電源噪聲濾波器的基本原理與應(yīng)用方法

    隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子、電力電子、電氣設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它們?cè)谶\(yùn)行中產(chǎn)生的高密度、寬頻譜的電磁信號(hào)充滿(mǎn)整個(gè)空間，形成復(fù)雜的電磁環(huán)境。復(fù)雜的電磁環(huán)境要求電子設(shè)備及電源具有更高的電磁兼容性。于是抑制電磁干擾的技術(shù)也越來(lái)越受到重視。接地、屏蔽和濾波是抑制電磁干擾的三大措施，下面主要介紹在電源中使用的EMI濾波器及其基本原理和正確應(yīng)用方法。

電源設(shè)備中噪聲濾波器的作用

    電子設(shè)備的供電電源，如220V/50Hz交流電網(wǎng)或115V/400Hz交流發(fā)電機(jī)，都存在各式各樣的EMI噪聲，其中人為的EMI干擾源，如各種雷達(dá)、導(dǎo)航、通信等設(shè)備的無(wú)線(xiàn)電發(fā)射信號(hào)，會(huì)在電源線(xiàn)上和電子設(shè)備的連接電纜上感應(yīng)出電磁干擾信號(hào)，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械和點(diǎn)火系統(tǒng)，會(huì)在感性負(fù)載電路內(nèi)產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)程和輻射噪聲干擾；還有自然干擾源，比如雷電放電現(xiàn)象和宇宙中天電干擾噪聲，前者的持續(xù)時(shí)間短但能量很大，后者的頻率范圍很寬。另外電子電路元器件本身工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生熱噪聲等。

    這些電磁干擾噪聲，通過(guò)輻射和傳導(dǎo)耦合的方式，會(huì)影響在此環(huán)境中運(yùn)行的各種電子設(shè)備的正常工作。另一方面，電子設(shè)備在工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生各種各樣的電磁干擾噪聲。比如數(shù)字電路是采用脈沖信號(hào)（方波）來(lái)表示邏輯關(guān)系的，對(duì)其脈沖波形進(jìn)行付里葉分析可知，其諧波頻譜范圍很寬。另外在數(shù)字電路中還有多種重復(fù)頻率的脈沖串，這些脈沖串包含的諧波更豐富，頻譜更寬，產(chǎn)生的電磁干擾噪聲也更復(fù)雜。

    各類(lèi)穩(wěn)壓電源本身也是一種電磁干擾源。在線(xiàn)性穩(wěn)壓電源中，因整流而形成的單向脈動(dòng)電流也會(huì)引起電磁干擾；開(kāi)關(guān)電源具有體積小，效率高的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代電子設(shè)備中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是因?yàn)樗�在功率變換時(shí)處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，本身就是很強(qiáng)的EMI噪聲源，其產(chǎn)生的EMI噪聲既有很寬的頻率范圍，又有很高的強(qiáng)度。這些電磁干擾噪聲也同樣通過(guò)輻射和傳導(dǎo)的方式污染電磁環(huán)境，從而影響其它電子設(shè)備的正常工作。

    對(duì)電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，當(dāng)EMI噪聲影響到模擬電路時(shí)，會(huì)使信號(hào)傳輸?shù)男旁氡茸儔模瑖?yán)重時(shí)會(huì)使要傳輸?shù)男盘?hào)被EMI噪聲所淹沒(méi)，而無(wú)法進(jìn)行處理。當(dāng)EMI噪聲影響到數(shù)字電路時(shí)，會(huì)引起邏輯關(guān)系出錯(cuò)，導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。對(duì)于電源設(shè)備來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部除了功率變換電路以外，還有驅(qū)動(dòng)電路、控制電路、保護(hù)電路、輸入輸出電平檢測(cè)電路等，電路相當(dāng)復(fù)雜。這些電路主要由通用或?qū)Ｓ眉�成電路�?gòu)成，當(dāng)受電磁干擾而發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)，會(huì)使電源停止工作，導(dǎo)致電子設(shè)備無(wú)法正常工作。采用電網(wǎng)噪聲濾波器可有效地防止電源因外來(lái)電磁噪聲干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作。■