如何正確選擇EMC元件
發布時間:2008-10-05 來源:Shurter AG
中心論題:
- 對輻射型和傳導型幹擾的防護
- 濾波器構造及其優缺點
解決方案:
- 帶有集成式線路濾波器的連接器
- 與線路濾波器的固定式電源連接
- 在PCB上連接和濾波
使用幹線EMI濾波器,是一項確保電磁兼容性的措施。多數情況下,盡管從PCB到控製櫃都考慮了EMCshejiyuanze,danlvboqideshiyongyiranshibibukeshaode。erqie,buduantigaodegonglvmiduheshebeidechuliqigaoxingnengsuodailaidefushebingweiyourenhejianshao。suizhedianludefuzahua,tamenbiandegengcuiruo,gengxuyaodianciganraofanghu。dangjinyaoqiushebeihesheshiyingjuyougenggaodekeyongxing,jinyibucushileEMC設計愈發重要。下文闡述了濾波器選擇準則,以及與電力接入和濾波器結構有關的各種概念。
現場設施內的故障檢測非常耗時,尤其是那些不定期發生、看似隨機的故障,很難捕獲或模擬。因此,在開發階段對電磁幹擾防護做投入非常重要。
在選擇濾波器時,有兩個基本問題需要衡量:工(gong)作(zuo)期(qi)間(jian)可(ke)能(neng)會(hui)有(you)哪(na)些(xie)幹(gan)擾(rao)類(lei)型(xing)?哪(na)些(xie)功(gong)能(neng)幹(gan)擾(rao)是(shi)可(ke)以(yi)容(rong)忍(ren)的(de)?一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)例(li)子(zi)就(jiu)是(shi)當(dang)電(dian)視(shi)機(ji)旁(pang)邊(bian)的(de)手(shou)機(ji)在(zai)接(jie)電(dian)話(hua)時(shi),對(dui)電(dian)視(shi)機(ji)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)。這(zhe)個(ge)幹(gan)擾(rao)是(shi)可(ke)容(rong)忍(ren)的(de)。然(ran)而(er),在(zai)醫(yi)療(liao)或(huo)安(an)全(quan)技(ji)術(shu)等(deng)應(ying)用(yong)中(zhong),功(gong)能(neng)幹(gan)擾(rao)則(ze)是(shi)不(bu)能(neng)容(rong)忍(ren)的(de)。
對輻射型和傳導型幹擾的防護
幹擾是經由無線電波或電源線傳輸到設備或設施中的。這些幹擾可能是輻射型或傳導型的。金屬外殼、金屬化複合材料、導線網用於防範輻射型幹擾,而線路濾波器用於防範傳導型幹擾。所有輻射型幹擾均源於電纜,並可在任何時間被傳輸到電纜中。
考(kao)慮(lv)到(dao)這(zhe)些(xie)因(yin)素(su),就(jiu)可(ke)選(xuan)擇(ze)適(shi)當(dang)的(de)幹(gan)擾(rao)抑(yi)製(zhi)措(cuo)施(shi),並(bing)加(jia)以(yi)應(ying)用(yong)來(lai)實(shi)現(xian)最(zui)優(you)效(xiao)果(guo)。例(li)如(ru),如(ru)果(guo)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)外(wai)殼(ke)中(zhong)的(de)電(dian)源(yuan)線(xian)屏(ping)蔽(bi)不(bu)充(chong)分(fen),那(na)麼(me)外(wai)殼(ke)就(jiu)會(hui)失(shi)去(qu)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)。如(ru)果(guo)缺(que)乏(fa)充(chong)分(fen)屏(ping)蔽(bi),幹(gan)擾(rao)就(jiu)會(hui)越(yue)過(guo)濾(lv)波(bo)器(qi)毫(hao)無(wu)阻(zu)攔(lan)地(di)進(jin)入(ru)到(dao)產(chan)品(pin)中(zhong),對(dui)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)負(fu)載(zai)端(duan)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang),內(nei)置(zhi)式(shi)線(xian)路(lu)濾(lv)波(bo)器(qi)就(jiu)會(hui)失(shi)去(qu)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)。有(you)相(xiang)關(guan)的(de)設(she)計(ji)指(zhi)示(shi)用(yong)於(yu)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)。
線路濾波器的選擇標準
除了額定電壓、額定電流、工作溫度等物理屬性以外,抑製濾波器的選擇還受到安裝方法、資源、後勤等易變因素的影響(圖1)。

濾波器構造
在電力接入和濾波器構造這兩方麵之間(圖2),關於濾波器的構造方式(例如與內置濾波器的固定連接、帶有集成式線路濾波器的電力進入模塊、PCB上與分立濾波器的固定連接等),大約有10個有意義的組合。

