电磁兼容培训胶片滤波

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1、第四章 干扰滤波技术n 干扰滤波在EMC设计中作用n 差模干扰和共模干扰 n 常用滤波电路n 怎样制作有效的滤波器n 正确使用滤波器 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。 满足电源线干扰发射和抗扰度要求 满足抗扰度及设备辐射发射要求信号线滤波器干扰源 共模和差模电流 共模/差模干扰的产生V VI CM ICMICMIDM 开关电源噪声 50Hz的奇次谐波（1、3、5、7 ） 开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主，1MHz以上共模为主） 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 低通滤波器类型C TL反 电

2、路与插入损耗的关系20406080100 fc 10fc 100fc 1000fc 5阶 4阶 3阶 2阶 1阶20N/十倍频程6N/倍频程插入损耗dB 确定滤波器阶数50 100欲衰减20dB 4 6=24 20至少4阶滤波器 10 100 1 20 = 201阶滤波器就可以了为了保险，可用2阶欲衰减20dBL、C的数值决定截止频率阶数决定过渡带的陡度 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 插入损耗的估算Fco = 1/(2 Rp C) ZL Zs、ZL并联CIL = 20 l

3、g(CRp)IL IL = 20 lg(L/Rs)Fco = Rs/(2 L）Zs、ZL串联Zs LZs ZL 器件参数的确定LCR R L = R / 2FC C = 1 / 2RFC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。 实际电容器的特性ZC实际电容理想电容f引线长1.6mm的陶瓷电容器 电容量 谐振频率(MHZ) 1 F 1.7 0.1 F 4 0.01F 12.6 3300 pF 19.3 1100 pF 33 680 pF 42.5 330 pF 601/2 LCC L 陶瓷电容谐振频率1nf1M100k101 0.110k1k1

4、00 10H z 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G阻抗 100pf10nf100nf10f1f10mf100f 1m10cm1cm1mm 表面贴装电容的阻抗特性 温度对陶瓷电容容量的影响0.15-0.150 -55 125 5-150-55 125-10-5COG X7R -6020-30 90-300 Y5V 30%C%C %C 电压对陶瓷电容容量的影响COG X7RY5V200-20-40-60-800 20 40 60 80 100 %额定电压（Vdc）%C 实际电感器的特性ZL理想电感实际电感f 电感量 （H） 谐振频率 (MHZ) 3.4 45 8.8 2

5、8 68 5.7 125 2.6 500 1.2 绕在铁粉芯上的电感1/2 LCL C 电感寄生电容的来源每圈之间的电容 CTT导线与磁芯之间的电容CTC磁芯为导体时，C TC为主要因素，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。 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 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 1GHz206040 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 三端电容器的不足寄生电容造成输入端、输

6、出端耦合接地电感造成旁路效果下降 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 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 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 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 线路板上使用馈通滤波器线路板地线面上面底面 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% 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

7、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1.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 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。 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 干扰抑制用铁氧体Z = jL + R RZL R(f) 1MHz 10MHz 100MHz

8、 1000MHz 铁氧体磁环使用方面的一些问题 1 10 100 100012545001250600 300个30个0.1 1 10 100 1000匝1匝 无偏置有偏置 低通滤波器对脉冲信号的影响 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 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 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 电缆滤波的方法屏蔽盒馈通滤波器连接器 自制面板滤波器滤波电路可以按照需要设计， 但是至

9、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 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！ 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 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 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。30MH z越来越受到关注 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 改善滤波器高频特性的方法或精心绕制或多个电感串联 注意插入增益问题0-10 50 / 50100 / 0.1 或 0.1 / 100频率插入损耗 选择滤波器的保险方法滤波器 0.1 100滤波器 0.11000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 器件距离对高频性能的影响 滤波器安装在线路板的问题机箱内干扰电源线泄漏严重 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 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 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 滤波器的正确安装滤波器PCB电源PCB滤波电路 这样试一试机箱外机箱内屏蔽箱 还要注意的一个小问题