電源濾波器想必大家都不陌生，關(guān)于它你知道多少呢？目前在電源濾波器領(lǐng)域什么牌子比較好呢？本文就來探討一下關(guān)于電源濾波器的選擇問題。

電源濾波器

電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路，又名“電源EMI濾波器”，或是“EMI電源濾波器”，一種無源雙向網(wǎng)絡(luò)，它的一端是電源，另一端是負(fù)載。電源濾波器的原理就是一種——阻抗適配網(wǎng)絡(luò)：電源濾波器輸入、輸出側(cè)與電源和負(fù)載側(cè)的阻抗適配越大，對電磁干擾的衰減就越有效。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進(jìn)行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。選擇電源濾波器需要注意什么？

濾波器有多種，做儀器設(shè)備中常用到的是電源濾波器和信號濾波器。其他類型的作無功功率補(bǔ)償?shù)碾娏V波器、微波頻段的濾波器不是這里討論的內(nèi)容。

1.電壓?這個電壓值要求是一個范圍，是穩(wěn)態(tài)電壓±紋波電壓的綜合。電流的指標(biāo)很關(guān)鍵，它決定了濾波器內(nèi)部的電感的繞組銅線和引出線的線徑。如果選細(xì)了，細(xì)導(dǎo)線上跑大電流，如小馬拉大車，會引起嚴(yán)重發(fā)熱以至燒毀。這個電流也是一個范圍，穩(wěn)態(tài)電流+波動電流的最大值。?

3.電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求?

既然是濾波器，為的就是濾掉一些不期望的頻段，而濾除的效果一般是由EMC測試標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場應(yīng)用的直觀結(jié)果來確定。尤其是電源濾波器，最好能確定用此濾波器的產(chǎn)品需要通過的是哪個標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求的不同，在選擇時也有其特定的測試頻段要求。?電源濾波器的主要針對指標(biāo)是傳導(dǎo)發(fā)射CE和傳導(dǎo)抗擾CS，信號濾波器的則主要看EMC標(biāo)準(zhǔn)里對不期望輸入頻段和不期望輸出頻段的要求了。?

比如無極燈用的整流器，本身就是一個開關(guān)工作狀態(tài)，會有對外的發(fā)射，EMC測試時候會重點檢查其開關(guān)頻率以及其高次諧波成分的傳導(dǎo)干擾，濾波器就需要針對這些特定頻段或頻點具有足夠的濾除效果。

4.安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求?

讀者可能會覺得奇怪，選濾波器，說安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)干啥？這是因為濾波器一般用在電源輸入端和板卡的接口處，這些部位都是安規(guī)問題的重災(zāi)區(qū)。等于是濾波器一身承擔(dān)了多個要求。與濾波器有關(guān)的安規(guī)重點是三個指標(biāo)：絕緣耐壓、漏電流、剩余電壓剩余能量。?

絕緣耐壓打LN對地的絕緣強(qiáng)度，考驗的是Y電容的耐壓值，Y電容大了，漏電流就會大，容易導(dǎo)致安規(guī)要求上的漏電流超標(biāo)，現(xiàn)在有部分廠家設(shè)計上就采取了輸入端無Y電容設(shè)計（如圖）。這樣LN對G就成了LN通過L1、Cy1、Cy2、G’對G了，而G和G’是不連的。如果采用了輸入端接Y電容的方式，即將Cy1和Cy2放到前面R的左面來，則測試時須注意絕緣耐壓的設(shè)定和漏電流的大小是正相關(guān)的，最高不超過20mA。曾經(jīng)遇到過差點被退貨說濾波器安規(guī)不合格的情況，最后經(jīng)查是1500V時漏電流設(shè)定為2mA（應(yīng)為5mA），測試儀器報警就是正常的了。?

另一個問題就是R的選擇，有好多廠家的濾波器沒裝這個電阻，在拔掉插頭后，在較短的時間內(nèi)，去摸電源的插口，如果會有被電的感覺，問題就出在沒裝這個電阻上。這是個高耐壓、起泄放電作用的功率電阻。

5.濾波器電路結(jié)構(gòu)形式?

電路結(jié)構(gòu)形式和期間的參數(shù)選擇是濾波器的核心，但就是在這一部分，應(yīng)用工程師的選擇常常兩眼一摸黑著選，雖然大多時候也差不多可以用，但既不知己也不知彼的設(shè)計方式，浪費資源、埋留隱患的可能性就大大增加。這在需要精益設(shè)計、從中國制造到中國創(chuàng)造的電子制造業(yè)，從初級工程師向資深工程師的成長期望上來說，都是不合時宜的。?

濾波器的作用是對通過其的不同頻率有不同的放大效果，對通帶內(nèi)頻段的則不衰減，對通帶外要抑制的則以幾十個dB的級別進(jìn)行衰減，從而達(dá)到過篩子的目的。但就是濾波器在對不同頻率的電壓幅值采取不同放大倍數(shù)的時候，電磁波的相位也在發(fā)生變化，因為相位也是和頻率有關(guān)的，所以濾波器結(jié)構(gòu)形式的選取，也還是有些學(xué)問的。?

