EMI滤波器设计原理
则P1=V12/Z,P2=V2 2/Z。式中V1是噪声源直接加到负载上的电压,V2是在噪声源与负载之间插入电磁干扰滤波器后负载上的噪声电压,且V2《《V1.代入(1)式中得到:
AdB=20lg(V1/V2) (2)
插入损耗用分贝(dB)表示,分贝值愈大, 说明抑制噪声干扰的能力愈强。鉴于理论计算比较烦琐且误差较大,通常是由生产厂家进行实际测量,根据噪声频谱逐点测出所对应的插入损耗,然后绘出典型的插入损耗曲线,提供给用户。图5给出一条典型曲线。由曲线见,该产品可将1MHz~30MHz的噪声电压衰减65dB。
计算EMI滤波器对地漏电流的公式为:
ILD=2πfCVc (3)
式中,ILD为漏电流,f是电网频率。以图1为例,f=50Hz,C=C3+C4=4400pF,Vc是C3、C4上的压降,亦即输出端的对地电压,可取Vc≈220V/2=110V。由(3)式不难算出,此时漏电流ILD=0.15mA。C3和C4若选4700pF,则C=4700pF&TImes;2=9400pF,ILD=0.32mA。显然,漏电流与C成正比。对漏电流的要求是愈小愈好,这样安全性高,一般应为几百微安至几毫安。在电子医疗设备中对漏电流的要求更为严格。
需要指出,额定电流还与环境温度TA有关。例如国外有的生产厂家给出下述经验公式:
I=I1&TImes;[(85-TA)/45的根号2次方]
式中,I1是40℃时的额定电流。举例说明,当TA=50℃时,I=0.88I1;而当TA=25℃时,I=1.15I1。这表明,额定电流值随温度的降低而增大,这是由于散热条件改善的缘故。
3.2 测量插入损耗的方法
测量插入损耗的电路如图6所示。e是噪声信号发生器,Zi是信号源的内部阻抗,ZL是负载阻抗,一般取50Ω。噪声频率范围可选10kHz~30MHz。
首先要在不同频率下分别测出插入前后负载上的噪声压降V1、V2,再代入(2)式中计算出每个频率点的AdB值,最后绘出插入损耗曲线。需要指出,上述测试方法比较烦琐,每次都要拆装EMI滤波器。为此可用电子开关对两种测试电路进行快速切换。
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