电磁兼容培训胶片(滤波).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,杨继深 2002年4月,*,*,第四章 干扰滤波技术,干扰滤波在,EMC,设计中作用,差模干扰和共模干扰,常用滤波电路,怎样制作有效的滤波器,正确使用滤波器,杨继深 2002年4月,滤波器的作用,信号滤波器,电源滤波器,切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。,杨继深 2002年4月,满足电源线干扰发射和抗扰度要求,杨继深 2002年4月,满足抗扰度及设备辐射发射要求,信号线滤波器,干扰源,杨继深 2002年4月,共模和差模电流,杨继深 2002年4月,共模/差模干扰的产生,V,V,I,CM,I,CM,I,CM,I,DM,杨继深 2002年4月,开关电源噪声,50,Hz,的奇次谐波（1、3、5、7 ）,开关频率的基频和谐波（1,MHz,以下差模为主，1,MHz,以上共模为主）,杨继深 2002年4月,干扰滤波器的种类,衰减,衰减,衰减,衰减,低通,带通,高通,带阻,3dB,截止频率,杨继深 2002年4月,低通滤波器类型,C,T,L,反,杨继深 2002年4月,电路与插入损耗的关系,20,40,60,80,100,fc,10fc,100fc,1000fc,5阶,4阶,3阶,2阶,1阶,20,N/,十倍频程,6,N/,倍频程,插入损耗,dB,杨继深 2002年4月,确定滤波器阶数,50 100,欲衰减20,dB,4,6=24 20,至少4阶滤波器,10 100,1,20=20,1阶滤波器就可以了,为了保险，可用2阶,欲衰减20,dB,L、C,的数值决定截止频率,阶数决定过渡带的陡度,杨继深 2002年4月,根据阻抗选用滤波电路,源阻抗,电路结构,负载阻抗,高,C、,、,多级,高,高,、多级,低,低,反、多级反,高,低,L、,多级,L,低,规律：电容对高阻，电感对低阻,杨继深 2002年4月,插入损耗的估算,Fco=1/(2,Rp C),Z,L,Zs、Z,L,并联,C,IL=20 lg(,CRp),IL,IL=20 lg(,L/Rs),Fco=,Rs,/(2,L）,Zs、Z,L,串联,Zs,L,Zs,Z,L,杨继深 2002年4月,器件参数的确定,L,C,R,R,L=R/2,F,C,C=1/2,RF,C,对于,T,形（多级,T）,和 形（多级）电路，最外边的电感或电容取,L/2,和,C/2，,中间的不变。,杨继深 2002年4月,实际电容器的特性,Z,C,实际电容,理想电容,f,引线长1.6,mm,的陶瓷电容器,电容量,谐振频率,(,MHZ),1,F,1.7,0.1,F,4,0.01,F,12.6,3300,pF,19.3,1100,pF,33,680,pF,42.5,330,pF,60,1/2,LC,C,L,杨继深 2002年4月,陶瓷电容谐振频率,1,nf,1,M,100,k,10,1,0.1,10,k,1,k,100,10,Hz 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G,阻抗,100,pf,10,nf,100,nf,10,f,1,f,10,mf,100,f,1,m,10,cm,1,cm,1,mm,杨继深 2002年4月,表面贴装电容的阻抗特性,杨继深 2002年4月,温度对陶瓷电容容量的影响,0.15,-0.15,0,-55,125,5,-15,0,-55,125,-10,-5,COG,X7R,-60,20,-30,90,-30,0,Y5V,30,%,C,%,C,%,C,杨继深 2002年4月,电压对陶瓷电容容量的影响,COG,X7R,Y5V,20,0,-20,-40,-60,-80,0 20 40 60 80 100,%额定电压（,Vdc）,%,C,杨继深 2002年4月,实际电感器的特性,Z,L,理想电感,实际电感,f,电感量,（,H,）,谐振频率,(,MHZ),3.4,45,8.8,28,68,5.7,125,2.6,500,1.2,绕在铁粉芯上的电感,1/2,LC,L,C,杨继深 2002年4月,电感寄生电容的来源,每圈之间的电容,C,TT,导线与磁芯之间的电容,C,TC,磁芯为导体时，,C,TC,为主要因素，,磁芯为非导体时，,C,TT,为主要因素。