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工业滤波器

电源滤波器介绍,如何选择及安装注意事项

发布日期:2022-10-09 点击率:332

    电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路,又名“电源EMI滤波器”,或是“EMI电源滤波器”,一种无源双向器件,它的一端是电源,另一端是负载。电源滤波器的工作原理主要是利用滤波元件对电源信号进行滤波,电源滤波器是一种阻抗适配器件,电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗适配越大,对电磁干扰的衰减就越有效。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的电源信号或消除一个特定频率后的电源信号。电源滤波器是用于设备的电源端,滤除电磁干扰的有效手段。

如何选择电源滤波器?

电源滤波器的目的是抑制电磁噪声,功能就是通过在电源线中接入电源滤波器,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。我们需要了解电源滤波器的几个主要参数和概念:


1、额定电压-额定电压是电源EMI滤波器用在指定电源频率时的工作电压,也是滤波器最高允许的电压值。如用在50Hz单相电源的滤波器,额定电压为250V;用在50Hz三相电源的滤波器,额定电压为440V。若输入滤波器的电压过高,会使内部电容器损坏。


2、额定电流-额定电流(Ir)是在额定电压和指定环境温度条件下所允许的最大连续工作电流。随着环境温度的升高或由于电感导线的铜损,磁芯损耗以及周围环境温度等原因导致工作温度高于室温,这时候就难以确保插入损耗的性能。我们应该根据实际可能的最大工作电流和工作环境温度来选择滤波器的额定电流。


3、插入损耗-指在传输系统的某处由于元件或器件的插入而发生的负载功率的损耗,它表示为该元件或器件插入前负载上所接收到的功率与插入后同一负载上所接收到的功率以分贝为单位的比值。


4 .阻抗匹配-主要用于传输线上,以此来达到所有高频的微波信号均能传递至负载点的目的,而且几乎不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同,或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同,分别称为传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态,简称为阻抗匹配。


在选择电源滤波器时,还需要注意选择最适合的安装方式。滤波器有底板安装、面板插座安装和电路板插装等几种基本安装方式。

     a、面板IEC插座安装的滤波器具有体积小巧,和插座、保险、开关集成、可以安装于机箱壁等各种方便的结构,其缺点是滤波电路参数的选择范围小,通常额定电流也比较小,较适合小型设备。

     b、电路板插装的方式适合于更加结构紧凑的设备,作为一个集成的滤波模块使用。选择范围最宽的是面板安装方式的滤波器,该类滤波器通常为长方形带金属外壳的模块,有固定孔直接固定在底板上。

     c、底板安装滤波器有各种不同的滤波效果分类、电流等级分类、单相或三相等不同拓扑结构分类,适用于各种应用,但其缺点是安装体积较大。

电源滤波器安装

1、电源滤波器不能存在电磁耦合路径

a、电源输入线过长;

b、电源滤波器的输入线和输出线靠的过近。

       此两种都是不正确的安装方式,问题的本质在于,滤波器的输入端电线和它的输出端电线之间存在有明显的电磁耦合路径。这样一来,存在于滤波器某一端的EMI信号会逃脱滤波器对它的抑制,不经过滤波器的衰减而直接耦合到滤波器的另一端去。因此滤波器输入与输出先需有效分开。另外,如上述两种把电源滤波器都是安装在设备屏蔽的内部,设备内部电路及元件上的EMI 信号会因辐射在滤波器的(电源)端引线上生成EMI 信号而直接耦合到设备外面去,使设备屏蔽丧失对内部元件和电路产生的EMI 辐射的抑制。当然,如果滤波器(电源)上存在有EMI 信号,也会因辐射而耦合到设备内部的元件和电路上,从而破坏滤波器和屏蔽对EMI 信号的抑制作用。所以起不到效果。

2、不能将线缆捆扎在一块

      一般来说,在电子设备或系统内安装电源滤波器时要注意的是,在捆扎设备电缆时,千万不能把滤波器(电源)端和(负载)端的电线捆扎在一起,因为这无疑加剧了滤波器输入输出端之间的电磁耦合,严重破坏了滤波器和设备屏蔽对EMI 信号的抑制能力。

3、要尽量避免使用长接地线

      电源滤波器输出端连接变频器或电机的接线长度不超过30厘米为宜。因为过长的接地线意味着大大增加接地电感和电阻,它会严重破坏滤波器的共模抑制能力。较好方法是,用金属螺钉与星形弹簧垫圈把滤波器的屏蔽牢牢地固定在设备电源入口处的机壳上。

4、电源滤波器输入线、输出线必须拉开距离

       电源滤波器输入线、输出线必须拉开距离,切忌并行,以免降低滤波器效能。

5、电源滤波器外壳与机箱壳必须良好接触

      变频器专用滤波器金属壳与机箱壳必须保证良好面接触,并将接地线接好。

6、电源滤波器的连接线宜选用双绞线

      电源滤波器的输入、输出连接线以选用屏蔽双绞线为佳,它可有效消除部分高频干扰信号。

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