電源濾波器想必大家都不陌生，關于它你知道多少呢？目前在電源濾波器領域什么牌子比較好呢？本文就來探討一下關于電源濾波器的選擇問題。

電源濾波器

電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路，又名“電源EMI濾波器”，或是“EMI電源濾波器”，一種無源雙向網(wǎng)絡，它的一端是電源，另一端是負載。電源濾波器的原理就是一種——阻抗適配網(wǎng)絡：電源濾波器輸入、輸出側(cè)與電源和負載側(cè)的阻抗適配越大，對電磁干擾的衰減就越有效。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。選擇電源濾波器需要注意什么？

濾波器有多種，做儀器設備中常用到的是電源濾波器和信號濾波器。其他類型的作無功功率補償?shù)碾娏V波器、微波頻段的濾波器不是這里討論的內(nèi)容。

1.電壓?這個電壓值要求是一個范圍，是穩(wěn)態(tài)電壓±紋波電壓的綜合。電流的指標很關鍵，它決定了濾波器內(nèi)部的電感的繞組銅線和引出線的線徑。如果選細了，細導線上跑大電流，如小馬拉大車，會引起嚴重發(fā)熱以至燒毀。這個電流也是一個范圍，穩(wěn)態(tài)電流+波動電流的最大值。?

3.電磁兼容標準要求?

既然是濾波器，為的就是濾掉一些不期望的頻段，而濾除的效果一般是由EMC測試標準和現(xiàn)場應用的直觀結(jié)果來確定。尤其是電源濾波器，最好能確定用此濾波器的產(chǎn)品需要通過的是哪個標準，根據(jù)標準要求的不同，在選擇時也有其特定的測試頻段要求。?電源濾波器的主要針對指標是傳導發(fā)射CE和傳導抗擾CS，信號濾波器的則主要看EMC標準里對不期望輸入頻段和不期望輸出頻段的要求了。?

比如無極燈用的整流器，本身就是一個開關工作狀態(tài)，會有對外的發(fā)射，EMC測試時候會重點檢查其開關頻率以及其高次諧波成分的傳導干擾，濾波器就需要針對這些特定頻段或頻點具有足夠的濾除效果。

4.安規(guī)標準要求?

讀者可能會覺得奇怪，選濾波器，說安規(guī)標準干啥？這是因為濾波器一般用在電源輸入端和板卡的接口處，這些部位都是安規(guī)問題的重災區(qū)。等于是濾波器一身承擔了多個要求。與濾波器有關的安規(guī)重點是三個指標：絕緣耐壓、漏電流、剩余電壓剩余能量。?

絕緣耐壓打LN對地的絕緣強度，考驗的是Y電容的耐壓值，Y電容大了，漏電流就會大，容易導致安規(guī)要求上的漏電流超標，現(xiàn)在有部分廠家設計上就采取了輸入端無Y電容設計（如圖）。這樣LN對G就成了LN通過L1、Cy1、Cy2、G’對G了，而G和G’是不連的。如果采用了輸入端接Y電容的方式，即將Cy1和Cy2放到前面R的左面來，則測試時須注意絕緣耐壓的設定和漏電流的大小是正相關的，最高不超過20mA。曾經(jīng)遇到過差點被退貨說濾波器安規(guī)不合格的情況，最后經(jīng)查是1500V時漏電流設定為2mA（應為5mA），測試儀器報警就是正常的了。?

另一個問題就是R的選擇，有好多廠家的濾波器沒裝這個電阻，在拔掉插頭后，在較短的時間內(nèi)，去摸電源的插口，如果會有被電的感覺，問題就出在沒裝這個電阻上。這是個高耐壓、起泄放電作用的功率電阻。

5.濾波器電路結(jié)構(gòu)形式?

電路結(jié)構(gòu)形式和期間的參數(shù)選擇是濾波器的核心，但就是在這一部分，應用工程師的選擇常常兩眼一摸黑著選，雖然大多時候也差不多可以用，但既不知己也不知彼的設計方式，浪費資源、埋留隱患的可能性就大大增加。這在需要精益設計、從中國制造到中國創(chuàng)造的電子制造業(yè)，從初級工程師向資深工程師的成長期望上來說，都是不合時宜的。?

濾波器的作用是對通過其的不同頻率有不同的放大效果，對通帶內(nèi)頻段的則不衰減，對通帶外要抑制的則以幾十個dB的級別進行衰減，從而達到過篩子的目的。但就是濾波器在對不同頻率的電壓幅值采取不同放大倍數(shù)的時候，電磁波的相位也在發(fā)生變化，因為相位也是和頻率有關的，所以濾波器結(jié)構(gòu)形式的選取，也還是有些學問的。?

