电子说
滤波器,想必做电子的同行对这个器件再熟悉不过了,这是一个非常常见的,而且使用相当频繁的元件。
特别是涉及射频领域更是如此,可以毫不夸张的说,做射频电路就是学会使用各种滤波器的电路。因为芯片的功能指标都已经固定,也只是在各个环节如何搭配好滤波器需要我们的着重考虑了。也正是因为滤波器使用太过于频繁,所以它的种类之多,工艺之广,常常让工程人员都不知道该怎么选择了,今天我就就来讲讲滤波器该怎么选择。
电源滤波器
一、滤波器的选用
滤波器的选用,根据应用场合、目的及要求等不同,选用的原则大致如下:
1.工作条件
电流I, 电压V,工作温度T和体积尺寸
(1)额定电流
额定电流对应额定工作温度,超过额定工作温度的需降额。低于额定工作温度的,工作电流以额定电流为准。
(2)额定电压
一般情况下,交流滤波器可用作同等电压的直流滤波器, 如果用于更高的DC电压,需咨询厂家。对滤波器而言,标称的额定电压为器件允许的最大工作电压,如UL60939描述:
(3)其它特殊要求
例如医疗专用的低漏电流、高等级绝缘要求、IT电网的适用、高脉冲电压、过长的输出电缆等等。此要求非常重要,直接关系到电源滤波器是否适用。如果随意选取,轻则可能导致失效,也可能导致安全事故。
(4)安装位置及要求
电源滤波器大部分用于电源的输入端,一般要求滤波器的安装板为金属平板(无绝缘层覆盖且防氧化),且最好大面积接地。如无相应条件,要尽可能减少接地线的阻抗,减少接地电阻。
2、使用要求
(1)常规应用
常规使用于滤除一般干扰,增加系统的抗干扰能力,对当前干扰情况及目标要求不是很明确。此类应用大部分设备或系统内部的控制板、开关电源或功能器件等。此时一般选用常规中等功能的就行。行业有个3dB的说法,就是如果滤波器衰减干扰达到3dB,则干扰的能量仅为原来的一半。一般来讲,电源滤波器在其工作频段的衰减能力都有数十dB,所以对常规来讲,干扰能量经过衰减后已经比较小了,对系列的影响也相应变小,可靠性得到较好保障。
电源滤波器
(2)有明确标准
用于家用电器、机械设备、电机控制器等应用的滤波器,需配合设备通过相应标准。这些应用有明确的要求及标准,电磁干扰值(传导干扰)必须限定在某一标准范围之内。此时,应尽可能提供信息给滤波器生产厂家,厂家会根据应用情况选择类似应用的产品供初步测试(条件允许的条件下,可以多提供几种类型),再根据现场测试情况做调整。如变频器的开关频率、整流方式、电机工作频率、电缆类型及长度,有无输出滤波等等。
(3)功能要求
除了EMI的相关标准要求,还有些功能性要求。例如用于变频器输出的滤波器,需保护电机绝缘、电缆绝缘,减少轴承电流等等。此时,对不同的要求,应对方案及产品也有较大的差异。
二、滤波器的安装
1、滤波器安装位置要求
一个骚扰源影响多个敏感设备时,滤波器靠近骚扰源放置。反之,只有一个敏感设备,而有多个骚扰源时,滤波器靠近敏感设备放置。滤波器靠近骚扰源放置的好处,使干扰局限在骚扰源附近,切断骚扰源的干扰路径,抑制骚扰源的发射。
üPCB上滤波器应安装在接口处,需要安装多个滤波器时,应并列安装,防止不同信号线滤波前后的耦合;当信号接口处只有一个干扰源时,滤波器应尽量靠近骚扰源安装 。
2、滤波器输出输入布线要求
滤波器的输入与输出线必须屏蔽隔离,输入与输出布线靠近时会互相耦合,降低滤波器的滤波效果。
其它信号布线应避免贴近需要增加滤波器的干扰信号布线放置,避免干扰信号源耦合到其它信号布线,降低滤波器的滤波效果。
滤波后的信号布应避免靠近强干扰信号布线,避免滤波后信号线被二次污染,降低滤波器的滤波效果。
3、滤波器的接地要求
滤波器通过细地线接地,高频滤波效果非常差,使滤波器的接地外壳与金属结构平面良好搭接,改善接地效果。
滤波器接地点应选择静地(无强干扰源污染的地平面),接地线应尽量短而粗,减小接地的寄生电感,且接地点应选择回流干扰源环路面积最小的点。
审核编辑 黄宇
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