,杨继深 2002年4月,克服电容非理想性的方法,衰减,电容并联,LC,并联,电感并联,小电容,大电容,并联电容,频率,大容量,小容量,杨继深 2002年4月,三端电容器的原理,引线电感与电容一起构成了一个,T,形低通滤波器,在引线上安装两个磁珠滤波效果更好,地线电感起着不良作用,三端电容,普通电容,30 70,1,GHz,20,60,40,杨继深 2002年4月,三端电容的正确使用,接地点要求：,1 干净地,2 与机箱或其它较大,的金属件,射频搭接,杨继深 2002年4月,三端电容器的不足,寄生电容造成输入端、输出端耦合,接地电感造成旁路效果下降,杨继深 2002年4月,穿心电容更胜一筹,金属板隔离输入输出端,一周接地电感很小,杨继深 2002年4月,穿心电容的插入损耗,插入损耗,频率,1GHz,普通电容,理想电容,穿心电容,杨继深 2002年4月,穿心电容、馈通滤波器,以穿心电容为基础的馈通滤波器广泛应用于,RF,滤波,杨继深 2002年4月,馈通滤波器使用注意事项,必须安装在金属板上，并在一周接地,最好焊接，螺纹安装时要使用带齿垫片,焊接时间不能过长,上紧螺纹时扭矩不能过大,杨继深 2002年4月,线路板上使用馈通滤波器,线路板地线面,上面,底面,杨继深 2002年4月,磁芯对电感寄生电容的影响,铁粉芯,C=4.28pf C=3.48pf 19%,铁氧体（锰锌）,C=51pf C=49pf 4%,杨继深 2002年4月,减小电感寄生电容的方法,然后：,起始端与终止端远离（夹角大于40度）,尽量单层绕制，并增加匝间距离,多层绕制时，采用“渐进”方式绕，不要来回绕,分组绕制（要求高时，用大电感和小电感串联起来使用）,如果磁芯是导体，首先：,用介电常数低的材料增加绕组导体与磁芯之间的距离,杨继深 2002年4月,共模扼流圈,共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销，因此磁芯不会饱和。,杨继深 2002年4月,电感磁芯的选用,铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁芯,铁氧体：最常用,锰锌：,r=500 10000，R=0.1100m,镍锌：,r=10 100，R=1k 1Mm,超微晶：,r 10000,，,做大电感量共模扼流圈的磁心,杨继深 2002年4月,干扰抑制用铁氧体,Z=j,L+R,R,Z,L,R(f),1MHz 10MHz 100MHz 1000MHz,杨继深 2002年4月,铁氧体磁环使用方面的一些问题,1 10 100 1000,125,4500,1250,600,300个,30个,0.1 1 10 100 1000,匝,1匝,无偏置,有偏置,杨继深 2002年4月,低通滤波器对脉冲信号的影响,杨继深 2002年4月,信号滤波器的安装位置,板上滤波器,无屏蔽的场合,滤波器靠近被滤波导线的靠近器件或线路板一端。,有屏蔽的场合：在屏蔽界面上,杨继深 2002年4月,板上滤波器的注意事项,滤波器要并排安装,线路板的干净地与金属机箱或大金属板紧密搭接,为滤波设置干净地,在,接口处设置档板,滤波器靠近接口,杨继深 2002年4月,面板上滤波的简易（临时）方法,容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短,杨继深 2002年4月,电缆滤波的方法,屏蔽盒,馈通滤波器,连接器,杨继深 2002年4月,自制面板滤波器,滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器,连接器按照需要选择，也可以是引线,锡焊，保证完全隔离,螺纹盲孔,杨继深 2002年4月,面板安装滤波器注意事项,滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！,杨继深 2002年4月,使用,形滤波器的注意事项,滤波器接地阻抗,预期干扰电流路径,实际干扰电流路径,杨继深 2002年4月,电源线滤波器的基本电路,共模扼流圈,差模电容,共模电容,共模滤波电容受到漏电流的限制,杨继深 2002年4月,电源线滤波器的特性,损耗,频率,理想滤波器特性,实际滤波器特性,一般产品说明书上给出的数据是50,条件下的测试结果。,30,MHz,越来越受到关注,杨继深 2002年4月,高频滤波性能的重要性,滤波器高频性能差,滤波器高频性能好,无滤波,杨继深 2002年4月,改善滤波器高频特性的方法,或,精心绕制或多个电感串联,杨继深 2002年4月,注意插入增益问题,0,-10,50,/50,100,/0.1 或,0.1,/100,频率,插入损耗,杨继深 2002年4月,选择滤波器的保险方法,滤波器,0.1,100,滤波器,0.1,100,0,衰减,50,条件下的插入损耗,0.1/100,条件下的插入损耗,插入损耗增益会暴露出来,杨继深 2002年4月,器件距离对高频性能的影响,杨继深 2002年4月,滤波器安装在线路板的问题,机箱内干扰,电源线泄漏严重,杨继深 2002年4月,线路板上滤波的改进方法,机箱内干扰,被滤波器挡住,被滤波器旁路掉,面板滤波器,电源线无泄漏,杨继深 2002年4月,电源线滤波器的错误安装,PCB,滤波器,滤波器,输入线过长,输入、输出耦合,PCB,杨继深 2002年4月,电源线滤波器的错误安装,滤波器,绝缘漆,PCB,滤波器通过细线接地，高频效果很差！,接地线,杨继深 2002年4月,滤波器的正确安装,滤,波,器,PCB,电源,PCB,滤波电路,杨继深 2002年4月,这样试一试,机箱外,机箱内,屏蔽箱,杨继深 2002年4月,还要注意的一个小问题,杨继深 2002年4月,