《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 設計應用 > 電子設計工程師,濾波器應如何選型?
電子設計工程師,濾波器應如何選型?
摘要: 近期接觸幾位技術工程師朋友在選用濾波器,發現了不少有意思的問題,才發現波平浪靜處水最險,簡曰“燈下黑”。于是才斗膽誕生此文。
Abstract:
Key words :

 

  近期接觸幾位技術工程師朋友在選用濾波器,發現了不少有意思的問題,才發現波平浪靜處水最險,簡曰“燈下黑”。于是才斗膽誕生此文。

  1、如果未經過對儀器的EMI、EMS指標測試就選定了濾波器,基本上屬于“盲人騎瞎馬、夜半臨深池”的主兒;

  2、如果機器上選擇的是一個市面上買來的通用濾波器,這個濾波器基本上是可以不加的;

  3、濾波器8分定制、2分通用才算比較靠譜。

  下此結論的原因是因為最近遇到的好幾起事情,都加了濾波器,但傳導就是不過,最后還是根據測試結果給設計了個濾波器樣品,一裝上ok才算pass,其實設計本身也并不復雜,不過多加了一級差模電容和差模電感、或調整了一下濾波器電感電容的參數而已。通用型的IEC插座濾波器,里面的空間很小,一般只能放得下2個共模電容、一個差模電容和一個共模電感,靠這點東西就能放之四海而皆準,難度莫大焉。

電子設計工程師,濾波器應如何選型?

(點擊放大)

 

  那濾波器應如何選型?

  第一種是預知曉(起碼是估計)需濾掉的雜波頻點或頻段和強度,然后提出對濾波頻段的衰減要求,將此要求提給廠家,由廠家給您設計一款適用的濾波器。

  第二種是先設計產品,結構空間上預留出裝濾波器的位置,等產品裝好后進行測試,根據測試的結果確定濾波器的濾除頻點和衰減特性。

  除此二者外,基本上沒有其他的方法能有效地選好濾波器。

  案例1:

  如低頻無極燈產品,整流器開關頻率220KHz,此頻率是干擾的基頻,其他干擾頻率基本都是此頻點的高次諧波,在起初設計時,就可以根據預估給出濾波器的要求來,220KHz頻點時,共模插損ILCM=60dB 差模插損ILDM=60dB,根據這個要求,濾波器廠家就可以設計出濾波器來。

  如手術室用監護儀,與手術刀在共同的環境下使用,手術刀的頻率是500KHz,可以根據預估給出對濾波器的要求,500KHz頻點時,共模插損ILCM=70dB 差模插損ILDM=70dB,根據這個要求,濾波器廠家就可以設計出濾波器來。

  插損這個指標,行規是在50Ω的標準負載下測得的,但實際電路中,阻抗匹配的不可能這樣標準,因此,插損的指標在使用會打些折扣。所以預估時要求指標要高些。

  案例2:某產品未加濾波器時的測試結果,畫黑圈的是兩個主要的超標頻點,最左側的點是213KHz,超標7dB左右,右面一個是它的高次諧波,可以不必理它,213K濾掉了,那個也就跟著消除了。

 

  作為電子設計工程師,能預估出、或能測出預定的干擾頻率和提出擬衰減的指標來,這就夠了。

  濾波器有多種,做儀器設備中常用到的是電源濾波器和信號濾波器。其他類型的作無功功率補償的電力濾波器、微波頻段的濾波器不是這里討論的內容。

  濾波器的選擇需要考慮以下多點:

  1.電壓

  這個電壓值要求是一個范圍,是穩態電壓±紋波電壓的綜合。

  2.電流

  電流的指標很關鍵,它決定了濾波器內部的電感的繞組銅線和引出線的線徑。如果選細了,細導線上跑大電流,如小馬拉大車,會引起嚴重發熱以至燒毀。這個電流也是一個范圍,穩態電流+波動電流的最大值。

  3.電磁兼容標準要求

  既然是濾波器,為的就是濾掉一些不期望的頻段,而濾除的效果一般是由EMC測試標準和現場應用的直觀結果來確定。尤其是電源濾波器,最好能確定用此濾波器的產品需要通過的是哪個標準,根據標準要求的不同,在選擇時也有其特定的測試頻段要求。

  電源濾波器的主要針對指標是傳導發射CE和傳導抗擾CS,信號濾波器的則主要看EMC標準里對不期望輸入頻段和不期望輸出頻段的要求了。

  比如無極燈用的整流器,本身就是一個開關工作狀態,會有對外的發射,EMC測試時候會重點檢查其開關頻率以及其高次諧波成分的傳導干擾,濾波器就需要針對這些特定頻段或頻點具有足夠的濾除效果。

