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滤波器的挑选

2017-09-16 06:03分类:电工考证知识 阅读:

 

这篇文章为咱们介绍滤波器挑选时需求留神的疑问。
1、假定未经过对仪器的EMI、EMS方针查验就选定了滤波器,底子上归于“瞎子骑瞎马、夜半临深池”的主儿;
2、假定机器上挑选的是一个市道上买来的通用滤波器,这个滤波器底子上是能够不加的;
3、滤波器8分定制、2分通用才算比照靠谱。
下此定论的要素是因为近期遇到的好几起工作,都加了滤波器,但传导便是不过,终究仍是根据查验作用给方案了个滤波器样品,一装上ok才算pass,正本方案本身也并不杂乱,不过多加了一级差模电容和差模电感、或调整了一下滤波器电感电容的参数算了。通用型的IEC插座滤波器,里边的空间很小,一般只能放得下2个共模电容、一个差模电容和一个共模电感,靠这点东西就能放之四海而皆准,难度极大焉。
那滤波器应怎样选型
榜首种是预知晓(最少是估量)需滤掉的杂波频点或频段和强度,然后提出对滤波频段的衰减恳求,将此恳求提给厂家,由厂家给您方案一款适用的滤波器。
第二种是先方案商品,构造空间上预留出装滤波器的方位,等商品装好后进行查验,根据查验的成决断定滤波器的滤除频点和衰减特性。
除此二者外,底子上没有别的的办法能有用地选好滤波器。
事例1:
如低频无极灯商品,整流器开关频率220KHz,此频率是烦扰的基频,别的烦扰频率底子都是此频点的高次谐波,在起先方案时,就能够根据预估给出滤波器的恳求来,220KHz频点时,共模插损ILCM=60dB 差模插损ILDM=60dB,根据这个恳求,滤波器厂家就能够方案出滤波器来。
如手术室用监护仪,与手术刀在一同的环境下运用,手术刀的频率是500KHz,能够根据预估给出对滤波器的恳求,500KHz频点时,共模插损ILCM=70dB 差模插损ILDM=70dB,根据这个恳求,滤波器厂家就能够方案出滤波器来。
插损这个方针,行规是在50Ω的标准负载下测得的,但实习电路中,阻抗匹配的不或许这么标准,因而,插损的方针在运用会打些扣头。所以预估时恳求方针要高些。
事例2:某商品未加滤波器时的查验作用,画黑圈的是两个首要的超支频点,最左边的点是213KHz,超支7dB分配,右面一个是它的高次谐波,能够不用理它,213K滤掉了,那个也就跟着消除了。
作为电子方案工程师,能预估出、或能测出预订的烦扰频率和提出拟衰减的方针来,这就够了。
滤波器有多种,做仪器设备中常用到的是电源滤波器和信号滤波器。别的类型的作无功功率抵偿的电力滤波器、微波频段的滤波器不是这儿议论的内容。
滤波器的挑选需求思考以下多点:
1.电压
这个电压值恳求是一个方案,是稳态电压±纹波电压的概括。
2.电流
电流的方针很要害,它抉择了滤波器内部的电感的绕组铜线和引出线的线径。假定选细了,细导线上跑大电流,如小马拉大车,会致使严峻发热致使焚毁。这个电流也是一个方案,稳态电流+不坚决电流的最大值。
3.电磁兼容标准恳求
已然是滤波器,为的便是滤掉一些不希望的频段,而滤除的作用一般是由EMC查验标准和现场运用的直观作用来断定。分外是电源滤波器,最佳能断定用此滤波器的商品需求经过的是哪个标准,根据标准恳求的纷歧样,在挑选时也有其特定的查验频段恳求。
电源滤波器的首要关于方针是传导发射CE和传导抗扰CS,信号滤波器的则首要看EMC标准里对不希望输入频段和不希望输出频段的恳求了。
比方无极灯用的整流器,本身便是一个开关工作状况,会有对外的发射,EMC查验时分会要害查看其开关频率以及其高次谐波成分的传导烦扰,滤波器就需求关于这些特定频段或频点具有满意的滤除作用。
4.安规标准恳求
读者或许会觉得乖僻,选滤波器,说安规标准干啥这是因为滤波器一般用在电源输入端和板卡的接口处,这些部位都是安规疑问的重灾区。等所以滤波器一身承当了多个恳求。与滤波器有关的安规要害是三个方针:绝缘耐压、漏电流、剩下电压剩下能量。
绝缘耐压打LN对地的绝缘强度,查看的是Y电容的耐压值,Y电容大了,漏电流就会大,简略致使安规恳求上的漏电流超支,如今有有些厂家方案上就选用了输入端无Y电容方案。这么LN对G就成了LN经过L1、Cy1、Cy2、G’对G了,而G和G’是不连的。假定选用了输入端接Y电容的办法,行将Cy1和Cy2放到前面R的左边来,则查验时须留神绝缘耐压的设定和漏电流的巨细是正有关的,最高不跨过20mA。早年遇到过差点被退货说滤波器安规不合格的状况,终究经查是1500V时漏电流设定为2mA(应为5mA),查验仪器报警便是正常的了。
另一个疑问便是R的挑选,有许多厂家的滤波器没装这个电阻,在拔掉插头后,在较短的时间内,去摸电源的插口,假定会有被电的感触,疑问就出在没装这个电阻上。这是个高耐压、起泄放电作用的功率电阻。
5.滤波器电路构造办法
