第三章 滤波技术.ppt

第三章　滤波技术 3.3 电源线滤波器 */37 山东大学信息科学与工程学院 3.1 电磁干扰滤波器 滤波技术是抑制电气、电子设备传导电磁干扰，提高其抗干扰度水平的主要手段，也是保证设备整体或局部屏蔽效能的重要辅助措施。 信号滤波器 电源滤波器 切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。EMI滤波器属低通滤波器 　　滤波器的作用是仅允许工作必须的信号 频率通过，而对工作不必须的信号频率有很大的衰减 作用，这样就使产生干扰的机会减为最少。 １、ＥＭＩ滤波器的工作原理 将无用信号能量在滤波器里消耗掉 不让无用信号通过，在系统其他地方消耗掉 ２、ＥＭＩ滤波器的特点 ⑴ 不可能设计出全频段匹配的干扰滤波器 ⑵　干扰源的电平变化幅度大，有可能使干扰滤波器出现饱 和效应 ⑶　电磁干扰频带范围宽，难以用集总参数等效电路来模拟 ⑷　对干扰频率有足够的衰减量，但对有用信号的损耗应降 低到最小 ⑸　对共模、差模两种干扰都有抑制作用 共模和差模电流 ~ ~ 共模/差模干扰的产生 V V ICM ICM ICM IDM 3、ＥＭＩ滤波器的插入损耗及频率特性 U1：信号源通过滤波器在负载阻抗上建立的电压 U2：不接滤波器时信号源在同一负载负载阻抗上建立 的电压 Lin：插入损耗（dB） （dB） 干扰滤波器的种类 衰减 衰减 衰减 衰减 低通 带通 高通 带阻 3dB 截止频率 4、ＥＭＩ滤波器设计考虑 ⑴　频率特性 ⑵　耐压特性 ⑶　额定电流 ⑷　阻抗特性 ⑸　屏蔽 ⑹　可靠性 5、ＥＭＩ滤波器安装考虑 ⑴　安装位置 ⑵　输入和输出的配线之间必须屏蔽隔离 ⑶　高频接地 ⑷　搭接方法 ⑸　电源线滤波器的安装 3.2 滤波器的分类及特性 3.2.1 反射式滤波器： １、低通滤波器： C ? T L 反? ? 根据阻抗选用滤波电路 低 L、多级L 低 高 反?、多级反? 低 低 ?、多级? 高 高 C、?、多级? 高 负载阻抗 电路结构 源阻抗 规律：电容对高阻，电感对低阻 实际电容器的特性 ZC 实际电容 理想电容 f 引线长1.6mm的陶瓷电容器 42.5 680 pF 33 1100 pF 19.3 3300 pF 12.6 0.01?F 4 0.1 ?F 60 330 pF 1.7 1 ?F 谐振频率(MHZ) 电容量 1/2?? LC C L 实际电感器的特性 ZL 理想电感 实际电感 f 1.2 500 2.6 125 5.7 68 28 8.8 45 3.4 谐振频率 (MHZ) 电感量 （?H） 绕在铁粉芯上的电感 1/2?? LC L C 器件参数的确定 L C R R L = R / 2?FC C = 1 / 2?RFC 对于T形（多级T）和 ? 形（多级?）电路，最外边的电感或电容取 L/2 和 C/2，中间的不变。 温度对陶瓷电容容量的影响 0.15 -0.15 0 -55 125 5 -15 0 -55 125 -10 -5 COG X7R -60 20 -30 90 -30 0 Y5V 30 %?C %?C %?C 　　陶瓷电容的容量随着工作电压、电流频率、时间和环境温度等变化，电容器使用的介质介电常数越高，这些参数越不稳定，这是必须注意的。 　　另外，介电常数高的电容器容易发生击穿，在需要做浪涌试验的场合，一定要注意。之所以使用介电常数高的介质，是为了在较小的体积内获得较大的容量。 2、高通滤波器： 　　可用低通滤波器变换：Ｌ换成Ｃ(1/L)；Ｃ换成Ｌ(1/C) 3、带通滤波器与带阻滤波器： 为高、低通滤波器的组合 4、有源滤波器： 　　采用有源器件组成，可构成有源电感滤波器、有源电压滤波器、对消滤波器。参见图3-12所示。 3.2.2 吸收式滤波器： ⑴　有损耗滤波器 ⑵　电缆滤波器 ⑶　组合滤波器 3.2.3 滤波连接器： 板上滤波器 无屏蔽的场合 滤波器靠近被滤波导线的靠近器件或线路板一端。 有屏蔽的场合：在屏蔽界面上 板上滤波器的注意事项 滤波器要并排安装 线路板的干净地与金属机箱或大金属板紧密搭接 为滤波设置干净地 在接口处设置档板 滤波器靠近接口