关于滤波的技术.doc

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1、关于滤波的技术滤波技术是抑制干扰的一种有效措施，尤其是在对付开关电源EMI信号的传导干扰和某些辐射干扰方面，具有明显的效果。任何电源线上传导干扰信号，均可用羌模和共模干扰信号来表示。差模干扰在两导线Z间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地（机売）Z间传输，属于非对称性干扰。在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小,共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。因此，欲削弱传导干扰，把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下。除抑制干扰源以外，最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路屮加装EMI滤波器。一般设备

2、的工作频率约为10〜50kHz。EMC很多标准规定的传导干扰电平的极限值都是从10kHz算起。对开关电源产生的高频段EMI信号，只要选择相应的去耦电路或网络结构较为简单的EMI滤波器，就不难满足符合EMC标准的滤波效果。瞬态干扰是指交流电网上出现的浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号，其特点是作用时间极短，但电压幅度高、瞬态能量大。瞬态干扰会造成单片开关电源输岀电压的波动；当瞬态电压叠加在整流滤波后的育流输入电压VI上，使VI超过内部功率开关管的漏一源击穿电压V（BR）DS时，还会损坏TOPSwitch芯片，因此必须采用抑制措施。通常，静电放电（E

3、SD）和电快速瞬变脉冲群（EFT）对数字电路的危害茯于其对模拟电路的影响。静电放电在5—200MHz的频率范围内产生强烈的射频辐射。此辐射能量的峰值经常出现在35MHz—45MHz之间发生自激振荡。许多I/O电缆的谐振频率也通常在这个频率范围内，结果，电缆屮便串入了大量的静电放电辐射能量。当电缆暴露在4_8kV静电放电环境屮时，I/O电缆终端负载上可以测量到的感应电压可达到600Vo这个电压远远超出了典型数字的门限电压值0.4Vo典型的感应脉冲持续时间大约为400纳秒。将I/O电缆屏蔽起來，且将其两端接地，使内部信号引线全部处于屏蔽层内，可以将干扰减小6

4、0—70dB,负载上的感应电压只有0.3V或更低。电快速瞬变脉冲群也产生相当强的辐射发射，从而耦合到电缆和机売线路。电源线滤波器可以对电源进行保护。线一地之间的共模电容是抑制这种瞬态干扰的有效器件，它使干扰旁路到机壳，而远离内部电路。当这个电容的容最受到泄漏电流的限制而不能太大时，共模扼流圈必须提供更大的保护作用。这通常要求使用专门的带屮心抽头的共模扼流圈，中心抽头通过一只电容（容量由泄漏电流决定）连接到机壳。共模扼流圈通常绕在高导磁率铁氧体芯上，其典型电感值为15〜20mHo传导的抑制往往单纯采用屏蔽不能提供完整的电磁干扰防护，因为设备或系统上的电缆才

5、是最有效的干扰接收与发射天线。许多设备单台做电磁兼容实验时都没有问题，但当两台设备连接起来以后，就不满足电磁兼容的要求了，这就是电缆起了接收和辐射天线的作用。唯一的措施就是加滤波器，切断电磁干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同够成完善的电磁干扰防护，无论是抑制T扰源、消除耦合或提高接收电路的抗能力，都可以采用滤波技术。针对不同的干扰，应采取不同的抑制技术，由简单的线路清理，至单个元件的干扰抑制器、滤波器和变压器，再至比较复杂的稳压器和净化电源，以及价格昂贵而性能完善的不间断电源,下面分别作简要叙述。专用线路只要通过对供电线路的简单清理就可以取得-•

6、定的干扰抑制效果。如在三相供电线路屮认定一相作为干扰敏感设备的供电电源；以另一相作为外部设备的供电电源「再以一相作为常用测试仪器或如他辅助设备的供电电源。这样的处理可避免设备间的一些相互干扰，也有利于三相平衡。值得一提的是在现代电子设备系统屮，由于配电线路屮非线性负载的使用,造成线路屮谐波电流的存在，而零序分量谐波在屮线里不能相互抵消，反而是叠加，因此过于纤细的中线会造成线路阻抗的增加，干扰也将增加。同时过细的屮线还会造成屮线过热。瞬变干扰抑制器属瞬变干扰抑制器的有气体放电管、金属氧化物压敏电阻、硅瞬变吸收二极管和固体放电管等多种。其中金属氧化物压敏电阻

7、和硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管，是箝位熨的干扰吸收器件；而气体放电管和固体放电管是能最转移羽干扰吸收器件（以气体放电管为例，当出现在放电管两端的电压超过放电管的肴火电压时，管内的气体发生电离，在两电极间产生电弧。由于电弧的压降很低，使大部分瞬变能量得以转移，从而保护设备免遭瞬变电压破坏）。瞬变干扰抑制器与被保护设备并联使用。气体放电管气体放电管也称避雷管，目前常用于程控交换机上。避雷管具有很强的浪涌吸收能力，很高的绝缘电阻和很小的寄生电容，对正常工作的设备不会带来任何有害影响。但它对浪涌的起弧响应，与对育流电压的起弧响应Z间存在很大羌异。例如

8、90V气体放电管对直流的起弧电压就是90V,而对5kV/gs的浪涌起弧电压最大值