饋通濾波器選用指南
饋通濾波器選用指南
饋通濾波器選用時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)使用的空間大小、安裝方式確定濾波器的外形結(jié)構(gòu)圖及尺寸，根據(jù)電壓高低、電流大小選擇濾波器的電參數(shù)。然后依照、以下幾點(diǎn)來(lái)找到滿足您使用需求的濾波器型號(hào)。
1.電路形式:
根據(jù)阻抗失配原則，濾波器阻抗與兩側(cè)端口阻抗失配越大，對(duì)電磁干擾能量的衰減就越是有效，在選用濾波器時(shí)應(yīng)考慮電路的高阻抗端接濾波器的低阻抗端，電路的低阻抗端接濾波器的高阻抗端的原則(如圖l所示)，并根據(jù)濾波要求選用濾波電路形式(詳見(jiàn)目錄第9頁(yè)〉。
2.饋通濾波器插人損耗參數(shù):
濾波器的*主要參數(shù)是插入損耗，它反映了濾波器對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力。各種EMI濾波器都有各自對(duì)應(yīng)的衰減與頻率曲線，選用濾波器時(shí)，應(yīng)根據(jù)干擾信號(hào)的頻率以及所要衰減的程度和截止頻率確定插入損耗的要求，值得注意的是制造廠給出的插入損耗均是在50歐系統(tǒng)中無(wú)負(fù)荷(空載〉條件下測(cè)量的數(shù)據(jù)，但在實(shí)際電路中輸入/輸出阻抗不會(huì)正好都是50歐，所以濾波器在線路中的實(shí)際插入損耗與產(chǎn)品標(biāo)稱值往往不同。對(duì)于濾波器性能的測(cè)量，在應(yīng)用中還有近似測(cè)量法和l在線測(cè)量法，這樣做是為了能更接近實(shí)際情況。
饋通濾波器有多種電路形式
C型濾波器
這種C型濾波器由穿心電容器構(gòu)成，適合于接高阻抗源和高阻抗負(fù)載，多用于抑制高頻號(hào)。
LC型濾波器
LC型濾波器包括一個(gè)電感器和一個(gè)電容器，這種濾披器可以提供高的輸入阻抗，也可以提供低的輸入阻抗，取決于電路的安裝向，Ll電路適用于高阻抗負(fù)載，低阻抗源的情況，L2電路適用于低阻抗負(fù)載，高阻抗源的情況。
π型濾波器
π型濾波器包括兩個(gè)電容器和一個(gè)電感器，其輸入和輸出端都是低阻抗，因?yàn)樵?span lang="EN-US">L型多，所以其插入損耗特性更好，但是在開關(guān) 電路中，有出現(xiàn)"振鈴"的可能性，所以了使用時(shí)請(qǐng)注意。
帶瞬變擁制器的π型濾波器
這種π型濾波器在其輸入端增加一個(gè)瞬變抑制器，它具有較好的高頻抑制性能，同時(shí)可以防止電壓尖峰。
T型濾波器
T型濾波器包括兩個(gè)電感器和一個(gè)電容器，
它的兩端都是高阻抗，其插入損耗特性和π型濾波器相似，但是它不易出現(xiàn)"振鈴"現(xiàn)象，可以用在開關(guān)電路。
多級(jí)濾波器(雙T型濾波器)
多級(jí)濾波器是為源和負(fù)載都為低阻抗的電路設(shè)計(jì)的高性能濾波器，它們也可以用在要求高插入損耗的其他情況，在濾波器輸入端加一個(gè)電容器，有利于通過(guò)美軍標(biāo)MIL-STD-461D(國(guó)軍標(biāo)GJB-151A)。
3.饋通濾波器截止頻率饋通濾波器選用指南饋通濾波器選用指南饋通濾波器選用指南饋通濾波器選用指南饋通濾波器選用指南
濾波器的插入損耗在3dB的頻率點(diǎn)稱為濾波器的截止頻率。當(dāng)頻率超過(guò)截止頻率時(shí)，濾波器就進(jìn)入了阻帶區(qū)，在阻帶區(qū)電磁干擾信號(hào)會(huì)受到較大的衰減，為保證所需要的頻率信號(hào)順利通過(guò)，不需要的頻率信號(hào)被抑制，必須選擇好濾波器的截止頻率。要對(duì)某個(gè)信號(hào)進(jìn)行濾波，應(yīng)當(dāng)在比該信號(hào)的運(yùn)行頻率高出10倍的頻率處開始濾波。例如一個(gè)5MHZ的噪音數(shù)據(jù)線路，濾波器的截止頻率要近似于50MHZ，這樣才能使噪音衰減且不對(duì)信號(hào)造成影響(僅供參考〉。
