直流电源滤波器原理图 性能参数分析

本文讲述了关于直流电源滤波器原理图及其性能参数分析，并详解直流电源滤波器结构。

直流电源滤波器

直流电流滤波器是适用于直流线路输入输出线路干扰抑制的滤波器，它采用低线路电阻，具有低损耗、高可靠性特点，符合电磁兼容标准。

直流电源滤波器设计应用

1 设计原则-满足最大阻抗失配

插入损耗要尽可能增大，即尽可能增大信号的反射。设电源的输出阻抗和与之端接的滤波器的输人阻抗分别为ZO和ZI，根据信号传输理论，当ZO≠ZI时，在滤波器的输入端口会发生反射，反射系数

p=(ZO-ZI)/(ZO+ZI)

显然，ZO与ZI相差越大，p便越大，端口产生的反射越大，EMI信号就越难通过。所以，滤波器输入端口应与电源的输出端口处于失配状态，使EMI信号产生反射。同理，滤波器输出端口应与负载处于失配状态，使EMI信号产生反射。即滤波器的设什应遵循下列原则：

源内阻是高阻的，则滤波器输人阻抗就应该是低阻的，反之亦然。

负载是高阻的，则滤波器输出阻抗就应该是低阻的，反之亦然。

对于EMI信号，电感是高阻的，电容是低阻的，所以，电源EMI滤波器与源或负载的端接应遵循下列原则：

如果源内阻或负载是阻性或感性的，与之端接的滤波器接口就应该是容性的。

如果源内阻或负载是容性的，与之端接的滤波器接口就应该是感性的。

2直流电源滤波器的网络结构

EMI信号包括共模干扰信号CM 和差模干扰信号DM，CM 和DM 的分布如图1所示。它可用来指导如何确定EMI滤波器的网络结构和参数。

直流电源滤波器的基本网络结构如下图所示。 

上述4种网络结构是电源EMI滤波器的基本结构，但是在选用时，要注意以下的间题：

双向滤波功能——电网对电源、电源对电网都应该有滤波功能。

能有效地抑制差模干扰和共模干扰——工程设计中重点考虑共模干扰的抑制。

最大程度地满足阻抗失配原则。

直流电源滤波器原理图

直流电源滤波器性能参数分析

a)放电电阻的取值

在允许的情况下，电阻取值要求越小越好，需要考虑以下情况：

第一，电阻要求采用二级降额使用，保证可靠性。降额系数为0.75 V，0. 6 W。根据欧姆定律可求出n>(0.75Ve)2/(0.6 Pe)。

第二，经过雷击浪涌后有残压，其瞬时值一般在1000 V取值;其瞬时功率值不能超过额

定功率值的4倍，也可求出R>(Vcy)2/(4Pe)。

两者综合考虑取R值，一般情况下，电阻R的取值为75-200 K 之间。功率为2-3 W。金属膜电阻。

b)Cx 电容的取值

在允许的情况下，容量要求越大越好，其值很难确切地估算出来，一般情况下，要求取值在l-5uf之间(对每个电容)。电容的耐压值必须经过雷击浪涌后取值，有残压，其瞬时值一般在1000V/s时不损坏，按二级降额的原则选取，取值在275 V，频率特性与电容的取值有关，取值越小，频率特性越好。

c)Cy 电容的取值

在允许的情况下，容量要求越大越好，其值很难确切地估算出来，但是不能太大，太大则漏电流较大，一般情况下，要求取值在2 200-4 700 pf 之间(对每个电容)。电容的耐压值必须经过雷击浪涌后取值，有残压，其瞬时值一般在1000V/S 时不损坏，按二级降额的原则选取，取值275 V，频率特性与电容的取值有关，取值越小，频率特性越好。Cx 电容和Cy 电容，一般都是通过较小的电容并联来满足容量的要求，这样滤波器的高频特性好。

d) 电感的取值

材料的选取原则——从以下几个方面考虑：

第一，磁芯材料的频率范围要宽，要保证最高频率在1GHz，即在很宽的频率范围内有比较稳定的磁导率。

第二，磁导率高，但是在实际中很难满足这一要求，所以，磁导率往往是分段考虑的。磁芯材料一般是铁氧体。

电感量的估算——考虑阻抗和频率。共模扼流圈取值 1.5-5 mH，差模扼流圈取值为 10-50uH;。

直流电源滤波器特点

1）主要用于直流电源线的电磁干扰；

2）在很宽的频带（10KHZ—30MHZ）范围内具有优良的共模和差模插入损耗；

3）高性能，低温升，低价格；

4）可协助使用直流电源的各类电子设备达到VDE和FCC等标准。

小结

滤波器金属外壳与机箱壳必须保证良好的接触，并将接地线接好。

滤波器输人线、输出线必须有一定的距离，避免滤波器性能下降。

滤波器的连线以选用双绞线为佳，可以消除部分高频干扰。

滤波器的安装位置应首选在电源入口处，以缩短输入线在机箱内的长度，减小辐射干扰

滤波器的选用主要考虑其插人损耗，生产厂商所给出的曲线一般取自 50Ω 系统测试的结果，而实际应用的系统一般不在50Ω，插人损耗会有一些偏差，实际应用中电源滤波器是带通滤波器，要注意高频特性的影响。

滤波器选用的第2点是要注意工作电压，工作电流和漏电流，以免影响使用。

滤波器的低频特性性能与体积有关，如果希望低频性能好，一般以牺牲体积为代价。

直流电源滤波器技术参数

输出阻抗：5(kΩ)

输入阻抗：10(kΩ)

阻带衰减：10(dB)

插入损耗：30(dB)

基准温度：60(℃)

激励电平：50(mW)

负载谐振电阻：35(Ω)

负载电容：60(pF)

总频差：50(MHz)

温度频差：10(MHz)

调整频差：55(MHz)

标称频率：30(MHz)

结语

关于直流电源滤波器的介绍就到这了，希望通过本文能让你对直流电源滤波器有更深的理解。