干擾濾波技術(shù)ppt課件

1、中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,干擾濾波技術(shù),干擾濾波在EMC設(shè)計(jì)中作用 差模干擾和共模干擾 常用濾波電路 怎樣制作有效的濾波器 正確使用濾波器,1,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,濾波器的作用,信號(hào)濾波器,電源濾波器,切斷干擾沿信號(hào)線或電源線傳播的路徑，與屏蔽共同構(gòu)成完善的干擾防護(hù)。,2,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,滿足電源線干擾發(fā)射和抗擾度要求,3,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,滿足抗擾度及設(shè)備輻射發(fā)射要求,信號(hào)線濾波器,干擾源,4,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,共模和差模電流,5,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,共模/差模干擾的產(chǎn)生,V,V,ICM,ICM

2、,ICM,IDM,6,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,開關(guān)電源噪聲,50Hz的奇次諧波（1、3、5、7 ） 開關(guān)頻率的基頻和諧波（1MHz以下差模為主，1MHz以上共模為主）,7,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,干擾濾波器的種類,衰減,衰減,衰減,衰減,低通,帶通,高通,帶阻,3dB,截止頻率,8,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,低通濾波器類型,C,T,L,反,9,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,電路與插入損耗的關(guān)系,20,40,60,80,100,fc 10fc 100fc 1000fc,5階 4階 3階 2階 1階,20N/十倍頻程 6N/倍頻程,插入損耗,dB,10,中國

3、電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,確定濾波器階數(shù),50 100,欲衰減20dB,4 6=24 20 至少4階濾波器,10 100,1 20 = 20 1階濾波器就可以了 為了保險(xiǎn)，可用2階,欲衰減20dB,L、C的數(shù)值決定截止頻率,階數(shù)決定過渡帶的陡度,11,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,根據(jù)阻抗選用濾波電路,規(guī)律：電容對(duì)高阻，電感對(duì)低阻,12,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,插入損耗的估算,Fco = 1/(2 Rp C),ZL,Zs、ZL并聯(lián),C,IL = 20 lg(CRp),IL,IL = 20 lg(L/Rs),Fco = Rs/(2 L）,Zs、ZL串聯(lián),Zs,L,Zs,Z

4、L,13,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,器件參數(shù)的確定,L,C,R,R,L = R / 2FC C = 1 / 2RFC 對(duì)于T形（多級(jí)T）和 形（多級(jí)）電路，最外邊的電感或電容取 L/2 和 C/2，中間的不變。,14,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,實(shí)際電容器的特性,ZC,實(shí)際電容,理想電容,f,引線長1.6mm的陶瓷電容器,1/2 LC,C,L,15,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,陶瓷電容諧振頻率,1nf,1M,100k,10,1,0.1,10k,1k,100,10Hz 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G,阻抗 ,100pf,10nf,100nf

5、,10f,1f,10mf,100f,1m,10cm,1cm,1mm,16,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,表面貼裝電容的阻抗特性,17,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,溫度對(duì)陶瓷電容容量的影響,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,18,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,電壓對(duì)陶瓷電容容量的影響,COG,X7R,Y5V,20,0,-20,-40,-60,-80,0 20 40 60 80 100 %額定電壓（Vdc）,%C,19,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng)

6、 www.EMC,實(shí)際電感器的特性,ZL,理想電感,實(shí)際電感,f,繞在鐵粉芯上的電感,1/2 LC,L,C,20,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,電感寄生電容的來源,每圈之間的電容 CTT 導(dǎo)線與磁芯之間的電容CTC,磁芯為導(dǎo)體時(shí)，CTC為主要因素， 磁芯為非導(dǎo)體時(shí)，CTT為主要因素。,21,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,克服電容非理想性的方法,衰減,電容并聯(lián) LC并聯(lián) 電感并聯(lián),小電容,大電容,并聯(lián)電容,頻率,大容量,小容量,22,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,三端電容器的原理,引線電感與電容一起構(gòu)成了一個(gè)T形低通濾波器 在引線上安裝兩個(gè)磁珠濾波效果更好,地線電感起著不良作用

7、,23,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,三端電容的正確使用,接地點(diǎn)要求： 1 干凈地 2 與機(jī)箱或其它較大 的金屬件射頻搭接,24,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,三端電容器的不足,寄生電容造成輸入端、輸出端耦合,接地電感造成旁路效果下降,25,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,穿心電容更勝一籌,金屬板隔離輸入輸出端,一周接地電感很小,26,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,穿心電容的插入損耗,插入損耗,頻率,1GHz,普通電容,理想電容,穿心電容,27,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,穿心電容、饋通濾波器,以穿心電容為基礎(chǔ)的饋通濾波器廣泛應(yīng)用于RF濾波,28,中國電子科技學(xué)術(shù)

