《电磁兼容技术基础知识4_干扰滤波技术(布谷鸟声学)综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁兼容技术基础知识4_干扰滤波技术(布谷鸟声学)综述（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电磁兼容技术基础知识 干扰滤波技术 内部培训资料 目 录 n干扰滤波在EMC设计中作用 n 差模干扰和共模干扰 n 常用滤波电路 n 怎样制作有效的滤波器 n 正确使用滤波器 干扰滤波在EMC设计中作用 滤波器的作用: 信号滤波器 电源滤波器 切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。 目 录 n干扰滤波在EMC设计中作用 n 差模干扰和共模干扰 n 常用滤波电路 n 怎样制作有效的滤波器 n 正确使用滤波器 差模干扰和共模干扰 共模和差模电流: VV ICM ICM ICM IDM 共模/差模干扰的产生: 差模干扰和共模干扰 1. 50Hz的奇次谐波（1、3、5、7
2、） 2. 开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主， 1MHz以上共模为主） 开关电源噪声: 差模干扰和共模干扰 目 录 n干扰滤波在EMC设计中作用 n 差模干扰和共模干扰 n 常用滤波电路 n 怎样制作有效的滤波器 n 正确使用滤波器 衰减衰减 衰减衰减 低通 带通 高通 带阻 3dB 截止频率 干扰滤波器的种类: 常用滤波电路 C T L 反 低通滤波器类型: 常用滤波电路 20 40 60 80 100 fc 10fc 100fc 1000fc 5阶 4阶 3阶 2阶 1阶 20N/十倍频程 6N/倍频程 插入损耗 dB 电路与插入损耗的关系: 常用滤波电路 50 100 欲衰减20
3、dB 4 6=24 20 至少4阶滤波器 10 100 1 20 = 20 1阶滤波器就可以了 为了保险，可用2阶 欲衰减20dB L、C的数值决定截止频率 阶数决定过渡带的陡度 确定滤波器阶数: 常用滤波电路 目 录 n干扰滤波在EMC设计中作用 n 差模干扰和共模干扰 n 常用滤波电路 n 怎样制作有效的滤波器 n 正确使用滤波器 源阻抗 电路结构 负载阻抗 高 C、多级 高 高 、多级 低 低 反、多级反 高 低 L、多级L 低 规律：电容对高阻，电感对低阻 根据阻抗选用滤波电路: 怎样制作有效的滤波器 Fco = 1/(2 Rp C) ZL Zs、ZL并联 C IL = 20 lg(C
4、Rp) IL IL = 20 lg(L/Rs) Fco = Rs/(2 L） Zs、ZL串联 Zs L Zs ZL 插入损耗的估算: 怎样制作有效的滤波器 L C RR L = R / 2FC C = 1 / 2RFC 对于T形（多级T）和 形（多级）电路，最外 边的电感或电容取 L/2 和 C/2，中间的不变。 器件参数的确定: 怎样制作有效的滤波器 ZC 实际电容 理想电容 f 引线长1.6mm的陶瓷电容器 电容量 谐振频率(MHZ) 1 F 1.7 0.1 F 4 0.01F 12.6 3300 pF 19.3 1100 pF 33 680 pF 42.5 330 pF 60 1/2 L
5、C CL 实际电容器的特性: 怎样制作有效的滤波器 0.15 -0.15 0 -55125 5 -15 0 -55125 -10 -5 COG X7R -60 20 -3090 -30 0 Y5V 30 %C %C %C 温度对陶瓷电容容量的影响 : 怎样制作有效的滤波器 COG X7R Y5V 20 0 -20 -40 -60 -80 0 20 40 60 80 100 %额定电压（Vdc） %C 电压对陶瓷电容容量的影响 : 怎样制作有效的滤波器 ZL 理想电感实际电感 f 电感量 （H） 谐振频率 (MHZ) 3.4 45 8.8 28 68 5.7 125 2.6 500 1.2 绕在
6、铁粉芯上的电感 1/2 LC L C 实际电感器的特性: 怎样制作有效的滤波器 每圈之间的电容 CTT 导线与磁芯之间的电容CTC 磁芯为导体时，CTC为主要因素， 磁芯为非导体时，CTT为主要因素。 电感寄生电容的来源: 怎样制作有效的滤波器 衰减 电容并联 LC并联 电感并联 小电容 大电容 并联电容 频率 大容量小容量 克服电容非理想性的方法: 怎样制作有效的滤波器 目 录 n干扰滤波在EMC设计中作用 n 差模干扰和共模干扰 n 常用滤波电路 n 怎样制作有效的滤波器 n 正确使用滤波器 引线电感与电容 一起构成了一个T 形低通滤波器 在引线上安装两 个磁珠滤波效果 更好 地线电感起
7、着不良作用 三端电容 普通电容 30 70 1GHz 20 60 40 三端电容器的原理: 正确使用滤波器 接地点要求： 1 干净地 2 与机箱或其它较大 的金属件射频搭接 三端电容的正确使用: 正确使用滤波器 寄生电容造成输入 端、输出端耦合 接地电感造成旁 路效果下降 三端电容器的不足: 正确使用滤波器 金属板隔离输入 输出端 一周接地 电感很小 穿心电容更胜一筹: 正确使用滤波器 插入损耗 频率 1GHz 普通电容 理想电容 穿心电容 穿心电容的插入损耗: 正确使用滤波器 必须安装在金属板上，并在一周接地 最好焊接，螺纹安装时要使用带齿垫片 焊接时间不能过长 上紧螺纹时扭矩不能过大 馈通