濾波器結(jié)構(gòu)形式常用的是三種：

a.巴特沃思濾波器：特點是通帶內(nèi)放大倍數(shù)平整，通帶內(nèi)，隨著頻率的變化，濾波器放大倍數(shù)基本維持不變；但缺點是通帶向截止段的過渡段，過渡的較為平緩。意思是說，敵人和朋友的界限不是很清楚，有一部分朋友也在干著敵人的事情，有一部分敵人也在幫我們，對這一部分是殺掉還是留在組織里，讓人很糾結(jié)。如果有用頻率和干擾頻率離得很近，這種濾波器的作用就很有問題。

b.切比雪夫濾波器：它可以很好的解決巴特沃思過渡帶平緩的缺點，在這種形式的濾波器中，過渡帶很陡峭，即使有用頻率和干擾頻率很近，因為過渡帶很陡峭，所以其截止頻率點前后兩個頻段放大倍數(shù)的差別很大，非友即敵，很好區(qū)分，是朋友就沒干過對不起我們的事，是敵人的就沒干過對我們好的事，所以朋友拉入組織優(yōu)厚待遇，是敵人則干凈利落的消滅之。高山之側(cè)必有深谷，一個優(yōu)點必然伴隨著一個缺點，切比雪夫濾波器的缺點是在通帶頻率的末端部分，放大倍數(shù)會有較強的波動，即在通帶內(nèi)，隨著頻率的變化，放大倍數(shù)雖然比濾除頻段大了很多，但對通帶內(nèi)的頻率，其放大倍數(shù)并不是保持穩(wěn)定不變的，就是說，朋友們的情緒并不穩(wěn)定，也不是所有朋友都一如既往的付出幫助。

c.貝塞爾濾波器：此種濾波器不是很通用，用的較專，因為它的特性是相位線性。前兩種關注的是放大倍數(shù)，但如果對語音信號，比如歌曲，通帶內(nèi)放大倍數(shù)雖然沒有變化，但其旋律卻不再悠揚。因為相位的變化導致歌曲的嘔呀啁咤難為聽。此時，貝塞爾濾波器將會發(fā)生其作用。

至于選擇哪種濾波器電路結(jié)構(gòu)形式，電路工程師未必去做深入研究，但須知道自己想要的特性，并提供給濾波器廠家，由他們幫您做選擇。?

現(xiàn)在的電源濾波器都是低通濾波器，通過的都是工頻50Hz或60Hz，這是有用頻率，其他的全是無用的了，所以用截止頻率在1KHz以上的就綽綽有余，因此，盲人騎瞎馬似的隨便選濾波器，很多時候也沒出問題。所以對電源濾波器的選取在工藝、安規(guī)上就要多關注了。但在有特定輸出或輸入的場合，電源濾波器的選擇就要謹慎了。比如醫(yī)療手術時的電刀產(chǎn)品，其工作頻率是500KHz，它本身會對網(wǎng)電源造成干擾，所以電刀的對外傳導干擾需要抑制；同時，與電刀共用電源的設備也要警惕，其500KHz也可能會對您產(chǎn)生干擾。

6.插損曲線?

濾波器的插損測量當不得真。舉例來說，如果我們發(fā)現(xiàn)100KHz超標13dB，選擇了一款濾波器，從插損曲線上看出其在100KHz時的插損是20dB，覺得此濾波器用上去就肯定就沒問題，那就錯了，因為廠家的插損曲線都是在50Ω-50Ω的標準阻抗下測得，實際上的應用現(xiàn)場，基本可以肯定不是如此標準的源阻抗和負載阻抗特性，所以濾波器的衰減效果會大打折扣，因此，選擇的時候?qū)M抑制的頻率點必須至少留出20dB的余量，如上例就需選擇100KHz時插損不低于33dB的濾波器。?

另外插損分共模插損和差模插損，一般對30MHz以上的干擾，選擇共模插損滿足上面要求的濾波器，10MHz以下的干擾選擇差模插損滿足要求的濾波器，對上例100KHz，選擇差模插損33dB的濾波器。?

7.濾波器的安裝形式?這個問題好理解，一般有板式（有可焊插針引腳）、螺絲固定安裝、IEC標準（帶單相220V三針輸入）、帶開關的IEC，這個根據(jù)實際結(jié)構(gòu)功能要求選擇即可。

8.安裝工藝規(guī)范?

濾波器的安裝是僅次于電路結(jié)構(gòu)形式和組成器件指標的技術要素。主要體現(xiàn)在濾波器的位置、接地的措施。位置要求靠近輸入或輸出端，為的避免輸入端輸出端線纜上的高頻干擾輻射出來影響到其他電路；輸入線輸出線不得并行走線，不得靠近走線，以免相互串擾造成該干凈的干凈不了；濾波器課題是金屬殼體，接地要求面接地而不是線接地，須保證整個面與地接觸良好，不能僅靠固定引腳的螺絲或上面引出的接地導線來接地，導線接地的引線電感量大，高頻接地阻抗偏高導致高頻接地不良，濾波效果不好；接地線纜不宜用擰接方式，必須選用焊接方式。

9.濾波器的Q值?

Q值對實際濾波效果影響倒不大，但Q值代表的是損耗?/?輸入功率，Q值越高，說明損耗越大，意指會有部分能量在濾波器的電感上被損耗掉。在一般的低功率電源濾波器和信號濾波器上，此問題不會太突出。但在較大功率的濾波器上，這個損耗不可小視，一是會引起發(fā)熱，發(fā)熱后的電容會引起較大的負面影響，漏電流、耐壓、容值等都會隨溫度變化而變化；二是耗電量大會導致無謂的電損失。

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