  4.安規標準要求

  讀者可能會覺得奇怪,選濾波器,說安規標準干啥?這是因為濾波器一般用在電源輸入端和板卡的接口處,這些部位都是安規問題的重災區。等于是濾波器一身承擔了多個要求。與濾波器有關的安規重點是三個指標:絕緣耐壓漏電流、剩余電壓剩余能量。

 

  絕緣耐壓打LN對地的絕緣強度,考驗的是Y電容的耐壓值,Y電容大了,漏電流就會大,容易導致安規要求上的漏電流超標,現在有部分廠家設計上就采取了輸入端無Y電容設計(如圖)。這樣LN對G就成了LN通過L1、Cy1、Cy2、G’對G了,而G和G’是不連的。如果采用了輸入端接Y電容的方式,即將Cy1和Cy2放到前面R的左面來,則測試時須注意絕緣耐壓的設定和漏電流的大小是正相關的,最高不超過20mA。曾經遇到過差點被退貨說濾波器安規不合格的情況,最后經查是1500V時漏電流設定為2mA(應為5mA),測試儀器報警就是正常的了。

  另一個問題就是R的選擇,有好多廠家的濾波器沒裝這個電阻,在拔掉插頭后,在較短的時間內,去摸電源的插口,如果會有被電的感覺,問題就出在沒裝這個電阻上。這是個高耐壓、起泄放電作用的功率電阻。

  5.濾波器電路結構形式

  電路結構形式和期間的參數選擇是濾波器的核心,但就是在這一部分,應用工程師的選擇常常兩眼一摸黑著選,雖然大多時候也差不多可以用,但既不知己也不知彼的設計方式,浪費資源、埋留隱患的可能性就大大增加。這在需要精益設計、從中國制造到中國創造的電子制造業,從初級工程師向資深工程師的成長期望上來說,都是不合時宜的。

  濾波器的作用是對通過其的不同頻率有不同的放大效果,對通帶內頻段的則不衰減,對通帶外要抑制的則以幾十個dB的級別進行衰減,從而達到過篩子的目的。但就是濾波器在對不同頻率的電壓幅值采取不同放大倍數的時候,電磁波的相位也在發生變化,因為相位也是和頻率有關的,所以濾波器結構形式的選取,也還是有些學問的。

 

  濾波器結構形式常用的是三種:

  a.巴特沃思濾波器:特點是通帶內放大倍數平整,通帶內,隨著頻率的變化,濾波器放大倍數基本維持不變;但缺點是通帶向截止段的過渡段,過渡的較為平緩。意思是說,敵人和朋友的界限不是很清楚,有一部分朋友也在干著敵人的事情,有一部分敵人也在幫我們,對這一部分是殺掉還是留在組織里,讓人很糾結。如果有用頻率和干擾頻率離得很近,這種濾波器的作用就很有問題。

  b.切比雪夫濾波器:它可以很好的解決巴特沃思過渡帶平緩的缺點,在這種形式的濾波器中,過渡帶很陡峭,即使有用頻率和干擾頻率很近,因為過渡帶很陡峭,所以其截止頻率點前后兩個頻段放大倍數的差別很大,非友即敵,很好區分,是朋友就沒干過對不起我們的事,是敵人的就沒干過對我們好的事,所以朋友拉入組織優厚待遇,是敵人則干凈利落的消滅之。高山之側必有深谷,一個優點必然伴隨著一個缺點,切比雪夫濾波器的缺點是在通帶頻率的末端部分,放大倍數會有較強的波動,即在通帶內,隨著頻率的變化,放大倍數雖然比濾除頻段大了很多,但對通帶內的頻率,其放大倍數并不是保持穩定不變的,就是說,朋友們的情緒并不穩定,也不是所有朋友都一如既往的付出幫助。(僅做舉例說明,不要誤解為對朋友的不滿哈)

  c.貝塞爾濾波器:此種濾波器不是很通用,用的較專,因為它的特性是相位線性。前兩種關注的是放大倍數,但如果對語音信號,比如歌曲,通帶內放大倍數雖然沒有變化,但其旋律卻不再悠揚。因為相位的變化導致歌曲的嘔呀啁咤難為聽。此時,貝塞爾濾波器將會發生其作用。

  至于選擇哪種濾波器電路結構形式,電路工程師未必去做深入研究,但須知道自己想要的特性,并提供給濾波器廠家,由他們幫您做選擇。

  現在的電源濾波器都是低通濾波器,通過的都是工頻50Hz或60Hz,這是有用頻率,其他的全是無用的了,所以用截止頻率在1KHz以上的就綽綽有余,因此,盲人騎瞎馬似的隨便選濾波器,很多時候也沒出問題。所以對電源濾波器的選取在工藝、安規上就要多關注了。但在有特定輸出或輸入的場合,電源濾波器的選擇就要謹慎了。比如醫療手術時的電刀產品,其工作頻率是500KHz,它本身會對網電源造成干擾,所以電刀的對外傳導干擾需要抑制;同時,與電刀共用電源的設備也要警惕,其500KHz也可能會對您產生干擾。

