噪声滤波器应用原理
根据电磁兼容性要求选择、使用噪声滤波器的方法或程式不是唯一的。这要作为电磁兼容性设计过程的一部分,在电器设计、生产、调试中解决。尽管如此,在设计使用噪声滤波器之前,了解电磁骚扰传播方式、噪声频率范围和插入电路的电磁环境是有益的。
电磁骚扰的传播方式大致分两种:一种是传导干扰,另一种是辐射干扰。用于改善电路噪声容限的板上型噪声滤波器可设计在9kHz～1780MHz频率范围内(根据电磁兼容有关标准)某一频段下工作。大体上可以认为:噪声频率低段表现为传导干扰(骚扰),噪声滤波器主要靠扼流圈感抗提供噪声抑制;在噪声频率高端,传导噪声功率被扼流圈等效电阻吸收和分布电容旁路,这时,辐射骚扰成为干扰的主要形式。辐射骚扰在附近元件、引线上感生噪声电流,严重时会引起电路自激,这在小型高密度电路元件组装情况下变得更加突出。抗EMI器件大都作为低通滤波器插入电路中抑制或吸收噪声干扰。可根据需要抑制的噪声频率,设计或选择滤波器截止频率fcn。上面已经提及,噪声滤波器作为噪声失配器插入电路中。其作用是对高于信号频率的噪声严重失配。用噪声失配概念,滤波器的作用可以这样来理解:通过噪声滤波器,噪声或因分压(衰减)降低噪声输出电平;或因多次反射吸收噪声功率;或因通道相位改变破坏寄生振荡条件,从而改善了电路的噪声容限。此外,设计、使用抗EMI器件要注意以下几个问题:
(1) 了解电磁环境,合理选择频率范围;
(2) 噪声滤波器所在电路中是否存在直流或强交流,防止器件磁心饱和失效;
(3) 了解插入电路前后阻抗大小和性质使达到噪声失配,扼流圈阻抗一般为30～500Ω,宜在低源阻抗和负载阻抗下使用;
(4) 注意分布电容和相邻元件、导线产生感性交扰;
(5) 控制器件温升,一般不要超过60℃。
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