电路构造办法和时期的参数挑选是滤波器的基地,但便是在这一有些,运用工程师的挑选常常两眼一摸黑着选,尽管大多时分也差不多能够用,但既不至交也不知彼的方案办法,糟蹋本钱、埋留风险的或许性就大大添加。这在需求精益方案、从我国制作到我国发明的电子制工作,从初级工程师向资深工程师的生长时间望上来说,都是不达时宜的。
滤波器的作用是对经过其的纷歧样频率有纷歧样的拓宽作用,对通带内频段的则不衰减,对通带外要按捺的则以几十个dB的等级进行衰减,然后抵达过筛子的意图。但便是滤波器在对纷歧样频率的电压幅值选用纷歧样拓宽倍数的时分,电磁波的相位也在发作改动,因为相位也是和频率有关的,所以滤波器构造办法的挑选,也仍是有些学识的。
滤波器构造办法常用的是三种:
a.巴特沃思滤波器:特征是通带内拓宽倍数平坦,通带内,跟着频率的改动,滤波器拓宽倍数底子坚持不变;但缺陷是通带向截止段的过渡段,过渡的较为峻峭。意思是说,敌人和兄弟的距离不是很了解,有一有些兄弟也在干着敌人的工作,有一有些敌人也在帮咱们,对这一有些是杀掉仍是留在安排里,让人很纠结。假定有用频率和烦扰频率离得很近,这种滤波器的作用就很有疑问。
b.切比雪夫滤波器:它能够极好的处理巴特沃思过渡带峻峭的缺陷,在这种办法的滤波器中,过渡带很峻峭,即便有用频率和烦扰频率很近,因为过渡带很峻峭,所以其截止频率点前后两个频段拓宽倍数的纷歧样很大,非友即敌,极好差异,是兄弟就没干过对不住咱们的事,是敌人的就没干过对咱们好的事,所以兄弟拉入安排优优待遇,是敌人则洁净利落的消除之。高山之侧必有深谷,一个利益必定伴跟着一个缺陷,切比雪夫滤波器的缺陷是在通带频率的结束有些,拓宽倍数会有较强的不坚决,即在通带内,跟着频率的改动,拓宽倍数尽管比滤除频段大了许多,但对通带内的频率,其拓宽倍数并不是坚持安稳不变的,便是说,兄弟们的心境并不安稳,也不是悉数兄弟都自始自终的支付协助。(仅做举例阐明,不要误解为对兄弟的不满哈)
c.贝塞尔滤波器:此种滤波器不是很通用,用的较专,因为它的特性是相位线性。前两种重视的是拓宽倍数,但假定对语音信号,比方歌曲,通带内拓宽倍数尽管没有改动,但其旋律却不再动听。因为相位的改动致使歌曲的呕呀啁咤难为听。此刻,贝塞尔滤波器将会发作其作用。
至于挑选哪种滤波器电路构造办法,电路工程师未必去做深化研讨,但须知道自个想要的特性,并供应应滤波器厂家,由他们帮您做挑选。
如今的电源滤波器都是低通滤波器,经过的都是工频50Hz或60Hz,这是有用频率,别的的满是无用的了,所以用截止频率在1KHz以上的就捉襟见肘,因而,瞎子骑瞎马似的随意选滤波器,许多时分也没出疑问。所以对电源滤波器的挑选在技术、安规上就要多重视了。但在有特定输出或输入的场合,电源滤波器的挑选就要稳重了。比方医疗手术时的电刀商品,其工作频率是500KHz,它本身会对网电源构成烦扰,所以电刀的对别传导烦扰需求按捺;一同,与电刀共用电源的设备也要警觉,其500KHz也或许会对您发作烦扰。
6.插损曲线
滤波器的插损丈量当不得真。举例来说,假定咱们发现十0KHz超支13dB,挑选了一款滤波器,从插损曲线上看出其在十0KHz时的插损是20dB,觉得此滤波器用上去就必定就没疑问,那就错了,因为厂家的插损曲线都是在50Ω-50Ω的标准阻抗下测得,实习上的运用现场,底子能够必定不是如此标准的源阻抗和负载阻抗特性,所以滤波器的衰减作用会大打扣头,因而,挑选的时分对拟按捺的频率点有必要最少留出20dB的余量,如上例就需挑选十0KHz时插损不低于33dB的滤波器。
别的插损分共模插损和差模插损,一般对30MHz以上的烦扰,挑选共模插损满意上面恳求的滤波器,十MHz以下的烦扰挑选差模插损满意恳求的滤波器,对上例十0KHz,挑选差模插损33dB的滤波器。
7.滤波器的设备办法
这个疑问好了解,一般有板式(有可焊插针引脚)、螺丝固定设备、IEC标准(带单相220V三针输入)、带开关的IEC,这个根据实习构造功用恳求挑选即可。
8.设备技术标准
滤波器的设备是仅次于电路构造办法和构成器材方针的技术要素。首要体如今滤波器的方位、接地的办法。方位恳求挨近输入或输出端,为的防止输入端输出端线缆上的高频烦扰辐射出来影响到别的电路;输入线输出线不得并行走线,不得挨近走线,防止彼此串扰构成该洁净的洁净不了;滤波器课题是金属壳体,接地恳求面接地而不是线接地,须确保悉数面与地触摸超卓,不能仅靠固定引脚的螺丝或上面引出的接地导线来接地,导线接地的引线电感量大,高频接地阻抗偏高致使高频接地不良,滤波作用欠好;接地线缆不宜用拧接办法,有必要选用焊接办法。
9.滤波器的Q值
Q值对实习滤波作用影响倒不大,但Q值代表的是损耗 / 输入功率,Q值越高,阐明损耗越大,意指会有有些能量在滤波器的电感上被损耗掉。在一般的低功率电源滤波器和信号滤波器上,此疑问不会太超卓。但在较大功率的滤波器上,这个损耗不行小视,一是会致使发热,发热后的电容会致使较大的负面影响,漏电流、耐压、容值等都会随温度改动而改动;二是耗电量大会致使无谓的电丢掉。

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