濾lv波bo器qi的de這zhe些xie變bian化hua,使shi人ren們men能neng根gen據ju上shang述shu選xuan擇ze準zhun則ze和he偏pian好hao來lai做zuo評ping定ding。這zhe個ge比bi較jiao過guo程cheng排pai除chu了le電dian力li接jie入ru和he濾lv波bo器qi構gou造zao的de部bu分fen方fang法fa。上shang述shu每mei種zhong濾lv波bo器qi構gou造zao均jun有you優you點dian和he缺que點dian。以yi下xia是shi對dui下xia列lie方fang法fa的de評ping定ding:
a. 帶有集成式線路濾波器的連接器
這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)優(you)點(dian)是(shi),線(xian)路(lu)濾(lv)波(bo)就(jiu)在(zai)電(dian)力(li)接(jie)入(ru)點(dian)進(jin)行(xing)。濾(lv)波(bo)器(qi)被(bei)放(fang)在(zai)帶(dai)有(you)較(jiao)寬(kuan)金(jin)屬(shu)法(fa)蘭(lan)的(de)全(quan)封(feng)閉(bi)外(wai)殼(ke)中(zhong)。隻(zhi)要(yao)設(she)備(bei)外(wai)殼(ke)與(yu)濾(lv)波(bo)器(qi)外(wai)殼(ke)的(de)電(dian)接(jie)觸(chu)良(liang)好(hao),屏(ping)蔽(bi)和(he)濾(lv)波(bo)器(qi)屬(shu)性(xing)就(jiu)會(hui)很(hen)理(li)想(xiang)。與(yu)設(she)備(bei)的(de)電(dian)源(yuan)線(xian)連(lian)接(jie)(它們可能充當“天線”)都(dou)得(de)到(dao)濾(lv)波(bo),並(bing)且(qie)該(gai)方(fang)法(fa)相(xiang)當(dang)緊(jin)湊(cou)。而(er)另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian),損(sun)失(shi)了(le)一(yi)些(xie)濾(lv)波(bo)器(qi)設(she)計(ji)靈(ling)活(huo)性(xing),這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)默(mo)認(ren)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)種(zhong)標(biao)準(zhun)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),並(bing)且(qie)濾(lv)波(bo)器(qi)內(nei)部(bu)可(ke)用(yong)空(kong)間(jian)有(you)限(xian)。該(gai)方(fang)法(fa)僅(jin)用(yong)於(yu)單(dan)相(xiang)電(dian)力(li)接(jie)入(ru)模(mo)塊(kuai)。
b. 與線路濾波器的固定式電源連接
該方法對於所有電力類型都非常實用,並且在濾波器尺寸方麵極其靈活。大量不同的電力類別和濾波器屬性可供利用(濾波器具有多種級數量,使濾波器布局有所不同)。但是,缺點在於沒有顧及電力接入點的屏蔽問題。需要用戶決定自己希望采用哪些屏蔽方法(屏蔽式電纜和電纜饋線、濾波器位置、額外的屏蔽板等)
c. 在PCB上連接和濾波(帶有分立式或印刷式濾波器)
當電力接入和濾波在PCBshangjinxingshi,keyishengqueledaoxiankaizhi。zheduizuzhuanggongyiyouzhejijiyingxiang。dangkeyongkongjianyouxianshi,tuijianyinshuashilvboqi。yinshuashilvboqigouzaofangmiandeteshujishudailailejiaoduandexieloulujinghedianyayudu。lianjieqihelvboqizhijiandelianjiechangdukeyifeichangduan。zaileisizheyangdeqingkuang,jiaoduandeweilvbolujingtongchangbuhuiyinqiyanzhonghouguo。lingwai,kebadaiyoujichengshixianlulvboqidelianjieqiyongyuPCB組裝。
電力電子產品中的濾波器元件
對於電力電子產品,特別是在驅動器領域,除了線路濾波以外,其它保護因素也會起到作用。圖3所示為某驅動係統的一種構造方式,不同的抑製元件在其中共同產生作用(定性的電壓特性)。

半導體元件的高頻開關會產生諧波、整流中斷和瞬態電壓峰值。它們給電力網絡帶來負麵影響。除了相關EMC標biao準zhun以yi外wai,電dian力li主zhu管guan部bu門men還hai會hui施shi行xing進jin一yi步bu的de指zhi令ling,把ba對dui電dian源yuan網wang絡luo的de幹gan擾rao減jian弱ruo到dao可ke容rong忍ren的de程cheng度du。扼e流liu器qi和he線xian路lu濾lv波bo器qi可ke用yong於yu減jian弱ruo幹gan擾rao。除chu了le線xian路lu端duanEMC保護以外,對變頻器輸出端也通常采用保護措施。目標提高效率、延長工作壽命、實現高效布線。
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