解析电源滤波器在使用中常见错误

2万 · 2014-1-16 20:36

在实验测试过程中，我们常遇到这样的情况：虽然设计工程师在设备电源线上接了电源滤波器，但是该设备还是不能通过"传导骚扰电压发射"测试，工程师怀疑滤波器的滤波效果不好，不断更换滤波器，仍不能得到理想的效果。

分析设备超标的原因，不外乎以下两个方面：

1)设备产生的骚扰太强;

2)设备的滤波不足。

对于第一种情况，我们可以通过在骚扰源处采取措施，降低骚扰的强度，或者增加电源滤波器的阶数，提高滤波器对骚扰的抑制能力来解决。对于第二种情况，除了滤波器自身性能不好以外，滤波器的安装方式对它

的性能影响很大。这一点往往是被设计工程师忽视的。在很多测试中，我们通过更改滤波器的安装方式就能

使设备顺利通过测试。下面是一些常见的滤波器错误安装方式对滤波器性能影响的实例。

1 输入线太长

许多设备的电源线进入机箱后，经过很长的导线才接到滤波器的输入端。例如，电源线从机箱后面板输入，走行到前面板的电源开关，又回到后面板接到滤波器。或者滤波器的安装位置距离电源线入口较远，造成引线太长。如图1所示。

图1 电源线过长示意图

2万 · 2014-1-16 20:37

由于电源入口到滤波器输入端的引线过长，设备产生的电磁骚扰通过电容性或电感性耦合，重新耦合到电源线上，而且骚扰信号的频率越高，耦合越强，造成实验失败。

2 滤波器输入输出线平行走线

有的工程师为了使机箱内部的走线美观，常常把线缆捆扎在一起，这对电源线是不允许的。如果把电源滤波器的输入输出线平行走线或捆扎在一起，由于平行传输线之间存在分布电容，这种走线方式相当于在滤波器的输入输出线之间并接了一个电容，为骚扰信号提供了一条绕过滤波器的路径，导致滤波器的性能大幅下降，频率很高时甚至失效(如图2所示)。等效电容的大小与导线距离成反比，与平行走线的长度成正比。等效电容越大，对滤波器性能的影响越大。

图2 平行走线对滤波器的影响

2万 · 2014-1-16 20:37

3 滤波器接地不好，滤波器的壳体没有和金

属机箱良好搭接

这种情况也比较普遍。许多工程师安装滤波器时，滤波器的壳体和机箱之间搭接不良(有绝缘漆);同时，使用的接地线较长，这将导致滤波器的高频特性变坏，降低滤波性能。由于接地线较长，在高频时导线的分布

电感不能忽视，如果滤波器搭接良好，干扰信号可以通过壳体直接接地。如果滤波器的壳体和机箱之间搭接

不良，相当于滤波器的壳体(地)与机箱之间存在一个分布电容，这将导致滤波器高频时接地阻抗较大，尤其

在分布电感和分布电容谐振的频率附近，接地阻抗趋于无穷。滤波器接地不良对滤波器性能的影响如图3所示。

2万 · 2014-1-16 20:37

从图3中可以看到，由于滤波器接地不良，接地阻抗较大，有一部分骚扰信号能通过滤波器。为了解决搭接不良，应把机箱上的绝缘漆刮掉，保证滤波器壳体和机箱有良好的电气连接。

图3 滤波器接地不良对滤波器性能的影响

2万 · 2014-1-16 20:37

图4给出了一种理想的安装电源滤波器的例子，供设计工程师参考。

图4 电源滤波器安装示例

在这种安装方式下，滤波器的壳体和机壳接触良好，堵住电源线在机箱上的开口，提高了机箱的屏蔽性能;另外，滤波器的输入输出线之间有机箱屏蔽相隔离，消除了输入输出线之间的骚扰耦合，保证滤波器的滤波性能。

2万 · 2014-1-16 20:38

滤波器的安装方式直接影响了滤波器的滤波效果，为了充分发挥滤波器的性能，在安装滤波器时应遵循以下原则：

1)在电源入口处就近安装，最好用滤波器壳体盖住

机箱上的电源线入口孔;

2)接地线越短越好;

3)滤波器壳体与机箱良好搭接;

4)滤波器输入输出线分开，不能并行或交叉;

5)避免滤波器附近有强干扰源。

2万 · 2014-1-16 20:38

6 结论

本文主要介绍了电磁脉冲传感器在强场强下的校准方法，被测装置采用模拟量光纤传输系统传输脉冲信号，具有噪声低，非线性失真小，动态范围大的特点。通过测量获得了对传感系统的峰值响应灵敏度，一组实验室间的比对显示，这一校准方法具有较好的一致性。

实验结果表明：一方面，以现有电磁脉冲模拟器为基础，可产生满足标定要求的脉冲电场，实验中电场传感器测量波形与模拟器负载电压测量波形一致，采用分压器测得电压可获得标准装置内的电场;另一方面，不同校准装置中获得的标定数据一致性较好。在本文研究中未考虑传感器的置入对场的均匀性的影响，下一步研究中将进一步评估。

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