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电源滤波器安装要注意什么【EMC学习】

电源滤波器安装要注意什么【EMC学习】

【现象描述】

某产品在交流电源端口进行传导骚扰测试时,发现通不过。从电源端口的传导骚扰频谱图可以看出,13 MHz、21 M压 附近的传导骚扰较严重,并超标。

【原因分析】

该产品采用结构屏蔽体设计,电源端口用电源滤波器做了滤波处理,结构原理框图如下图所示。

电源滤波器安装要注意什么【EMC学习】 博主推荐 第1张

滤波是抑制干扰和骚扰的一种有效措施,尤其是对开关电源EMI信号的传导骚扰和辐射骚扰非常有效。任何电源线上传导骚扰信号,均可用差模和共模信号来表示。差模骚扰在两导线之间传输,属于对称性骚扰:共模骚扰在导线与地(机壳)之间传输,属于非对称性骚扰。 在一般情况下,差模骚扰幅度小、频率低、所造成的骚扰较小;共模骚扰幅度大 、频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的骚扰较大。

因此,要削弱传导骚扰,就要把骚扰信号控 制在有关 EMC 标准规定的极限电平以下,最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装电源滤波器。

选择适当的去耦电路或网络结构较为简单的电源滤波器,就可得到满意的效果。

电源滤波器是具有互易性的,所以在实际使用中,电源滤波器既可以滤除电源端口来自于外界的干扰,也能滤除来自产品内部的骚扰。

为达到有效抑制干扰与骚扰信号的目的,必须根据电源滤波器两端将要连接的干扰与骚扰信号源阻抗和负载阻抗来选择该电源滤波器的网络结构和参数。

当电源滤波器两端阻抗都处于失配状态时,干扰和骚扰信号会在其输入和输出端产生反射,增加对干扰与骚扰信号的衰减。

上图中电源线进入产品的屏蔽体后,传送到电源滤波器还有一段较长的距离(40cm) ,来自 PCB或开关电源中的高频信号通过空间传输会耦合(容性耦合和感性耦合)到这段线上, 使 电源滤波器无法达到预期的效果。实际产品中存在13 MHz和21 MHz时钟发生电路,而且在 PCB 板中布线较广,辐射也会较强。

如果想使电 源滤波器在高频获得极佳的滤波性能,就必须解决高频的辐射骚扰通过空间与电源输入线的耦合问题。将电源滤波器安装在屏蔽体的电源线人口处,如下图所示,可以避免骚扰通过空间与电源输入线耦合。

由于产品使用的是屏蔽结构,电源滤波器输入/电源线都在屏蔽体之外,同时电源滤波器也采用屏蔽结构并与产品结构体有良好的搭接,因此来自产品内部的辐射骚扰信号不会耦合到电源滤波器的内部电路和电源滤波器输入电源线上,即使辐射骚扰信号耦合在电源滤波器与开关电源之间的连线上,也会被电源滤波器滤除。

【处理措施】

按照以上分析,将电源滤波器移至电源线入口处。

【思考与启示】

(1)选择适合产品干扰与骚扰特性的电源滤波器固然重要,但是做好电源滤波器两端的布线更为重要。

(2)对于电源滤波器的安装,一定要注意电源滤波器输入/输出信号的隔离,这个隔离的意思不仅仅包含电源滤波器两端的线缆的隔离,还包含电源滤波器两侧所有电路的隔离。

(3)信号滤波器也与电源滤波器一样,安装时一定要注意信号滤波器输入/输出信号的隔离。

注:以上用例来自《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》

 

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本文标题:电源滤波器安装要注意什么【EMC学习】
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