差模信号和共模信号和滤波器在电子技术中的应用

3滤波器

滤波器可以抑制交流电源线上输入的干扰信号及信号传输线上感应的各种干扰。滤波器可分为交流电源滤波器、信号传输线滤波器和去耦滤波器。交流电源滤波器大量应用在开关电源的系统中,既可以抑制外来的高频干扰,还可以抑制开关电源向外发送干扰。来自工频电源或雷击等瞬变干扰,经电源线侵入电子设备,这种干扰以共模和差模方式传播,可用电源滤波器滤除。在滤波电路中,有很多专用的滤波元件(如铁氧体磁环),它们能够改善电路的滤波特性,恰当地设计和使用滤波器是抗干扰技术的重要手段。例如开关电源通过传导和辐射出的噪声有差模和共模之分,差模噪声采用π型滤波器抑制,如图3(a)所示。

差模信号和共模信号和滤波器在电子技术中的应用

图3(a)中,LD为滤波扼流圈。若要对共模噪声有抑制能力,应采用如图3(b)所示的滤波电路。图3(b)中,LC为滤波扼流圈。由于LC的两个线圈绕向一致,当电源输入电流流过LC时,所产生的磁场可以互相抵消,相当于没有电感效应,因此,它使用磁导率高的磁芯。LC对共模噪声来说,相当于一个大电感,能有效地抑制共模传导噪声。开关电源输入端分别对地并接的电容CY对共模噪声起旁路作用。共模扼流圈两端并联的电容CX对共模噪声起抑制作用。R为CX的放电电阻,它是VDE0806和IEC380安全技术标准所推荐的。图3(b)中各元件参数范围为:CX=0.1μF~2μF;CY=2.0nF~33nF;LC=几~几十mH,随工作电流不同而取不同的参数值,如电流为25A时LC=1.8mH;电流为03A时,LC=47mH。另外在滤波器元件选择中,一定要保证输入滤波器的谐振频率低于开关电源的工作频率。

差模信号和共模信号和滤波器在电子技术中的应用

图4所示的滤波器可进一步提高对差模噪声的抑制能力。CX上除加有电源电压外,还会叠加上相线和零线之间存在的各种电磁干扰峰值电压。为保证电容器失效后,不危及人身安全,并考虑到应用中最坏的情况,CX安全等级分为两类,即X1和X2类,X1等级用于设备的峰值电压大于12kV场合,X2类用于设备峰值电压小于1.2kV的一般场合。另外,通过限制CY的容量可达到控制在规定电压频率作用下,流过该电容器漏电流的大小。若为装设在可移动设备上的滤波器,其交流漏电流应低于1mA,若为装设在位置固定且接地的设备上的滤波器的交流漏电流应小于35mA,再根据漏电流Ii的要求计算CY的容量,其关系式为:

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