濾波器結(jié)構(gòu)形式常用的是三種：

a.巴特沃思濾波器：特點是通帶內(nèi)放大倍數(shù)平整，通帶內(nèi)，隨著頻率的變化，濾波器放大倍數(shù)基本維持不變；但缺點是通帶向截止段的過渡段，過渡的較為平緩。意思是說，敵人和朋友的界限不是很清楚，有一部分朋友也在干著敵人的事情，有一部分?jǐn)橙艘苍趲臀覀儯瑢@一部分是殺掉還是留在組織里，讓人很糾結(jié)。如果有用頻率和干擾頻率離得很近，這種濾波器的作用就很有問題。

b.切比雪夫濾波器：它可以很好的解決巴特沃思過渡帶平緩的缺點，在這種形式的濾波器中，過渡帶很陡峭，即使有用頻率和干擾頻率很近，因為過渡帶很陡峭，所以其截止頻率點前后兩個頻段放大倍數(shù)的差別很大，非友即敵，很好區(qū)分，是朋友就沒干過對不起我們的事，是敵人的就沒干過對我們好的事，所以朋友拉入組織優(yōu)厚待遇，是敵人則干凈利落的消滅之。高山之側(cè)必有深谷，一個優(yōu)點必然伴隨著一個缺點，切比雪夫濾波器的缺點是在通帶頻率的末端部分，放大倍數(shù)會有較強(qiáng)的波動，即在通帶內(nèi)，隨著頻率的變化，放大倍數(shù)雖然比濾除頻段大了很多，但對通帶內(nèi)的頻率，其放大倍數(shù)并不是保持穩(wěn)定不變的，就是說，朋友們的情緒并不穩(wěn)定，也不是所有朋友都一如既往的付出幫助。

c.貝塞爾濾波器：此種濾波器不是很通用，用的較專，因為它的特性是相位線性。前兩種關(guān)注的是放大倍數(shù)，但如果對語音信號，比如歌曲，通帶內(nèi)放大倍數(shù)雖然沒有變化，但其旋律卻不再悠揚。因為相位的變化導(dǎo)致歌曲的嘔呀啁咤難為聽。此時，貝塞爾濾波器將會發(fā)生其作用。

至于選擇哪種濾波器電路結(jié)構(gòu)形式，電路工程師未必去做深入研究，但須知道自己想要的特性，并提供給濾波器廠家，由他們幫您做選擇。?

現(xiàn)在的電源濾波器都是低通濾波器，通過的都是工頻50Hz或60Hz，這是有用頻率，其他的全是無用的了，所以用截止頻率在1KHz以上的就綽綽有余，因此，盲人騎瞎馬似的隨便選濾波器，很多時候也沒出問題。所以對電源濾波器的選取在工藝、安規(guī)上就要多關(guān)注了。但在有特定輸出或輸入的場合，電源濾波器的選擇就要謹(jǐn)慎了。比如醫(yī)療手術(shù)時的電刀產(chǎn)品，其工作頻率是500KHz，它本身會對網(wǎng)電源造成干擾，所以電刀的對外傳導(dǎo)干擾需要抑制；同時，與電刀共用電源的設(shè)備也要警惕，其500KHz也可能會對您產(chǎn)生干擾。

6.插損曲線?

濾波器的插損測量當(dāng)不得真。舉例來說，如果我們發(fā)現(xiàn)100KHz超標(biāo)13dB，選擇了一款濾波器，從插損曲線上看出其在100KHz時的插損是20dB，覺得此濾波器用上去就肯定就沒問題，那就錯了，因為廠家的插損曲線都是在50Ω-50Ω的標(biāo)準(zhǔn)阻抗下測得，實際上的應(yīng)用現(xiàn)場，基本可以肯定不是如此標(biāo)準(zhǔn)的源阻抗和負(fù)載阻抗特性，所以濾波器的衰減效果會大打折扣，因此，選擇的時候?qū)M抑制的頻率點必須至少留出20dB的余量，如上例就需選擇100KHz時插損不低于33dB的濾波器。?

另外插損分共模插損和差模插損，一般對30MHz以上的干擾，選擇共模插損滿足上面要求的濾波器，10MHz以下的干擾選擇差模插損滿足要求的濾波器，對上例100KHz，選擇差模插損33dB的濾波器。?

7.濾波器的安裝形式?這個問題好理解，一般有板式（有可焊插針引腳）、螺絲固定安裝、IEC標(biāo)準(zhǔn)（帶單相220V三針輸入）、帶開關(guān)的IEC，這個根據(jù)實際結(jié)構(gòu)功能要求選擇即可。

8.安裝工藝規(guī)范?

濾波器的安裝是僅次于電路結(jié)構(gòu)形式和組成器件指標(biāo)的技術(shù)要素。主要體現(xiàn)在濾波器的位置、接地的措施。位置要求靠近輸入或輸出端，為的避免輸入端輸出端線纜上的高頻干擾輻射出來影響到其他電路；輸入線輸出線不得并行走線，不得靠近走線，以免相互串?dāng)_造成該干凈的干凈不了；濾波器課題是金屬殼體，接地要求面接地而不是線接地，須保證整個面與地接觸良好，不能僅靠固定引腳的螺絲或上面引出的接地導(dǎo)線來接地，導(dǎo)線接地的引線電感量大，高頻接地阻抗偏高導(dǎo)致高頻接地不良，濾波效果不好；接地線纜不宜用擰接方式，必須選用焊接方式。

9.濾波器的Q值?

Q值對實際濾波效果影響倒不大，但Q值代表的是損耗?/?輸入功率，Q值越高，說明損耗越大，意指會有部分能量在濾波器的電感上被損耗掉。在一般的低功率電源濾波器和信號濾波器上，此問題不會太突出。但在較大功率的濾波器上，這個損耗不可小視，一是會引起發(fā)熱，發(fā)熱后的電容會引起較大的負(fù)面影響，漏電流、耐壓、容值等都會隨溫度變化而變化；二是耗電量大會導(dǎo)致無謂的電損失。

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