交流電源能夠提供一個(gè)穩(wěn)定電壓和頻率的電源稱(chēng)交流穩(wěn)定電源。國(guó)內(nèi)多數(shù)廠家所做的工作是交流電壓穩(wěn)定。下面結(jié)合市場(chǎng)有的交流
穩(wěn)壓電源簡(jiǎn)述其分類(lèi)特點(diǎn)。參數(shù)調(diào)整(諧振)型這類(lèi)穩(wěn)壓電源,穩(wěn)壓的基本原理是LC串聯(lián)諧振,早期出現(xiàn)的磁飽和型穩(wěn)壓器就屬于這一類(lèi).它的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)眾多的元器件,可靠性相當(dāng)高穩(wěn)壓范圍相當(dāng)寬,抗干擾和抗過(guò)載能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是:能耗大、噪聲大、笨重且造價(jià)高。
1、電源濾波器不能存在電磁耦合路徑
①電源輸入線(xiàn)過(guò)長(zhǎng);
②電源濾波器的輸入線(xiàn)和輸出線(xiàn)靠的過(guò)近。
此兩種都是不正確的安裝方式,問(wèn)題的本質(zhì)在于,濾波器的輸入端電線(xiàn)和它的輸出端電線(xiàn)之間存在有明顯的電磁耦合路徑。這樣一來(lái),存在于濾波器某一端的EMI信號(hào)會(huì)逃脫濾波器對(duì)它的抑制,不經(jīng)過(guò)濾波器的衰減而直接耦合到濾波器的另一端去。因此濾波器輸入與輸出先需有效分開(kāi)。
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另外,如上述兩種把電源濾波器都是安裝在設(shè)備屏蔽的內(nèi)部,設(shè)備內(nèi)部電路及元件上的EMI 信號(hào)會(huì)因輻射在濾波器的(電源)端引線(xiàn)上生成EMI 信號(hào)而直接耦合到設(shè)備外面去,使設(shè)備屏蔽喪失對(duì)內(nèi)部元件和電路產(chǎn)生的EMI 輻射的抑制。當(dāng)然,如果濾波器(電源)上存在有EMI 信號(hào),也會(huì)因輻射而耦合到設(shè)備內(nèi)部的元件和電路上,從而破壞濾波器和屏蔽對(duì)EMI 信號(hào)的抑制作用。所以起不到效果。
2、不能將線(xiàn)纜捆扎在一塊
一般來(lái)說(shuō),在電子設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)安裝電源濾波器時(shí)要注意的是,在捆扎設(shè)備電纜時(shí),千萬(wàn)不能把濾波器(電源)端和(負(fù)載
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)端的電線(xiàn)捆扎在一起,因?yàn)檫@無(wú)疑加劇了濾波器輸入輸出端之間的電磁耦合,嚴(yán)重破壞了濾波器和設(shè)備屏蔽對(duì)EMI 信號(hào)的抑制能力。
3、要盡量避免使用長(zhǎng)接地線(xiàn)
電源濾波器輸出端連接變頻器或電機(jī)的接線(xiàn)長(zhǎng)度不超過(guò)30厘米為宜。
因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)的接地線(xiàn)意味著大大增加接地電感和電阻,它會(huì)嚴(yán)重破壞濾波器的共模抑制能力。較好方法是,用金屬螺釘與星形彈簧墊圈把濾波器的屏蔽牢牢地固定在設(shè)備電源入口處的機(jī)殼上。
4、電源濾波器輸入線(xiàn)、輸出線(xiàn)必須拉開(kāi)距離
電源濾波器輸入線(xiàn)、輸出線(xiàn)必須拉開(kāi)距離,切忌并行,以免降低濾波器效能。
5、電源濾波器外殼與機(jī)箱殼必須良好接觸
金屬殼與機(jī)箱殼必須保證良好面接觸,并將接地線(xiàn)接好。
6、電源濾波器的連接線(xiàn)宜選用雙絞線(xiàn)
電源濾波器的輸入、輸出連接線(xiàn)以選用為佳,它可有效消除部分高頻干擾信號(hào)。
[2] 電源濾波器的目的是在抑制,噪聲的影響可分為以下二種:
1)發(fā)射(Emissions):是要將由設(shè)備產(chǎn)生,影響電源或其他設(shè)備的噪聲降到法規(guī)(例如FCC part 15)允許值以下,例如由開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的。
2)抗擾(Immunity):是要將進(jìn)入設(shè)備的噪聲降低到不會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)異常動(dòng)作的程度,例如用在廣播電臺(tái)發(fā)射設(shè)備中的儀器。
電源濾波器要抑制的噪聲可分為以下的二種:
1)共模:在二條(或多條)電源線(xiàn)都相同的噪聲,可視為電源線(xiàn)對(duì)地的噪聲。
2)差模:電源線(xiàn)和電源線(xiàn)之間的噪聲。
同一個(gè)電源濾波器對(duì)于共模噪聲及差模噪聲的抑制能力會(huì)有所不同,一般會(huì)用頻率對(duì)應(yīng)抑制量(以分貝表示)的頻譜來(lái)說(shuō)明。
