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5.1 干扰滤波的作用

设备不能通过电磁兼容试验,在很多时候是由于缺乏适当的滤波造成的,这些试验几乎包括电磁兼容标准中的所有试验。下面罗列出一些看似与滤波无关的试验项目,以及滤波器在保证通过这些项目中的作用,以加深对滤波器的理解。

5.1.1 辐射相关

有些设备的机箱已经屏蔽得很好(缝隙和孔洞已经妥善处理),但是仍然不能通过辐射发射或辐射抗扰度的试验,这是由于机箱或机柜上的外拖电缆起着天线的作用。有一个问题需要大家注意,那就是电缆产生的辐射远高于印制电路板本身的辐射及机箱屏蔽不完整发生泄漏时所产生的辐射,如图 5-1 所示。可以在电缆的端口处安装一只滤波器来解决这种问题,将干扰电流滤除掉。电缆上没有电流,自然就不会发生辐射了。图5-2 所示是用滤波器消除电缆辐射的一个例子。解决电缆辐射是电磁兼容设计中的主要内容之一。

设备的外拖电缆也能有效地将空间电磁波接收下来,传进设备,从而对电路形成干扰,在实际中,许多设备对空间电磁波敏感都是外拖电缆引起的。这是因为天线的一个特性是互易性,也就是说,如果一个天线具有很高的辐射效率,那么它的接收效率也很高。解决这个问题的方法之一即在电缆与电路的接口处安装一个适当的滤波器。

图5-1 屏蔽辐射

图5-2 用滤波器消除电缆的辐射

如果要判断一个辐射性的干扰问题是否是由电缆导致的,可以将设备上的电缆全部拔下,检验独立的设备是否能够通过试验。对于电源线这类为了保证设备的正常工作不能拔下的电缆,可以在电缆上加装电源滤波器,并观察辐射情况的变化,如果与滤波器有关,说明干扰是通过电源线本身辐射出来的。

5.1.2 电快速瞬变脉冲群试验

电快速瞬变脉冲群试验模拟了电感性负载断开时产生的干扰现象,对于检验设备在实际环境中是否能可靠工作十分重要。这项试验包括两方面的内容:一是对电源线注入的试验;二是对信号电缆注入的试验。为了通过电源线注入试验,一般都知道要在电源入口处安装电源线滤波器,但是实际试验时,常常发现滤波器并不起作用,这种情况多数是由于滤波器的参数没有选择好造成的。而对于信号电缆的试验,就很少有人知道怎样采取有效的措施了。实际上,滤波对信号线的试验也是一项重要的措施。另外,有的工程师虽然知道应该采取滤波措施,但是并不知道应该如何设计滤波器的电路结构和器件参数,也不知道应该是采用差模滤波还是共模滤波。

5.1.3 静电放电试验

如图 5-3 所示,某设备在进行静电放电试验时,发现当在活动面板上进行放电时,电路出现故障。经检查,发现面板后面是一束电缆,判断为面板上的静电放电电流产生的电磁场在电缆束上感应出了噪声电流,形成了干扰,在电缆的端口处安装滤波器后,经反复试验上述现象没有再出现过,问题解决。静电放电对设备电路的影响很大程度上是由于静电放电电流周围的高频电磁场,由于这些电磁场频率很高,因此很容易被导线所接收,从而对电路形成干扰,前面所讲的例子就是这个原因。

图5-3 静电放电形成的干扰和解决方法

随着开关电源的广泛应用,在电源线入口处安装电源线滤波器已经成为一项必要的措施。因为开关电源在大功率脉冲状态下工作,脉冲电流会形成高频的传导骚扰,另外脉冲电路在工作时产生了很强的电磁辐射,这些辐射感应到电路上形成共模传导骚扰,如果不使用滤波器,通过电磁兼容试验几乎是不可能的。

在设计中,可以把干扰滤波器分为电源线滤波器和信号线滤波器两类。从电路上讲,这两类滤波器是相同的,都是低通滤波器,但是各自还有一些特殊之处。

(1)信号线滤波器除了要对电磁干扰有较大的插入损耗以外,还要保证不能对产品的正常工作信号有严重的影响,不能造成信号的失真。

(2)电源线滤波器还要考虑满足安全方面的要求,即漏电流不能超标。另外,还要注意当负载电流较大时,电路中的电感不能饱和(饱和会导致滤波器性能下降)。 jDuNu7NScDxNmHvxoa13MLYSsFRqk8QZckz0e5ogT/rJw//WvR56brIx+PPM+twv

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