 

  6.插損曲線

  濾波器的插損測量當不得真。舉例來說,如果我們發現100KHz超標13dB,選擇了一款濾波器,從插損曲線上看出其在100KHz時的插損是20dB,覺得此濾波器用上去就肯定就沒問題,那就錯了,因為廠家的插損曲線都是在50Ω-50Ω的標準阻抗下測得,實際上的應用現場,基本可以肯定不是如此標準的源阻抗和負載阻抗特性,所以濾波器的衰減效果會大打折扣,因此,選擇的時候對擬抑制的頻率點必須至少留出20dB的余量,如上例就需選擇100KHz時插損不低于33dB的濾波器。

  另外插損分共模插損和差模插損,一般對30MHz以上的干擾,選擇共模插損滿足上面要求的濾波器,10MHz以下的干擾選擇差模插損滿足要求的濾波器,對上例100KHz,選擇差模插損33dB的濾波器。

  7.濾波器的安裝形式

  這個問題好理解,一般有板式(有可焊插針引腳)、螺絲固定安裝、IEC標準(帶單相220V三針輸入)、帶開關的IEC,這個根據實際結構功能要求選擇即可。

  8.安裝工藝規范

  濾波器的安裝是僅次于電路結構形式和組成器件指標的技術要素。主要體現在濾波器的位置、接地的措施。位置要求靠近輸入或輸出端,為的避免輸入端輸出端線纜上的高頻干擾輻射出來影響到其他電路;輸入線輸出線不得并行走線,不得靠近走線,以免相互串擾造成該干凈的干凈不了;濾波器課題是金屬殼體,接地要求面接地而不是線接地,須保證整個面與地接觸良好,不能僅靠固定引腳的螺絲或上面引出的接地導線來接地,導線接地的引線電感量大,高頻接地阻抗偏高導致高頻接地不良,濾波效果不好;接地線纜不宜用擰接方式,必須選用焊接方式。

 

  9.濾波器的Q值

  Q值對實際濾波效果影響倒不大,但Q值代表的是損耗 / 輸入功率,Q值越高,說明損耗越大,意指會有部分能量在濾波器的電感上被損耗掉。在一般的低功率電源濾波器和信號濾波器上,此問題不會太突出。但在較大功率的濾波器上,這個損耗不可小視,一是會引起發熱,發熱后的電容會引起較大的負面影響,漏電流、耐壓、容值等都會隨溫度變化而變化;二是耗電量大會導致無謂的電損失。

  10.其他

  另外的內容就是濾波器的內部了,作為用戶是看不到的,灌封膠的灌封均勻致密程度、器件和金屬之間絕緣紙的厚度,這些用戶只能通過訊問的方式了解了,至于生產廠家說不說實話,全憑天命。

