电源滤波器使用的三大误区

深圳陈工 · 发表于 2019-10-2 11:45:12

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在实验测试过程中，我们常遇到这样的情况：虽然设计工程师在设备电源线上接了电源滤波器，但是该设备还是不能通过＂传导骚扰电压发射＂测试，工程师怀疑滤波器的滤波效果不好，不断更换滤波器，仍不能得到理想的效果。

分析设备超标的原因，不外乎以下两个方面：

1、设备产生的骚扰太强

2、设备的滤波不足

对于第一种情况，我们可以通过在骚扰源处采取措施，降低骚扰的强度，或者增加电源滤波器的阶数，提高滤波器对骚扰的抑制能力来解决。对于第二种情况，除了滤波器自身性能不好以外，滤波器的安装方式对它的性能影响也很大。这一点往往是被设计工程师忽视的。

在很多测试中，我们通过更改滤波器的安装方式就能使设备顺利通过测试。下面是一些常见的滤波器错误安装方式对滤波器性能影响的实例。

输入线太长
许多设备的电源线进入机箱后，经过很长的导线才接到滤波器的输入端。例如，电源线从机箱后面板输入，走行到前面板的电源开关，又回到后面板接到滤波器。或者滤波器的安装位置距离电源线入口较远，造成引线太长（如图1所示）。

由于电源入口到滤波器输入端的引线过长，设备产生的电磁骚扰通过电容性或电感性耦合，重新耦合到电源线上，而且骚扰信号的频率越高，耦合越强，造成实验失败。

图1

平行走线
有的工程师为了使机箱内部的走线美观，常常把线缆捆扎在一起，这对电源线是不允许的。如果把电源滤波器的输入输出线平行走线或捆扎在一起，由于平行传输线之间存在分布电容，这种走线方式相当于在滤波器的输入输出线之间并联了一个电容，为骚扰信号提供了一条绕过滤波器的路径，导致滤波器的性能大幅下降，频率很高时甚至失效（如图2所示）。

等效电容的大小与导线距离成反比，与平行走线的长度成正比。等效电容越大，对滤波器性能的影响越大。

图2

接地和壳体
这种情况也比较普遍。许多工程师安装滤波器时，滤波器的壳体和机箱之间搭接不良（有绝缘漆）；同时，使用的接地线较长，这将导致滤波器的高频特性变坏，降低滤波性能。

由于接地线较长，在高频时导线的分布电感不能忽视。如果滤波器搭接良好，干扰信号可以通过壳体直接接地。如果滤波器的壳体和机箱之间搭接不良，相当于滤波器的壳体（地）与机箱之间存在一个分布电容，这将导致滤波器高频时接地阻抗较大，尤其在分布电感和分布电容谐振的频率附近，接地阻抗趋于无穷。

图3

滤波器接地不良对滤波器性能的影响：由于滤波器接地不良，接地阻抗较大，有一部分骚扰信号能通过滤波器（如图3所示）。为了解决搭接不良，应把机箱上的绝缘漆刮掉，保证滤波器壳体和机箱有良好的电气连接。

在这种安装方式下，滤波器的壳体和机壳接触良好，可堵住电源线在机箱上的开口，提高机箱的屏蔽性能；另外，滤波器的输入输出线之间有机箱屏蔽相隔离，消除了输入输出线之间的骚扰耦合，保证滤波器的滤波性能。

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