8、網(wǎng) www.EMC,饋通濾波器使用注意事項(xiàng),必須安裝在金屬板上，并在一周接地 最好焊接，螺紋安裝時(shí)要使用帶齒墊片 焊接時(shí)間不能過長 上緊螺紋時(shí)扭矩不能過大,29,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,線路板上使用饋通濾波器,線路板地線面,上面,底面,30,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,磁芯對(duì)電感寄生電容的影響,鐵粉芯 C = 4.28pf C = 3.48pf 19% 鐵氧體（錳鋅） C = 51pf C = 49pf 4%,31,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,減小電感寄生電容的方法,然后： 起始端與終止端遠(yuǎn)離（夾角大于40度） 盡量單層繞制，并增加匝間距離 多層繞制時(shí)， 采用“漸進(jìn)

9、”方式繞，不要來回繞 分組繞制 （要求高時(shí)，用大電感和小電感串聯(lián)起來使用）,如果磁芯是導(dǎo)體，首先： 用介電常數(shù)低的材料增加繞組導(dǎo)體與磁芯之間的距離,32,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,共模扼流圈,共模扼流圈中的負(fù)載電流產(chǎn)生的磁場相互抵銷，因此磁芯不會(huì)飽和。,33,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,電感磁芯的選用,鐵粉磁芯：不易飽和、導(dǎo)磁率低，作差模扼流圈的磁芯,鐵氧體：最常用,錳鋅：r = 500 10000，R = 0.1100m,鎳鋅：r = 10 100，R = 1k 1Mm,超微晶：r 10000，做大電感量共模扼流圈的磁心,34,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,干擾抑制用

10、鐵氧體,Z = jL + R,R,Z,L,R(f),1MHz 10MHz 100MHz 1000MHz,35,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,鐵氧體磁環(huán)使用方面的一些問題,1 10 100 1000,125,4500,1250,600,300個(gè),30個(gè),0.1 1 10 100 1000,匝,1匝,無偏置,有偏置,36,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,低通濾波器對(duì)脈沖信號(hào)的影響,37,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,信號(hào)濾波器的安裝位置,板上濾波器,無屏蔽的場合,濾波器靠近被濾波導(dǎo)線的靠近器件或線路板一端。,有屏蔽的場合：在屏蔽界面上,38,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,板上

11、濾波器的注意事項(xiàng),濾波器要并排安裝,線路板的干凈地與金屬機(jī)箱或大金屬板緊密搭接,為濾波設(shè)置干凈地,在接口處設(shè)置檔板,濾波器靠近接口,39,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,面板上濾波的簡易（臨時(shí)）方法,容量適當(dāng)?shù)拇善娙莼颡?dú)石電容，引線盡量短,40,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,電纜濾波的方法,屏蔽盒,饋通濾波器,連接器,41,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,自制面板濾波器,濾波電路可以按照需要設(shè)計(jì)，但是至少有一級(jí)饋通濾波器,連接器按照需要選擇，也可以是引線,錫焊，保證完全隔離,螺紋盲孔,42,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,面板安裝濾波器注意事項(xiàng),濾波器與面板之間必須使用電磁

12、密封襯墊！,43,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,使用形濾波器的注意事項(xiàng),濾波器接地阻抗,預(yù)期干擾電流路徑,實(shí)際干擾電流路徑,44,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,電源線濾波器的基本電路,共模扼流圈,差模電容,共模電容,共模濾波電容受到漏電流的限制,45,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,電源線濾波器的特性,損耗,頻率,理想濾波器特性,實(shí)際濾波器特性,一般產(chǎn)品說明書上給出的數(shù)據(jù)是50條件下的測試結(jié)果。,30MHz,越來越受到關(guān)注,46,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,高頻濾波性能的重要性,濾波器高頻性能差,濾波器高頻性能好,無濾波,47,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,改善濾

13、波器高頻特性的方法,或,精心繞制或多個(gè)電感串聯(lián),48,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,注意插入增益問題,0,-10,50 / 50,100 / 0.1 或,0.1 / 100,頻率,插入損耗,49,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,選擇濾波器的保險(xiǎn)方法,濾波器,0.1,100,濾波器,0.1,100,0,衰減,50條件下的插入損耗,0.1/100條件下的插入損耗,插入損耗增益會(huì)暴露出來,50,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,器件距離對(duì)高頻性能的影響,51,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,濾波器安裝在線路板的問題,機(jī)箱內(nèi)干擾,電源線泄漏嚴(yán)重,52,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,線路板上濾波的改進(jìn)方法,機(jī)箱內(nèi)干擾,被濾波器擋住,被濾波器旁路掉,面板濾波器,電源線無泄漏,53,中國電子科技學(xué)術(shù)網(wǎng) www.EMC,電源線濾波器的錯(cuò)誤安裝,PCB,濾波器,濾波器,輸