一般而言，濾波器的截止頻率越低，外形尺寸越大，價(jià)格也較高，因此不要盲目選用截止頻率過(guò)低的濾波器，不然會(huì)把所需要的電信號(hào)濾掉。
4.饋通濾波器工作電壓
濾波器的工作電壓為濾波器在工作溫度范圍內(nèi)正常工作時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間承受的電壓。此外還需要正確選擇交、直流濾波器，不能相互代用，特別是在交流應(yīng)用場(chǎng)合絕不允許使用直流濾波器替代，否則濾波器將失效甚至損壞。
由于幾乎所有的電磁兼容試驗(yàn)都有脈沖干擾的項(xiàng)目，在選用濾波器時(shí)要考慮這種高壓脈沖干擾的作用，工作電壓或者耐電壓要留有一定的余量。在高電壓、大電流的交直流工作場(chǎng)合，常用有機(jī)薄膜材料的饋通濾波器。
5.饋通濾波器工作電流:
濾波器的工作電流為濾波器在工作溫度范圍內(nèi)正常工作時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)的電流。工作電流與濾波器的引線直徑有關(guān)，引線直徑的大小與工作電流基本成正比。
表1 饋通撞波器線徑與額定工作電流關(guān)系表(引自"GJB1518-92中表13" )
濾波器額定電流(A) 連接導(dǎo)線直徑(mm) 濾波器額定電流(A) 連接導(dǎo)線直徑(mm)
≤3 0.5 >41~55 2. 5
>3~5 0.6 >55~73 3.2
>5~1l 0.8 >73~101 4.1
>1l~16 1.0 >101~135 5.1
>16~1.6 1.2 >135~181 6.5
>22~32 1.6 >181~211 7.4
>32~41 2.0
注:以上規(guī)定的饋通濾波器的工作電流與引出線徑關(guān)系僅供參考，具體承受電流大小還需根據(jù)引線的材質(zhì)、工作溫度和環(huán)境情況
陸行修正。
需要注意的是含繞線電感的濾波器，其承受電流都比較小，原因在于磁性材料易于飽和以及線徑較細(xì)。選用時(shí)需考慮、工作電流要留有一定的余量。
6.饋通濾波器工作溫度范圍:
濾波器能保證預(yù)定電性能和正常工作的環(huán)境溫度范圍即為其工作溫度范圍，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度范圍一般有: -25°Cω+85°C、 40°Cω+85°C、 55°C∞+85°C、-55°C∞+125°C。饋通濾披器內(nèi)部使用的是陶瓷介質(zhì)電容器，故在很大程度上陶瓷介質(zhì)材料的溫度特性便決定了濾波器的工作溫度范圍。此外還涉及到溫度系數(shù)的概念，即為在陶瓷介質(zhì)材料的溫度特性下電容量隨溫度的變化率。
3.饋通濾波器截止頻率
濾波器的插入損耗在3dB的頻率點(diǎn)稱為濾波器的截止頻率。當(dāng)頻率超過(guò)截止頻率時(shí)，濾波器就進(jìn)入了阻帶區(qū)，在阻帶區(qū)電磁干擾信號(hào)會(huì)受到較大的衰減，為保證所需要的頻率信號(hào)順利通過(guò)，不需要的頻率信號(hào)被抑制，必須選擇好濾波器的截止頻率。要對(duì)某個(gè)信號(hào)進(jìn)行濾波，應(yīng)當(dāng)在比該信號(hào)的運(yùn)行頻率高出10倍的頻率處開始濾波。例如一個(gè)5MHZ的噪音數(shù)據(jù)線路，濾波器的截止頻率要近似于50MHZ，這樣才能使噪音衰減且不對(duì)信號(hào)造成影響(僅供參考〉。
