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基本低通濾波器的電路圖及EMI濾波器結構介紹

鉅大LARGE  |  點擊量:1169次  |  2020年03月26日  

LC濾波器:高通濾波器、低通濾波器和帶通濾波器。在開關電源中使用的重要是低通濾波器,還有帶通濾波器。常見基本低通濾波器的電路形式如下圖所示:


1.L型濾波器的負載阻抗高,源阻抗低;


2.倒L型濾波器的負載阻抗低,源阻抗高;


3.T型濾波器的負載阻抗低,源阻抗低;


4.Π型濾波器的負載阻抗高,源阻抗高。


在實際使用一般遵循這個規則,實際中阻抗很難估算特別是高頻段,由于寄生參數的原因,電路阻抗變化很大,電路阻抗還和電路的工作狀態有關,所以實際中根據實際調試為準。作為EMI的濾波器為了新增插入損耗,要讓濾波輸入輸出阻抗處于失配。


假如LC濾波器在實際使用中單級不能滿足要求,還才用級聯合組合方式,常見的EMI濾波器的結構如下圖所示:


1.CX1、CX2是X電容;LCM是共模電感;LDM是差模電感;CY1、CY2是Y電容;


2.X電容和差模電感共同抑制差模干擾,Y電容和共模電感共同抑制共模干擾;


3.實際中共模電感存在漏感,漏感也有抑制差模干擾的作用。


在電路中X電容和差模電感,共模電感的漏感構成π型濾波器,起頻率特性和π型濾波器相同。在實際使用中當X電容容量大于0.1UF時,要并聯放電電阻來滿足安規要求,電容容量越大,放電電阻阻值越小,電阻還要注意功率要滿足實際要,通常用多個電阻并聯和串聯來滿足功率要求。


問:共模線圈選擇時的電感值如何來定?


答:根據要抑制的頻率,利用共模電感的電感量和Y電容的諧振頻率來確定,實際中還要考慮元件分布參數和板的布局,所以很多是開始大概確定一個值,后面通過預測,再確定,與經驗有很大關系。有的資料上有介紹和開關電源的頻率有關系:50KHZ約30MH,75KHZ約15MH,100KHZ約10MH。實際中電感量不是越大越好,我以前也是這種錯誤的認為,電感量越大,匝數越多,分布電容越大,高頻下反而不利,繞組電感是要盡量減小分布電容。共模電感的電感量往往和Y電容的容量一起考慮,電容容量大,電感的電感量就可以小,但是電容的容量不能過大,與安規要求的漏電電流大小有關系。


共模電感設計:設計共模電感時還要注意磁芯材質的選擇,具體根據實際要來確定,不是Br越大越好,和工作溫度和帶寬都有一定的關系。實際中由于兩個繞組不完全對稱,還存在漏感,漏感是好處可以抑制差模干擾,不利是方面要注意不要出現磁飽和,由此可見漏感的存在是矛盾的,從抑制差模干擾來看是越大越好,從避免磁飽和來看是越小越好,個人認為是小好,抑制差模干擾可以用差模濾波器來完成,實際用要想漏感小可以用磁環,但是電感量不能做到很大,要漏感大點可以用EE和U型磁芯。根據實際要可能用兩個不同電感量是共模濾波器來抑制不同的頻率。關于線徑的選取,可以按照電流密度4-8A/平方毫米來選取,電流的大小和輸出功率,電源效率,pF值有關:I=po/η/pF/Vi。


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