经典电源滤波器知识

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1、电源滤波器,1 前言 2 专有名词&定义 3 噪声介绍 3-1 噪声组成及其来源 3-2 噪声干扰的途径 3-3 噪声的种类 4. 电源滤波器介绍 4-1 电源滤波器的基本架构 4-2 电源滤波器的功用及使用方法 4-3 电源滤波器的测试方法 4-4. . 电源滤波器的结构比较 4-5 电源滤波器的应用及市场 4-6 电源滤波器的选用 4-7 电源滤波器的生产厂商 5 “Hiigh & Low”电源滤波器 5-1 “Hiigh & Low”公司产品简介 5-2 “Hiigh & Low”电源滤波器的命名规则,目录,现今的电子产品都以符合小型化、高性能、高精度、高信赖度、及高反应度等为目标,使得

2、电路组件的分布密度过高、电路的体积大大的缩小,然而电路便得越精巧,则会有更多的组件挤在很小的空间当中,增加了干扰的机会,其中以电磁干扰(Electromagnetic， interference, EMI )及噪声最令人感到困扰. 电磁干扰问题的考量,长久以来资质是电子装备级系统在设计上的一大盲点,此乃因电磁干扰所牵涉的因素繁多,以及处理时所需的专业知识较广的关系. 然而由于科技产业的高度竞争,新产品的生命周期越来越短,使得我们不得不寻求EMI问题的快速解决方法,来缩短产品的研发时间, 以期能抢占市场先机.,前言,专有名词与定义,电磁干扰- EMI (Electromagnetic Inter

3、ference) 系统及设备在正常运作中被另一系统或设备散发出的电磁能源所干扰. 射频干扰- RFI (Radio- Frequency Interference) 与电磁干扰(EMI)为同义字 电磁共容性- EMC (Electromagnetic Compatibility) 某一系统或设备在特定的电磁环境中,可以正常运作而不会引起不正常的运作之情况.,噪声介绍,噪声组成及其来源 噪声干扰的途径 噪声的种类,一般的电源(如:切换式电源供应器)噪声包含有共模噪声和差模噪声两个分量，此两个噪声分量分别是由共模噪声电流和差模噪声电流所造成的。在三线式的电力系统中，由电源所取得的电流依其流向可分为

4、共模电流和差模噪声电流。其中，共模噪声电流指的是Line 、Neutral 两线相对于接地线(Ground)之噪声电流分量，而差模噪声电流指的是直接流经Line 和Neutral 两线之间而不流经过地线之噪声电流分量。为了有效抑制噪声，我们必须针对噪声源的产生及其耦合路径进行分析。共模噪声主要是由电路上之Power MOSFET(Cq)、快速二极管(Cd)及高频变压器(Ct)上之寄生电容和杂散电容所造成的。而差模噪声则由电源电路初级端的非连续电流及输入端滤波大电容(CB)上的寄生电阻及电感所造成.,噪声组成及其来源,传导- Conduction 频率: 30K Hz 30M Hz 传导性的EM

5、I是经由电源导线来传递噪声的,故连接在同一个电力系统的电气装置所产生EMI会经由电源线而彼此相互干扰, 为对于传导性EMI作有效的管制,通常在电器和电源之间会加装滤波器来加以防治.P.S: 大部分产品衰减值只看100K Hz 30M Hz频率段. 辐射- Radiation 频率: 30M Hz 1G Hz 辐射性的EMI是直接经由开放空间传递, 不需再经由任何传输介质,故一般仅能以遮蔽(Shielding)、接地(Grounding)等方式来解决.,噪声干扰的途径,噪声的种类,a. 差模噪声( Differential Mode ) ”差模噪声”又称为“对称型噪声”. a-1. 指电源线间(

6、 Line Neutral )存在之噪声电压、电流 a-2. 因附近设备之噪声而产生 a-3. 在建筑物之配线中可迅速地被抑制、衰减 b. 共模噪声( Common Mode ) ”共模噪声”又称为“非对称型噪声”. b-1. 指电源线与接地回路( Line Ground, Neutral Ground )间存在之噪声电压、电流. b-2. 由讯号源传输进入电源系统及设备. b-3. 或因某发射源发射之高频干扰而在电源线中产生,电源滤波器的基本架构 电源滤波器的功用及使用方法 电源滤波器的测试方法 电源滤波器的结构比较 电源滤波器的应用及市场 电源滤波器的选用 电源滤波器的生产厂商,电源滤波器

7、的介绍,电源滤波器的基本架构,此处所选用之线路为”High & Low”电源滤波器中之2F线路. 电源滤波器中所用之组件均为无源源件,其中的组件包括了共模电感(L2)、差模电感(L1)、X电容(C1、C2)、Y电容(Cy)、电阻(R).,a. 功用 a-1. 使设备不受其它设备干扰. a-2. 使设备传导无干扰. b. 使用方式 接于电源线与设备之电源供应器之间. P.S:使用的注意事项 1. 电源滤波器的安装位置要靠近电源入口处, 尽量缩短引线长度. 2. 确保滤波器外壳与机箱外壳良好接触, 机箱外壳良好接地, 以确保滤波器完全接地. 3. 滤波器的耐压测试是破坏性实验,由于这种测试对内部器

8、件带有一定损伤,用户测试次数不能过多或超出其耐压测试标准, 时间不能过长. 否则会降低滤波器的寿命,甚至损坏滤波器.,电源滤波器的使用方法及功用,电源滤波器的测试方法,抑止特性(Attenuation Characteristics) (电磁干扰之高频噪声在通过滤波器后被衰减或抑制之量, 其测试条件预设在负载为50O电阻性阻抗条件下进行) a-1. 测试线路 * L-G 共模噪声抑止(Common Mode, Asymmetrical Attenuation ) * L-L 差模噪声抑止(Differential Mode, Symmetrical Attenuation) a-2. 计算方式

