常見EMC疑問及對(duì)策3
21. 進(jìn)行結(jié)構(gòu)電磁兼容設(shè)計(jì)時(shí),有一個(gè)原則是:經(jīng)過濾波的電源線要盡量遠(yuǎn)離各種信號(hào)電纜,這是為什么?
答:如果電源線與信號(hào)電纜靠得很近,信號(hào)電纜上的高頻信號(hào)會(huì)耦合到電源線上(特別是已經(jīng)濾波過的部分),造成電源線上的傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。
22. 為什么選用電源線濾波器時(shí),不能一味追求體積小巧?
答:濾波器的體積主要由濾波器電路中的電感決定,較小的濾波器內(nèi)的電感體積必須較小,這樣電感量可能較小,會(huì)導(dǎo)致濾波器的低頻濾波性能較差。另外,濾波器的體積較小,必須要求內(nèi)部器件相互靠得很近,這樣會(huì)降低濾波器的高頻性能。
23. 什么叫濾波器的插入損耗,用什么方法測(cè)量濾波器的插入損耗可以得到*保險(xiǎn)的結(jié)果?
答:由于濾波器接入電路產(chǎn)生的電流、電壓損耗叫做濾波器的插入損耗,干擾濾波器應(yīng)對(duì)干擾頻率的信號(hào)有盡量大的插入損耗。測(cè)量濾波器的插入損耗應(yīng)采用源和負(fù)載阻抗的比值為0.1:100(或反過來)的條件來測(cè),這時(shí)可以得到*壞條件下的結(jié)果,也就是*保險(xiǎn)的結(jié)果。
24. 一般而言,交流線濾波器可以用在直流的場合,但是直流線濾波器**不能用在交流的場合,這是為什么?
答:直流濾波器中使用的旁路電容是直流電容,用在交流條件下可能會(huì)發(fā)生過熱而損壞,如果直流電容的耐壓較低,還會(huì)被擊穿而損壞。即使不會(huì)發(fā)生這兩種情況,一般直流濾波器中的共模旁路電容的容量較大,用在交流的場合會(huì)發(fā)生過大的漏電流,違反**標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
25. 信號(hào)線濾波器主要起什么作用,從安裝方式上講有哪些種類,怎樣確定使用什么安裝方式的信號(hào)濾波器?
答:減小信號(hào)線上不必要的高頻成分(主要是共模的),從而減小電纜的電磁輻射,或防止電纜作為天線接收空間電磁干擾,并傳導(dǎo)進(jìn)機(jī)箱。有線路板上安裝和面板上安裝兩種方式,需要濾波的頻率較低時(shí)使用線路板上安裝的結(jié)構(gòu),需要濾波的頻率較高時(shí),使用面板上安裝的結(jié)構(gòu)。
26. 某根信號(hào)線上傳輸?shù)男盘?hào)*高頻率為30MHz,測(cè)量表明,這根導(dǎo)線上有120MHz的共模干擾電流,用共模輻射公式預(yù)測(cè),只要將這個(gè)共模電流抑制30dB,就可以滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求,需要幾階的低通濾波電路?
答:按照題意,低通濾波器的截止頻率為30MHz,而在120MHz的插入損耗要大于30dB。由于N階濾波器的插入損耗增加速率為每倍頻程6N(dB),30MHz至120MHz為兩個(gè)倍頻程,因此,N階濾波器的截止頻率若在30MHz,則在120MHz時(shí)插入損耗為程12N(dB)。若要使程12N > 30,則可取N=3,即低通濾波器的階數(shù)至少為3。
27. 三端電容器為什么更適合于干擾濾波?
答:電磁干擾的頻率往往很高,因此干擾濾波器的高頻特性至關(guān)重要,三端電容巧妙地利用一個(gè)電極上的兩根引線電感構(gòu)成了T型低通濾波器,而消除了傳統(tǒng)電容器中引線電感的**影響,提高了高頻濾波特性,因此三端電容器更適合于干擾濾波。
28. 為什么說穿心電容是干擾濾波的理想器件?
答:穿心電容是一種三端電容,但與普通的三端電容相比,由于它直接安裝在金屬面板上,因此它的接地電感更小,幾乎沒有引線電感的影響,另外,它的輸入輸出端被金屬板隔離,消除了高頻耦合,這兩個(gè)特點(diǎn)決定了穿心電容具有接近理想電容的濾波效果。
29. 電磁干擾抑制用的磁芯與傳統(tǒng)上用做電感的磁芯有什么不同,當(dāng)將兩者用錯(cuò)時(shí),會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?
答:傳統(tǒng)上用做電感磁芯的材料具有很小的損耗,用這種磁芯作成的電感損耗很小。而電磁干擾抑制用的磁芯損耗很大,用這種磁芯制作的電感具有很大的損耗,其特性更接近電阻。當(dāng)將兩者用錯(cuò)時(shí),均達(dá)不到預(yù)期的目的。如果將電磁干擾抑制用的磁芯用在普通電感上,電感的Q值很低,會(huì)使諧振電路達(dá)不到要求,或?qū)π枰獋鬏數(shù)男盘?hào)損耗過大。如果將普通制作電感用的磁芯用在電磁干擾抑制的場合,則由于電感與電路中的寄生電容會(huì)發(fā)生諧振,可能使某個(gè)頻率上的干擾增強(qiáng)。
30. 若一個(gè)旁路濾波電容的容量為470pf,兩根引線的長度均為2mm,這個(gè)電容在什么頻率上濾波效果*好(提示:引線的電感按1nH/mm估算)?
答:當(dāng)電容發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),其阻抗*小,具有*好的濾波效果。這個(gè)電容的諧振頻率為
f = 1/ [ 2p ( L C ) 1/2 ] = 1/ [ 2 ′ 3.14 ′ ( 4 ′ 10-9 ′ 470 ′ 10-12 ) 1/2 ] = 116MHz
因此,這個(gè)電容 在116MHz的頻率處濾波效果*好。