随着电子设备计算机和家用电器的大量涌现与广泛普及,电磁干扰正日益严重地污染电网和我们的生活空间。因为这种干扰可导致电子设备无法正常工作、特别是瞬态电磁干扰,其电压幅度高、上升速度快、持续时间短,随机性强,容易对数字电路产生严重干扰、防不胜防,已经引起了国内外电子业界的高度重视。世界各国均已纷纷制定相关的法律法规和行业标准对电子产品的电磁干扰以限制,要想让产品进入市场,必须要满足这些相关的规定。
开关电源是严重的电磁干扰(EMI)源.开关电源工作在开关状态,极易产生电磁干扰,这种干扰信号的频谱范围一般在10kHz~30MHz,或者更高,属于射频干扰(RFI),它可以透过导线向电网传导,也可以向空间辐射;另一方面,开关电源在电网中使用,也受电网中其他设备产生的噪声影响,因此电磁干扰是一种双向的干扰。
从形成的特点来看,电磁干扰可分为串模干扰和共模干扰两种。串模干扰是在两条电源线之间形成的噪声,共模干扰是两条电源线与大地之间形成的噪声。电磁干扰滤波器的作用就是在电网与电子设备之间加一道屏障,既要滤掉电网对电子设备的干扰信号,又要滤掉电子设备向电网传导的干扰信号,从而使电子设备在电网上能正常工作又不影响其他设备的正常工作,即所谓的电磁兼容。
EMI滤波器的基本电路如图所示。该电路有两个输入端、两个输出端和一个接地端,使用时外壳应接通大地。电路中包括共模扼流圈L输入(亦称共模电感)、滤波电容器C1~C4。当出现共模干扰时,由于L的两个线圈磁通方向相同,经过耦合输入后总电感量迅速增大,因此对共模信号呈现很大的感抗,使之不易通过,故称作共模扼流圈。它的两个线圈分别绕在低损耗、高磁导率的铁氧体磁环上。当有共模电流通过时,两个线圈上产生的磁场就会互相加强。
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图3-17 EMI滤波器的基本电路
L的电感量与EMI滤波器的额定电流有关,参见表3-3,需要指出,当额定电流较大时,共模扼流圈的线径也要相应增大,以便能承受较大的电流。此外,适当增加电感量,可改善低频衰减特性。C1和C2亦称X电容,用来滤除两条电源线之间的线间干扰,即串模干扰。应采用薄膜电容器,容量范围大致为0.01~0.47μF。C3和C4亦称Y电容,二者串联后跨接在输出端,并将电容器中点接大地,能有效地抑制共模干扰。C3和C4的容量范围是2200pF~0.1μF。为减小漏电流,电容器量不宜超过0.1μF。C1~C4的耐压值均为630V(DC)或250V(AC)。
表3-3 额定电流与电感范围的关系
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