9、：Att. (dB) = 20Log E2/E1 a-3. 为品质管制之依据 * 对滤波器在设备中使用之效果,无真正价值,因电源线或设备均不为50O电阻性阻抗 * 每部设备均于装上filter后,做干扰传输试验, 以作为filter良劣判定之做法决不可行,故以插入损失为判别依据. * 为生产者出货及客户进货检验之参考依据.,插入损失(Insertion Loss),最大漏电流(Maximum Leakage Current),b-1. 漏电流的大小与Y电容之电容量大小成正比; b-2. 最大漏电流系依使用设备之不同而有不同的规定,其目的为确保使用者的安全. 115VAC 60Hz _ 250V

10、AC 50Hz _,耐压测试(Hi-Pot Test),c-1. 线对线与线对地间之绝缘完整性及绝对性确定,以确保安全及信赖度; c-2. 测试时施以比正常使用较高的电压; P.S: 因耐高压测试是一种破坏性的实验, 故一般测试均用DC 电流,以免伤害到Y 电容.,电源滤波器的结构比较,电源滤波器的应用及市场,A. 计算机外设Computer 扫描仪(Scanner),投影机(Projector), etc.,电源滤波器的应用及市场,B. 通讯设备Communication 摄相机(CCTV ),电源滤波器的应用及市场,C. 测试测量仪器Test ,电源滤波器的应用及市场,D. 家用电器设备H

11、ousehold electric appliances - 空调(Air-conditioner);健身器材(Health-care Appliance) 按摩椅,跑步机等; 冰箱( Refrigerator);洗衣机(Washing Machine), 吸尘器(Vacuum); etc.,电源滤波器的应用及市场,E. 重型电机设备Heavy Electric Machinery - 工具机(Machine Tool) , 变苹器(Invertors), 电梯(Elevator); 马达设备(Motor Driving Equipment),稳压器(AVR), 自动化设备(Automatio

12、n Control) etc.,电源滤波器的应用及市场,F. 医疗设备Medical & Dental appliances,电源滤波器的应用及市场,G. 其它电子产品Others electronics finished products 游戏机(Game), 扩大机(Stereo)., 照明设备(Lighting Equipment),电源滤波器的选用,1. 根据设备的额定工作电压、额定工作电流和工作频率来确定滤波器的类型. 1-a. 滤波器的额定工作电流不要取得过小, 否则会损坏滤波器或降低滤波器的寿命. 1-b. 但额定工作电流也不要取得过大, 这是因为电流大会增大滤波器的体积或降低滤

13、波器的电性能及增加不必要的成本. 1-c. 为了既不降低滤波器的电性能, 又能保证滤波器安全工作, 一般按设备额定电流的1.2 倍来确定滤波器的额定工作电流. 2. 根据设备现场干扰源情况,来确定滤波器的类型. 2-a. 确定干扰噪声(噪音)类型, 是共模干扰还是差模干扰, 这样才能有针对性的选用滤波器. 2-b. 如果不能确定干扰的类型, 可通过实际测试(EMC TEST) 来确定滤波器的型号, 这种方法往往是一种既实际又有效的方法. 3. 根据设备最大泄漏电流的允许值来选择滤波器. 3-a. 此项尤其适用于一些医疗保健设备.,电源滤波器的生产厂商,成都: 宏明、捷凯特 西安: 西京南云 常

14、洲(江苏): 坚力(JIANLI)、多极 上海: 埃德(AERODEV) 北京: 北京理工大学(BIT)、中北创新(TRANS)、中石、惠博顿(HUGETON)、中宇豪(ZYH),中国国内,电源滤波器的生产厂商,力征(“High 富湾(又名“广智”, “Canny Well”, 大陆工厂制东莞) 钜清(“JYCH CHING”,台湾工厂制),台湾品牌,电源滤波器的生产厂商,日本: TDK; OKAYA; TOKIN. 美国: Corcom; Schurter. 瑞士: Schaffner. 韩国: 东日(DIT).,国际品牌,“High & Low”电源滤波器,“High & Low”公司产品

15、简介 “High & Low”电源滤波器的命名规则,“High & Low”公司产品简介,为了使客户的电子设备能在日益严重的电磁干扰环境下正常的工作, 同时又不因自己的电子设备产生有害电磁干扰破坏电磁环境, 使用EMI/RFI 电源滤波器是客户采取的最基本措施, 也是客户为了达到国家的、国际的相关电磁兼容标准采取的必然方法. “High & Low”电源滤波器目前均是由无源组件（ L.R.C） 组成, 含有共模和共差衰减网络. 电源滤波器的应用要求同信号传输应用要求正好相反, 不是阻抗匹配而是阻抗失配,滤波器与终端阻抗失配越大, 干扰讯号越无法传输, 滤波器的阻断作用越强. “High & Low”电源滤波器是由台湾力征实业股份有限公司（ High & Low Corporation）开发、设计,海尔诺电子(深圳)有限公司(High & Low Electronics Co., Ltd.)生产. “High & Low”电源滤波器均已取得美国(UL)、德国(VDE)、丹麦(DEMKO)、芬兰(FIMKO)、挪威(NEMKO)、瑞典(SEMKO)、加拿大(CSA)、欧州共同体(CE)等多个国家的安全测试认证, 大量销往美国、意大利、韩国、以色列、英国、台湾等十几各国家及地区, 在国际间亦享有极高的声誉.,“High & Low”电源滤波器的命名规则,