[2] 電源濾波器的目的是在抑制電磁噪聲,噪聲的影響可分為以下二種:
發(fā)射(Emissions):是要將由設(shè)備產(chǎn)生,影響電源或其他設(shè)備的噪聲降到法規(guī)(例如FCC part 15)允許值以下,例如由產(chǎn)生的噪聲。
抗擾(Immunity): 是要將進(jìn)入設(shè)備的噪聲降低到不會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)異常動(dòng)作的程度,例如用在廣播電臺(tái)發(fā)射設(shè)備中的儀器。
電源濾波器要抑制的噪聲可分為以下的二種:
同一個(gè)電源濾波器對(duì)于共模噪聲及差模噪聲的抑制能力會(huì)有所不同,一般會(huì)用頻率對(duì)應(yīng)抑制量(以表示)的來(lái)說(shuō)明。
[1]092.020.30.00.02.1 |
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電源濾波器一般都設(shè)計(jì)為只由電阻、電容及電感組成的被動(dòng)濾波器,沒(méi)有像晶體管之類(lèi)的主動(dòng)元件。右圖是一個(gè)電源濾波器的例子,電源濾波器的上方接電源,電源端有一個(gè)共模電感,也就是電源的二條線(xiàn)依同一個(gè)方向繞在鐵心上,電源線(xiàn)上若有共模訊號(hào),其在共模電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)相加,因此有較大的阻抗,而差模訊號(hào)在共模電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)互相抵消,因此可以流過(guò)。電源流過(guò)的電流主要是共模的,但上面噪聲也可能會(huì)以差模的形式出現(xiàn),若要抑制差模噪聲,需要另外使用差模電感,或是各相有個(gè)別的電感器。
在電源濾波器上會(huì)使用特別的安規(guī)解耦電容,分為X電容及Y電容二類(lèi):
X電容:抑制差模干擾(之間的干擾)。
Y電容:抑制共模干擾(各組電源線(xiàn)對(duì)地之間的干擾)。
由于Y電容提高會(huì)使電器的漏電流增加,而電器的漏電流有其規(guī)定范圍,因此Y電容不能太大,一般都會(huì)比X電容要小。
X電容和Y電容屬于,即其失效后不會(huì)造成電擊,也不會(huì)影響人身安全。二者都有自我復(fù)原(self-healing)作用,會(huì)使局部短路的部份恢復(fù)原來(lái)的絕緣狀態(tài)。
[2] 在實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中,我們常遇到這樣的情況:雖然設(shè)計(jì)工程師在設(shè)備電源線(xiàn)上接了電源濾波器,但是該設(shè)備還是不能通過(guò)"傳導(dǎo)干擾電壓發(fā)射"測(cè)試,工程師懷疑濾波器的濾波效果不好,不斷更換濾波器,仍不能得到理想的效果。
分析設(shè)備超標(biāo)的原因,不外乎以下兩個(gè)方面:
1)設(shè)備產(chǎn)生的干擾太強(qiáng);
2)設(shè)備的濾波不足。
對(duì)于種情況,我們可以通過(guò)在干擾源處采取措施,降低干擾的強(qiáng)度,或者增加電源濾波器的階數(shù),提高濾波器對(duì)干擾的抑制能力來(lái)解決。對(duì)于第二種情況,除了濾波器自身性能不好以外,濾波器的安裝方式對(duì)它的性能影響很大。這一點(diǎn)往往是被設(shè)計(jì)工程師忽視的。在很多測(cè)試中,我們通過(guò)更改濾波器的安裝方式就能使設(shè)備順利通過(guò)測(cè)試。下面是一些常見(jiàn)的濾波器錯(cuò)誤安裝方式對(duì)濾波器性能影響的實(shí)例。
輸入線(xiàn)太長(zhǎng)
0500000 HILFSKONTAKT CB-S EIN Art.-Nr. 037H0110 |
236187 |
111330 |
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SAC-3P- 3,0-PUR/M 8FR - 1669741 |
2014040,Typ 401001 O-Ring |
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AIRFLEX S13 |
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許多設(shè)備的電源線(xiàn)進(jìn)入機(jī)箱后,經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)才接到濾波器的輸入端。例如,電源線(xiàn)從機(jī)箱后面板輸入,走行到前面板的電源開(kāi)關(guān),又回到后面板接到濾波器?;蛘邽V波器的安裝位置距離電源線(xiàn)入口較遠(yuǎn),造成引線(xiàn)太長(zhǎng)。如圖1所示。