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
亚洲一区二区欧美_亚洲丝袜一区_99re亚洲国产精品_日韩亚洲一区二区
欧美大片在线看| 国产色婷婷国产综合在线理论片a| 亚洲欧美一区二区原创| 亚洲精品欧洲精品| 欧美在线啊v一区| 午夜欧美大片免费观看 | 精品999日本| 国内激情久久| 精品白丝av| 狠狠色伊人亚洲综合成人| 国产一区二区三区最好精华液| 国产欧美日韩在线观看| 国产精品一区2区| 国产乱码精品| 国产日韩欧美一区二区三区在线观看 | 国产视频一区二区三区在线观看| 国产精品一区一区三区| 国产日韩欧美一区| 黄色国产精品| 亚洲国产婷婷| 亚洲精品国产品国语在线app| 亚洲精品乱码久久久久| 一本高清dvd不卡在线观看| 一本到高清视频免费精品| 亚洲性图久久| 香蕉免费一区二区三区在线观看 | 久久精品国产96久久久香蕉| 亚洲国产一区在线| 夜夜嗨av一区二区三区中文字幕| 一区二区三区日韩欧美| 亚洲女人天堂av| 久久精品最新地址| 欧美国产日本| 欧美亚洲不卡| 国产一区在线视频| 在线看无码的免费网站| 亚洲精品视频在线观看网站 | 午夜精品一区二区三区四区 | 黄色免费成人| 亚洲精品视频一区| 午夜精品福利在线观看| 欧美自拍偷拍| 夜夜夜久久久| 欧美一区综合| 欧美激情精品久久久久久免费印度| 欧美日韩一区二区免费视频| 国产女主播视频一区二区| 激情欧美亚洲| 中文精品一区二区三区| 久久成人18免费观看| 日韩一级在线观看| 欧美一区二区成人| 欧美aaaaaaaa牛牛影院| 国产精品国产a| 在线欧美一区| 亚洲欧美成人一区二区三区| 最新热久久免费视频| 亚洲欧美www| 欧美成人一区二区在线| 国产精品视频网| 亚洲精品久久久久久久久久久久| 亚洲欧美一区二区原创| 亚洲精品一区二区三| 午夜在线一区| 欧美精品一区三区| 国产亚洲a∨片在线观看| 亚洲精品中文字幕女同| 欧美永久精品| 亚洲欧美日韩精品在线| 欧美激情视频一区二区三区在线播放| 国产精品一区二区三区成人| 亚洲激情一区二区| 久久av一区二区三区亚洲| 一区二区三区精品| 久久亚洲综合网| 国产精品免费看| 亚洲另类在线视频| 亚洲福利小视频| 欧美一级专区免费大片| 欧美日韩一区二区国产| 在线观看精品一区| 久久福利资源站| 午夜精品久久久久99热蜜桃导演| 欧美精品一区二区三区很污很色的| 国产一区二区日韩| 亚洲天堂网在线观看| 亚洲久久一区| 久久亚洲精品一区| 国产欧美一区视频| 中文高清一区| 在线中文字幕不卡| 欧美高清在线观看| 在线免费精品视频| 欧美在线观看网址综合| 亚洲综合欧美日韩| 欧美色中文字幕| 亚洲人成久久| 亚洲精品综合在线| 女人香蕉久久**毛片精品| 国产亚洲精品久| 亚洲男人天堂2024| 午夜一级在线看亚洲| 欧美性做爰毛片| 99国产精品久久久久久久久久| 91久久黄色| 乱码第一页成人| 激情校园亚洲| 亚洲国产高清在线| 巨乳诱惑日韩免费av| 黄色影院成人| 久久精品国产清高在天天线 | 国产精品久久久久久亚洲调教| 亚洲精品久久久一区二区三区| 91久久国产精品91久久性色| 可以看av的网站久久看| 影音先锋久久资源网| 久久福利精品| 蜜臀91精品一区二区三区| 一区二区视频免费在线观看| 久久精品欧美| 免费黄网站欧美| 亚洲高清在线精品| 亚洲精品久久久蜜桃| 欧美高清在线视频观看不卡| 亚洲高清在线观看| 亚洲美女网站| 欧美日韩国产色综合一二三四| 亚洲精品黄网在线观看| 99在线|亚洲一区二区| 欧美日韩精品一区二区三区四区 | 亚洲欧美在线aaa| 久久精品中文| 在线观看国产成人av片| 亚洲精品在线三区| 欧美日韩精品一区二区三区| 亚洲视频导航| 欧美在线观看网站| 韩国一区电影| 亚洲人在线视频| 欧美精品一线| 亚洲视频第一页| 久久av资源网| 狠狠久久综合婷婷不卡| 亚洲欧洲日产国产综合网| 欧美精品一级| 亚洲调教视频在线观看| 久久久国际精品| 亚洲国产精品久久久久久女王| 正在播放欧美一区| 国产精品永久入口久久久| 欧美在线你懂的| 欧美成人免费网站| 在线亚洲电影| 久久久久网站| 亚洲精品一二| 欧美在线黄色| 亚洲电影下载| 亚洲综合三区| 激情久久一区| 亚洲一区欧美一区| 国内精品视频在线观看| 亚洲理伦电影| 国产精品欧美日韩久久| 亚洲国产高清一区| 欧美系列电影免费观看| 欧美在线视频免费观看| 欧美日韩国产区| 欧美一区视频| 欧美日韩精品一本二本三本| 欧美在线免费视屏| 欧美日韩一区二区三区视频| 欧美一区二区视频观看视频| 欧美精品久久99| 亚欧成人精品| 欧美日韩 国产精品| 欧美一区二区视频网站| 欧美日韩美女在线| 久久激情五月婷婷| 国产精品久久激情| 亚洲欧洲一区二区三区| 国产农村妇女精品一二区| 日韩视频在线观看国产| 国产日产精品一区二区三区四区的观看方式 | 在线免费观看欧美| 午夜性色一区二区三区免费视频 | 亚洲国产精品激情在线观看| 亚洲欧美高清| 亚洲区一区二| 久久偷窥视频| 亚洲永久免费| 欧美日韩亚洲一区在线观看| 久久国产黑丝| 国产精品久久久亚洲一区| 亚洲日本无吗高清不卡| 国产视频在线一区二区| 中文欧美字幕免费| 亚洲电影自拍| 久久免费99精品久久久久久| 国产精品99久久久久久人| 欧美激情va永久在线播放|