8、滤波器使用注意事项: 正确使用滤波器 线路板地线面 上面 底面 线路板上使用馈通滤波器: 正确使用滤波器 铁粉芯 C = 4.28pf C = 3.48pf 19% 铁氧体（锰锌） C = 49pf C = 51pf 4% 磁芯对电感寄生电容的影响: 正确使用滤波器 然后： 1.起始端与终止端远离（夹角大于40度） 2.尽量单层绕制，并增加匝间距离 3.多层绕制时， 采用“渐进”方式绕，不要来回绕 4.分组绕制 （要求高时，用大电感和小电感串联起来使用） 如果磁芯是导体，首先： 用介电常数低的材料增加绕组导体与磁芯之间的距离 减小电感寄生电容的方法: 正确使用滤波器 共模扼流圈中的负载电流产生
9、的磁场相互抵销，因此磁芯不会饱和。 有意增加漏磁， 利用差模电感 共模扼流圈: 正确使用滤波器 铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁芯 铁氧体：最常用 锰锌：r = 500 10000，R = 0.1100m 镍锌：r = 10 100，R = 1k 1Mm 超微晶：r 10000，做大电感量共模扼流圈的磁心 电感磁芯的选用: 正确使用滤波器 S D1D2 饱和电流： Imax = Bmax S (D1-D2)/2L 电感量： L （nH）= 0.2 N2 r S(mm) ln (D1/D2) 电感量 厂家手册给出 厂家经常给出每匝的电感量“AL”，则 L （nH）= AL N2 电
10、感量与饱和电流的计算: 正确使用滤波器 Z = jL + R R Z L R(f) 1MHz 10MHz 100MHz 1000MHz 干扰抑制用铁氧体: 正确使用滤波器 1 10 100 1000 125 4500 1250 600 300个 30个 0.1 1 10 100 1000 匝 1匝 无偏置 有偏置 铁氧体磁环使用方面的一些问题: 正确使用滤波器 低通滤波器对脉冲信号的影响: 正确使用滤波器 板上滤波器 无屏蔽的场合 滤波器靠近被滤波导 线的靠近器件或线路 板一端。 有屏蔽的场合：在屏蔽界面上 信号滤波器的安装位置: 正确使用滤波器 滤波器要并排安装 线路板的干净地与金属机 箱或
11、大金属板紧密搭接 为滤波设置干净地 在接口处设置档板 滤波器靠近接口 板上滤波器的注意事项: 正确使用滤波器 容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短 面板上滤波的简易（临时）方法: 正确使用滤波器 屏蔽盒 馈通滤波器 连接器 滤波连接器 虽然是最佳 选择，但是 当空间允许 时，也可以 这样： 电缆滤波的方法: 正确使用滤波器 滤波电路可以按照需要设计 ，但是至少有一级馈通滤波 器 连接器按照需要选择，也可以是引线 锡焊，保证完全隔离 螺纹盲孔 自制面板滤波器: 正确使用滤波器 滤波器与面板之 间必须使用电磁 密封衬垫！ 面板安装滤波器注意事项: 正确使用滤波器 滤波器接地阻抗 预期干扰电流路
12、径 实际干扰电流路径 对接地没有把握时， 避免使用形滤波器 ！ 使用形滤波器的注意事项: 正确使用滤波器 共模扼流圈 差模电容 共模电容 共模滤波电容受到漏电流的限制 电源线滤波器的基本电路: 正确使用滤波器 损 耗 频率 理想滤波器特性 实际滤波器特性 一般产品说明书上给出的数据是50条件下的测试结果。 30MHz 越来越受到关注 电源线滤波器的特性: 正确使用滤波器 或 精心绕制或多个电感串联 改善滤波器高频特性的方法: 正确使用滤波器 0 -10 50 / 50 100 / 0.1 或 0.1 / 100 频率 插入损耗 解决办法：差模电感上并联电阻（50 1k)，差模电容上串联电阻（0
13、.5 10） 注意插入增益问题: 正确使用滤波器 滤波器 0.1 100 滤波器 0.1 100 0 衰减 50条件下的插入损耗 0.1/100条件下的插入损耗 插入损耗增益会暴露出来 选择滤波器的保险方法: 正确使用滤波器 PCB 滤波器 滤波器 输入线过长 输入、输出耦合 PCB 电源线滤波器的错误安装: 正确使用滤波器 滤波器 绝缘漆 PCB 滤波器通过细线接地，高频效果很差！ 接地线 电源线滤波器的错误安装: 正确使用滤波器 滤 波 器 PCB 滤波器直接接地尽量短 输入、输出线隔离 滤波器安装在线路板上时， 在电源线入口处增加一只高 频共模滤波器 电源 PCB 滤波电路 滤波器的正确安装: 正确使用滤波器 A f IL f + fCO fCO A f 输入脉冲频谱 滤波器特性 输出脉冲频谱 2VIPd 2VIPd 相当于脉冲的上升时间和脉宽变大 ，而幅度没有减小。 低通滤波器对脉冲干扰的抑制: 正确使用滤波器 2VIPd 瞬态抑制器件与低通滤 波器一起使用 脉冲干扰频谱 经过瞬态抑制频谱 低通滤波后频谱 抑制脉冲干扰的方法: 正确使用滤波器 交流输入 直流输出 电压提升器 控制 电路 整流后电压 整流后电流 输出电压 整流后电压 整流后电流 直流输出电压 提升电压 解决谐波问题: 正确使用滤波器 谢谢大家！
