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如何選用濾波器

  濾波器的選用,根據應用場合、目的及要求等不同,選用的原則大致如下:

  1.工作條件:電流I, 電壓V,工作溫度T和體積尺寸

  額定電流 額定電流對應額定工作溫度,超過額定工作溫度的需降額。低于額定工作溫度的,工作電流以額定電流為準。

  額定電壓 一般情況下,交流濾波器可用作同等電壓的直流濾波器, 如果用于更高的DC電壓,需咨詢廠家。對濾波器而言,標稱的額定電壓為器件允許的最大工作電壓,如UL60939描述:

  其它特殊要求

  例如醫療專用的低漏電流、高等級絕緣要求、IT電網的適用、高脈沖電壓、過長的輸出電纜等等。此要求非常重要,直接關系到電源濾波器是否適用。如果隨意選取,輕則可能導致失效,也可能導致安全事故。

  安裝位置及要求 電源濾波器大部分用于電源的輸入端,一般要求濾波器的安裝板為金屬平板(無絕緣層覆蓋且防氧化),且最好大面積接地。如無相應條件,要盡可能減少接地線的阻抗,減少接地電阻。

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  2.使用要求:

  a.常規應用

  常規使用于濾除一般干擾,增加系統的抗干擾能力,對當前干擾情況及目標要求不是很明確。此類應用大部分設備或系統內部的控制板、開關電源或功能器件等。此時一般選用常規中等功能的就行。行業有個3dB的說法,就是如果濾波器衰減干擾達到3dB,則干擾的能量僅為原來的一半。一般來講,電源濾波器在其工作頻段的衰減能力都有數十dB,所以對常規來講,干擾能量經過衰減后已經比較小了,對系列的影響也相應變小,可靠性得到較好保障。

  b.有明確標準

  用于家用電器、機械設備、電機控制器等應用的濾波器,需配合設備通過相應標準。這些應用有明確的要求及標準,電磁干擾值(傳導干擾)必須限定在某一標準范圍之內。此時,應盡可能提供信息給濾波器生產廠家,廠家會根據應用情況選擇類似應用的產品供初步測試(條件允許的條件下,可以多提供幾種類型),再根據現場測試情況做調整。如變頻器的開關頻率、整流方式、電機工作頻率、電纜類型及長度,有無輸出濾波等等。

  c.功能要求

  除了EMI的相關標準要求,還有些功能性要求。例如用于變頻器輸出的濾波器,需保護電機絕緣、電纜絕緣,減少軸承電流等等。此時,對不同的要求,應對方案及產品也有較大的差異。

  其它:濾波器的階數

  在很大部分人的印象中,濾波器的階數(此處僅指共模電感數量)越多越好。但事實上,不同電源濾波器對不同頻率的衰減是不同的。舉例來說,某EUT需在5M~6M頻率衰減60dB。對某一單階濾波器,其衰減頻率剛好是在4M~8M,70dB。一般來講,對于同樣體積的雙階濾波器,其電感值(和、或電容值)一般小于單階中的一個電感的電感值。雙階濾波器會有兩個衰減振蕩點,假設在在同樣體積下,某雙階濾波器振蕩點分別在1M~4M和10M~15M,衰減為55dB。此時,如果選用雙階濾波器,完美的錯過了EUT本身的干擾頻率,此時,單階濾波器的肯定比所說的雙階濾波器好。當然,也有可能EUT的干擾頻率剛好落在雙階濾波器的干擾振蕩頻率上,此時就是雙階濾波器比單階的好。

  也就是說,單階或雙階濾波器不存在誰好誰不好的問題(基于可對比的前提下),適合的才是最好的。

  同理,對于濾波器內的磁芯材料,也不存在非晶、納米晶的就一定比錳鋅的好,因為每種材料所對應的干擾頻段是不一樣的,EUT本身的干擾頻率和所選濾波器的干擾抑制頻段相匹配才是最好的。


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