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使用大功率直流电源电源滤波器容易出哪些问题呢?

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大功率直流电源电源滤波器,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:

设备产生的骚扰太强

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,或者增加大功率直流电源电源滤波器的阶数,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也很大。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。


▎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)。


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。


使用大功率直流电源电源滤波器容易出哪些问题呢?

图1


▎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。如果把大功率直流电源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联了一个电容,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。


使用大功率直流电源电源滤波器容易出哪些问题呢?

图2


▎接地和壳体


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。


使用大功率直流电源电源滤波器容易出哪些问题呢?

图3


滤波器接地不良对滤波器性能的影响: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(如图3所示)。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。

在这种安装方式下,滤波器的壳体和机壳接触良好,可堵住电源线在机箱上的开口,提高机箱的屏蔽性能;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。

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