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電源濾波器在EMC整改使用中常見錯誤

在實驗測試過程中,我們常遇到這樣的情況:雖然設計工程師在裝置電源線上接了電源濾波器,但是該裝置還是不能透過“傳導騷擾電壓發射”測試,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。

電源濾波器在EMC整改使用中常見錯誤

兩個方面分析裝置超標的原因

1)裝置產生的騷擾太強;

2)裝置的濾波不足。

對於第一種情況,我們可以透過在騷擾源處採取措施,降低騷擾的強度,或者增加電源濾波器的階數,提高濾波器對騷擾的抑制能力來解決。對於第二種情況,除了濾波器自身效能不好以外,濾波器的安裝方式對它的效能影響很大。這一點往往是被設計工程師忽視的。在很多測試中,我們透過更改濾波器的安裝方式就能使裝置順利透過測試。

下面是一些常見的濾波器錯誤安裝方式對濾波器效能影響的例項。

1 輸入線太長

許多裝置的電源線進入機箱後,經過很長的導線才接到濾波器的輸入端。例如,電源線從機箱後面板輸入,走行到前面板的電源開關,又回到後面板接到濾波器。或者濾波器的安裝位置距離電源線入口較遠,造成引線太長。如圖1所示。

電源濾波器在EMC整改使用中常見錯誤

圖1 電源線過長示意圖

由於電源入口到濾波器輸入端的引線過長,裝置產生的電磁騷擾透過電容性或電感性耦合,重新耦合到電源線上,而且騷擾訊號的頻率越高,耦合越強,造成實驗失敗。

2 濾波器輸入輸出線平行走線

有的工程師為了使機箱內部的走線美觀,常常把線纜捆紮在一起,這對電源線是不允許的。如果把電源濾波器的輸入輸出線平行走線或捆紮在一起,由於平行傳輸線之間存在分佈電容,這種走線方式相當於在濾波器的輸入輸出線之間並接了一個電容,為騷擾訊號提供了一條繞過濾波器的路徑,導致濾波器的效能大幅下降,頻率很高時甚至失效(如圖2所示)。等效電容的大小與導線距離成反比,與平行走線的長度成正比。等效電容越大,對濾波器效能的影響越大。

電源濾波器在EMC整改使用中常見錯誤

圖2 平行走線對濾波器的影響

3 濾波器接地不好,濾波器的殼體沒有和金

屬機箱良好搭接這種情況也比較普遍。許多工程師安裝濾波器時,濾波器的殼體和機箱之間搭接不良(有絕緣漆);同時,使用的接地線較長,這將導致濾波器的高頻特性變壞,降低濾波效能。由於接地線較長,在高頻時導線的分佈電感不能忽視,如果濾波器搭接良好,干擾訊號可以透過殼體直接接地。如果濾波器的殼體和機箱之間搭接不良,相當於濾波器的殼體(地)與機箱之間存在一個分佈電容,這將導致濾波器高頻時接地阻抗較大,尤其在分佈電感和分佈電容諧振的頻率附近,接地阻抗趨於無窮。濾波器接地不良對濾波器效能的影響如圖3所示。

從圖3中可以看到,由於濾波器接地不良,接地阻抗較大,有一部分騷擾訊號能透過濾波器。為了解決搭接不良,應把機箱上的絕緣漆刮掉,保證濾波器殼體和機箱有良好的電氣連線。

電源濾波器在EMC整改使用中常見錯誤

圖3 濾波器接地不良對濾波器效能的影響

4 理想的安裝電源濾波器的例子(僅供參考)

電源濾波器在EMC整改使用中常見錯誤

圖4 電源濾波器安裝示例

在這種安裝方式下,濾波器的殼體和機殼接觸良好,堵住電源線在機箱上的開口,提高了機箱的遮蔽效能;另外,濾波器的輸入輸出線之間有機箱遮蔽相隔離,消除了輸入輸出線之間的騷擾耦合,保證濾波器的濾波效能。

濾波器的安裝方式直接影響了濾波器的濾波效果,為了充分發揮濾波器的效能,在安裝濾波器時應遵循以下原則:

5 安裝濾波器五點原則

1)在電源入口處就近安裝,最好用濾波器殼體蓋住機箱上的電源線入口孔;

2)接地線越短越好;

3)濾波器殼體與機箱良好搭接;

4)濾波器輸入輸出線分開,不能並行或交叉;

5)避免濾波器附近有強幹擾源。

6 結論

本文主要介紹了電磁脈衝感測器在強場強下的校準方法,被測裝置採用模擬量光纖傳輸系統傳輸脈衝訊號,具有噪聲低,非線性失真小,動態範圍大的特點。透過測量獲得了對感測系統的峰值響應靈敏度,一組實驗室間的比對顯示,這一校準方法具有較好的一致性。

實驗結果表明:一方面,以現有電磁脈衝模擬器為基礎,可產生滿足標定要求的脈衝電場,實驗中電場感測器測量波形與模擬器負載電壓測量波形一致,採用分壓器測得電壓可獲得標準裝置內的電場;另一方面,不同校準裝置中獲得的標定資料一致性較好。

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