一般而言，濾波器的截止頻率越低，外形尺寸越大，價(jià)格也較高，因此不要盲目選用截止頻率過(guò)低的濾波器，不然會(huì)把所需要的電信號(hào)濾掉。
4.饋通濾波器工作電壓
濾波器的工作電壓為濾波器在工作溫度范圍內(nèi)正常工作時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間承受的電壓。此外還需要正確選擇交、直流濾波器，不能相互代用，特別是在交流應(yīng)用場(chǎng)合絕不允許使用直流濾波器替代，否則濾波器將失效甚至損壞。
由于幾乎所有的電磁兼容試驗(yàn)都有脈沖干擾的項(xiàng)目，在選用濾波器時(shí)要考慮這種高壓脈沖干擾的作用，工作電壓或者耐電壓要留有一定的余量。在高電壓、大電流的交直流工作場(chǎng)合，常用有機(jī)薄膜材料的饋通濾波器。
5.饋通濾波器工作電流:
濾波器的工作電流為濾波器在工作溫度范圍內(nèi)正常工作時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)的電流。工作電流與濾波器的引線直徑有關(guān)，引線直徑的大小與工作電流基本成正比。
表1饋通撞波器線徑與額定工作電流關(guān)系表(引自"GJB1518-92中表13" )
濾波器額定電流(A) 連接導(dǎo)線直徑(mm)濾波器額定電流(A)連接導(dǎo)線直徑(mm)
主三30.5 >41~55 2.5
>3~5 0.6 >55~73 3. 2
>5~1l 0.8 >73~101 4. 1
>1l~161.0>101~135 5.1
>16~1.6 1.2 >135~181 6. 5
>22~32 1.6 >181~211 7.4
>32~41 2.0
注:以上規(guī)定的饋通濾波器的工作電流與引出線徑關(guān)系僅供參考，具體承受電流大小還需根據(jù)引線的材質(zhì)、工作溫度和環(huán)境情況
陸行修正。
需要注意的是含繞線電感的濾波器，其承受電流都比較小，原因在于磁性材料易于飽和以及線徑較細(xì)。選用時(shí)需考慮、工作電流要留有一定的余量。
6.饋通濾波器工作溫度范圍:
濾波器能保證預(yù)定電性能和正常工作的環(huán)境溫度范圍即為其工作溫度范圍，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度范圍一般有: -25°Cω+85°C、 40°Cω+85°C、 55°C∞+85°C、-55°C∞+125°C。饋通濾披器內(nèi)部使用的是陶瓷介質(zhì)電容器，故在很大程度上陶瓷介質(zhì)材料的溫度特性便決定了濾波器的工作溫度范圍。此外還涉及到溫度系數(shù)的概念，即為在陶瓷介質(zhì)材料的溫度特性下電容量隨溫度的變化率。
我廠饋通濾波器內(nèi)部一般采用片式或管式兩種陶瓷介質(zhì)電容器，其常用的陶瓷介質(zhì)材料組別及溫度系數(shù)和溫度特性見(jiàn)表2:
表2常用陶瓷介質(zhì)材料組別及溫度特性和淚度系數(shù)
片式陶瓷介質(zhì)電容器 管式陶瓷介質(zhì)電容器
材料組別 溫度特性CC) 溫度系數(shù)拿 材料組別溫度特性CC) 溫度系數(shù).
CH -55~+125 ±l% U -55~+125 (0±60) ppm/"C
SL -55~+85 (+140~-1000) ppm/'C SL 一55~+125 (350~1000) ppm/'C
X7R -55~+125 士15% 2B4 -25~+85 ±10%
2E2 55'C~+85 +20%~-55% X7R -55~+125 ±15%
2E3 40'C~+85 +20%~-55% 2E2 55~+85 -56%~+22%
2F2 55'C~+85 +30%~-80% Z5U +10~+85 +22%~+56%
2C1 -55'C~+125 +20%~一20% 2F4 一25~+85-80%~+30%
注:此處溫度系數(shù)均在不施加電壓的情況下所測(cè)