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濾波器分類
按所采用的元器件分為無源和有源濾波器兩種。根據(jù)濾波器的安放位置不同,一般分為板上濾波器和面板濾波器。板上濾波器安裝在線路板上,如PLB、JLB系列濾波器。
這種濾波器的優(yōu)點是經(jīng)濟,缺點是高頻濾波效果欠佳。其主要原因是:
1、濾波器的輸入與輸出之間沒有隔離,容易發(fā)生耦合;
2、濾波器的接地阻抗不是很低,削弱了高頻旁路效果;
3、濾波器與機箱之間的一段連線會產(chǎn)生兩種不良作用: 一個是機箱內(nèi)部空間的電磁干擾會直接感應(yīng)到這段線上,沿著電纜傳出機箱,借助電纜輻射,使濾波器失效;另一個是外界干擾在被板上濾波器濾波之前,借助這段線產(chǎn)生輻射,或直接與線路板上的電路發(fā)生耦合,造成敏感度問題;濾波陣列板、濾波連接器等面板濾波器一般都直接安裝在屏蔽機箱的金屬面板上。由于直接安裝在金屬面板上,濾波器的輸入與輸出之間完全隔離,接地良好,電纜上的干擾在機箱端口上被濾除,因此濾波效果相當(dāng)理想。
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有源濾波器
有源濾波器主要作用不僅能動態(tài)并抑制諧波,而且可以補償電網(wǎng)中較低的無功分量。它能夠?qū)Ψ岛皖l率都波動的高次諧波分量進行補償,以及對變化的系統(tǒng)無功分量進行動態(tài)補償,克服了傳統(tǒng)型式諧波治理方案和無功補償?shù)娜秉c,達到了動態(tài)跟蹤補償?shù)男Ч?。APF的基本原理是檢測當(dāng)前系統(tǒng)的電壓和電流信號,通過指令電流運算電路的運算,產(chǎn)生補償電流信號,并將其指令由補償電流發(fā)生電路按諧波信號放大,從而得到補償電流,再與系統(tǒng)中的高次諧波分量及無功等電流抵消,實現(xiàn)系統(tǒng)波形的正弦化,濾除電網(wǎng)諧波,提高電能質(zhì)量。有源濾波器和無源濾波器的區(qū)別,在于需要電源供電,且既補諧波又補無功。指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路是有源濾波器的兩個重要組成部分。指令電流運算電路的作用是檢測出系統(tǒng)所需補償?shù)闹C波分量和無功分量等。補償電流發(fā)生電路的作用是按照上述檢測到的諧波分量和無功分量,發(fā)出補償電流指令,產(chǎn)生能夠抵消的補償電流,它主要由三部分構(gòu)成 :電流跟蹤控制電路、驅(qū)動電路和主電路。
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注意事項
板上濾波器雖然對高頻的濾波效果不理想,但是如果應(yīng)用得當(dāng),可以滿足大部分民用產(chǎn)品電磁兼容的要求。在使用時要注意以下事項:如果決定使用板上濾波器,在布線時就要注意在電纜端口處留出一塊“干凈地”,濾波器和連接器都安裝在“干凈地”上。通過前面的討論,可知信號地線上的干擾是十分嚴(yán)重的。如果直接將電纜的濾波電容連接到這種地線上,會造成嚴(yán)重的共模輻射問題。為了取得較好的濾波效果,必須準(zhǔn)備一塊干凈地。并與信號地只能在一點連接起來,這個流通點稱為“橋”,所有信號線都從橋上通過,以減小信號環(huán)路面積。
并排設(shè)置:同一組電纜內(nèi)的所有導(dǎo)線的未濾波部分在—起,已濾波部分在一起。否則,一根導(dǎo)線的耒濾波部分會將另一根導(dǎo)線的已濾波部分重新污染9使電纜整體濾波失效??拷娎|:濾波器與面板之間的導(dǎo)線的距離應(yīng)盡量短。必要時,使用金屬板遮擋一下,隔離近場干擾。與機箱接:安裝濾波器的干諍地要與金屬機箱可靠地搭接起來,如果機箱不是金屬的,就在線路板下方設(shè)置一塊較大的金屬板來作為濾波地。干凈地與金屬機箱之間的搭接要保證很低的射頻阻抗。如有必要,可以使用電磁密封襯墊搭接,增加搭接面積,減小射頻阻抗。接地線短:考慮到引腳的電感效應(yīng),其重要性前面已討論,濾波器的局部布線和設(shè)計線路板與機箱(金屬板)的連接結(jié)構(gòu)時要特別注意。
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常見錯誤
分析設(shè)備超標(biāo)的原因,不外乎以下兩個方面:
1)設(shè)備產(chǎn)生的騷擾太強;2)設(shè)備的濾波不足。
對于種情況,我們可以通過在騷擾源處采取措施,降低騷擾的強度,或者增加電源濾波器的階數(shù),提高濾波器對騷擾的抑制能力來解決。對于第二種情況,除了濾波器自身性能不好以外,濾波器的安裝方式對它的性能影響很大。這一點往往是被設(shè)計工程師忽視的。在很多測試中,我們通過更改濾波器的安裝方式就能使設(shè)備順利通過測試。下面是一些常見的濾波器錯誤安裝方式對濾波器性能影響的實例。
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