾波器的電路結(jié)構(gòu)僅決定了濾波器的低頻特性。要想提高濾波器的高頻性能，生產(chǎn)時(shí)需要從許多方面注意制作工藝，如選用電感小的電容器、制作寄生電容小的電感、焊接時(shí)電容器的引線盡量短、在內(nèi)部采取適當(dāng)?shù)母綦x等。

電源濾波器高頻插入損耗的重要性
許多人認(rèn)為，既然傳導(dǎo)發(fā)射極限值的頻率上限30MHz，那么就沒(méi)有必要對(duì)濾波器的高頻衰減提出要求。這是一個(gè)誤解，也正是存在這種錯(cuò)誤的概念讓許多人在使設(shè)備滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中走了很長(zhǎng)彎路，浪費(fèi)了大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。

由于設(shè)備上的電纜是高效的輻射天線，當(dāng)電纜上有高頻傳導(dǎo)電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的輻射，使設(shè)備不能滿足輻射發(fā)射極限值的要求。因此，當(dāng)電源線上有高頻干擾電流時(shí)，同樣也會(huì)產(chǎn)生輻射，使設(shè)備的輻射發(fā)射超標(biāo)。對(duì)于一個(gè)沒(méi)有電磁兼容經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題是很難發(fā)現(xiàn)的；因?yàn)楫?dāng)他所開(kāi)發(fā)的設(shè)備輻射發(fā)射超標(biāo)時(shí)，它會(huì)從機(jī)箱、信號(hào)電纜等環(huán)節(jié)檢查（這是許多教科書(shū)和培訓(xùn)班中所介紹的），而根本想不到會(huì)是電源線的問(wèn)題。

特別是設(shè)備的電源線傳導(dǎo)發(fā)射已經(jīng)滿足了標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，它絕想不到應(yīng)再次檢查電源線是否有問(wèn)題，所以，電源濾波器的高頻特性是十分重要的。

特別提示：當(dāng)設(shè)備的輻射發(fā)射不合格時(shí)，別忘記檢查電源線的共模傳導(dǎo)發(fā)射，很多場(chǎng)合輻射發(fā)射的超標(biāo)時(shí)由于電源線上的共模電流造成的。