滤波器是一种对波进行过滤的器件,在生活中一般用在收音机、电视机、音响等各种电器,在工业和军事上还有更广泛的用途。
电源滤波器概述。
电源滤波器的作用是减少电源干扰。电源干扰可分为普通模式和普通模式。普通模式是两组输入电源线之间的杂信,通常在关闭和启动时产生。共同模式是指设备接地不良、无线电、冰箱电机电磁、日光节能灯镇流器、洗衣机、风扇可控硅调速等造成的干扰。
在实验测试过程中,经常遇到这样的情况:虽然设计工程师在设备电源线上连接了电源滤波器,但设备仍不能通过传导骚扰电压发射测试,工程师怀疑滤波器滤波效果不好,不断更换滤波器,仍不能达到理想的效果。
分析设备超标的原因,无非是以下两个方面:
1.设备产生的骚扰
2.设备滤波不足。
在第一种情况下,我们可以采取措施降低骚扰强度或增加电源滤波器的阶数,提高滤波器对骚扰的抑制能力。在第二种情况下,除了滤波器本身性能差外,滤波器的安装方法对其性能也有很大影响。设计工程师经常忽视这一点。
在许多测试中,我们可以通过更改滤波器的安装方法来使设备顺利通过测试。以下是滤波器安装错误对滤波器性能影响的一些常见例子。
输入线太长
许多设备的电源线进入底盘后,通过长导线连接到滤波器的输入端。例如,电源线机箱后面板输入,走到前面板的电源开关,回到后面板接滤波器。或滤波器的安装位置远离电源线入口,导致导线过长(如图1所示)。
由于从电源入口到滤波器输入端的导线过长,设备产生的电磁骚扰通过电容或电感耦合重新耦合到电源线上,骚扰信号的频率越高,耦合越强,导致实验失败。
平行走线
一些工程师为了使底盘内部的布线美观,经常把电缆绑在一起,这是不允许电源线的。如果电源滤波器的输入输出线平行布线或捆绑在一起,由于平行传输线之间存在分布电容,这种布线方式相当于滤波器输入输出线之间的并联电容,为骚扰信号绕过滤波器提供了一条路径,导致滤波器性能大幅下降,频率高时甚至失效。
等效电容的大小与导线距离成反比,与平行走线的长度成正比。等效电容越大,对滤波器性能的影响就越大。
接地和壳体
这种情况也很常见。许多工程师安装滤波器时,滤波器外壳与底盘之间的搭接不良(有绝缘漆);同时,接地线较长,导致滤波器高频特性恶化,降低滤波性能。
由于接地线较长,导线在高频时的分布电感不容忽视。若滤波器搭接良好,干扰信号可通过壳体直接接地。如果滤波器外壳与底盘搭接不良,则相当于滤波器外壳(地面)与底盘之间的分布电容,导致高频接地阻抗较大,特别是在分布电感和谐振频率附近,接地阻抗趋于无限。
滤波器接地不良对滤波器性能的影响:由于滤波器接地不良,接地阻抗大,部分骚扰信号可通过滤波器(如图3所示)。为解决搭接不良问题,应刮掉机箱上的绝缘漆,确保滤波器外壳与机箱有良好的电气连接。
在这种安装方式下,滤波器外壳与外壳接触良好,可以堵塞电源线在底盘上的开口,提高底盘的屏蔽性能;此外,滤波器输入输出线与底盘屏蔽隔离,消除输入输出线之间的骚扰耦合,保证滤波器的滤波性能。