在標(biāo)準(zhǔn)濾波器和EMI濾波器設(shè)計(jì)中常常無(wú)視一種實(shí)際狀況：位于阻帶內(nèi)的能量多數(shù)會(huì)被反〔渦流和磁滯損耗和電容的等效串會(huì)遺忘。而損耗型濾波器〔5.5節(jié)爭(zhēng)論〕在阻帶內(nèi)是消耗能量的。實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者過(guò)增加濾波器的級(jí)數(shù)或其它的設(shè)計(jì)方法來(lái)到達(dá)目標(biāo)要求。既然可以靈敏選擇參數(shù)，那么使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的元件會(huì)降低生產(chǎn)本錢(qián)濾波器的真正用途是既衰減電源線發(fā)出的又衰減設(shè)備發(fā)出的共模和差模的傳導(dǎo)放射。會(huì)常常使用功率因數(shù)校正電路〔時(shí)在電網(wǎng)上接很多設(shè)備－譯者注對(duì)配線和斷路器的使用有了一些增長(zhǎng)。一特性來(lái)設(shè)計(jì)損耗系統(tǒng)我們來(lái)爭(zhēng)論一下現(xiàn)今常用的典型的EMIp、T、帶考爾電路的L型、R-C23個(gè)有時(shí)甚4EMI條件也不同。。因此在給定的重量和體積條件下，對(duì)于p型濾波器設(shè)計(jì)能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的插入損耗就比較簡(jiǎn)潔，也就是說(shuō)，p型濾波器可以以很小的元件參數(shù)、尺寸和重量滿(mǎn)足噪聲衰減的需求。留意，中間的電容是端口電容容量的二倍。在多級(jí)p型濾波器中，全部在中間的電容都是兩端電容容量的二倍p型濾波器在一些DC系統(tǒng)中具有很好的性能，這是由于假設(shè)開(kāi)關(guān)頻率足夠高，那么由于面對(duì)負(fù)載的是電容器，所以不會(huì)導(dǎo)致過(guò)分的壓降，也不會(huì)使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生“饑餓”現(xiàn)象。固然〔沒(méi)有加儲(chǔ)能電容－譯者注。我們將取值為原p型濾波器電感值一半的兩個(gè)電感分別放置在火線和零線上，這樣就實(shí)現(xiàn)了平衡線路的電路設(shè)計(jì)〔5.5〕p型變成了方型或盒型下面我們來(lái)談一下TT型濾波器可以有18dB/T型會(huì)有30dB/倍頻的衰減〔每個(gè)元件為6dB，見(jiàn)圖5.7〕。T型濾波器在低阻抗線路中表現(xiàn)性能良好。通100kHz頻率以下的是格外低的。雖然T型濾波器的電感值沒(méi)有設(shè)計(jì)得很大，T型濾波器在高電流負(fù)載狀況下性能還是會(huì)格外115VAC60Hz的電源輸入到負(fù)載就變得高達(dá)132V，產(chǎn)生這種問(wèn)題的緣由是，高電感值使得在很低的頻率點(diǎn)產(chǎn)生了由于諧振引起的電壓上升現(xiàn)象。由于T因此T型濾波器不能應(yīng)用在以開(kāi)關(guān)電源為主的DC系統(tǒng)中。固然，開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)者可能已器變成不適宜的雙L型濾波器，由于電容會(huì)傍路面對(duì)負(fù)載的電感。留意圖5.7，中間的電感值是兩端的電感值的二倍。并且對(duì)多極T型濾波器來(lái)講，全部中間的電感都是兩端電感的二倍對(duì)T型濾波器同樣可以進(jìn)展平衡電路設(shè)計(jì)，把原電感器值的一半加在零線上與火線對(duì)稱(chēng)的位置，就形成了H形電路。此電路就是T形濾波器的平衡電路L〔圖5.9〕p型和T〔假設(shè)是多級(jí)型則元件還要多些〕，其損耗大約是18dB/倍頻。對(duì)于L型濾波器，由于它只有12dB/DC〔高品質(zhì)在開(kāi)關(guān)頻率上是一個(gè)低阻抗，所以單L型濾波器最適合在負(fù)載是開(kāi)關(guān)電源的DC模式下工作。但為什么不是雙L〔感值為單個(gè)的一半〔見(jiàn)16.3節(jié)〕。小于原來(lái)電容值0.5需求，結(jié)果就會(huì)在開(kāi)關(guān)電源上產(chǎn)生大的峰－峰電壓。假設(shè)此多級(jí)L型濾波器連接在B類(lèi)或Royer放大器的中間抽頭上，那么這個(gè)峰－峰電壓的頻率會(huì)是開(kāi)關(guān)頻率或是2倍的開(kāi)關(guān)頻率〔開(kāi)關(guān)頻率越高，電壓降就越低〕。在電壓降沒(méi)有超標(biāo)或是開(kāi)關(guān)頻率足夠高的條件下，可以使用雙L型濾波器。同樣對(duì)紋波的狀況也是如此，但在DC電源電壓的狀況下會(huì)好些。L型和多級(jí)L型濾波器〔如圖5.10〕比較適合使用在大功率的設(shè)備上。同樣，為了設(shè)計(jì)平衡的電路，可以把電感均分在火、零線上〔如圖5.11〕。另外需提示的是，雙L型濾波器具有24dB/倍頻的損耗。這是一類(lèi)常常使用在測(cè)試設(shè)備、計(jì)算機(jī)和其它商用電子設(shè)備上的濾波器。制造商必需通過(guò)VDE、CSA〔FCC〕EMI測(cè)試試驗(yàn)室出具的全部應(yīng)有的測(cè)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)文件。這些商用濾波器通常是平衡p型電路，并且根本都在海外〔見(jiàn)圖5.12和5.13〕5.12中的穿心電容〔CF〕Zorro電感的漏感形成了平衡的pFCC插入損耗測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是從450kHz的頻率能要求。另外，須留意由于繞在鐵氧體磁芯上的共模電感具有很高的AI，所以通過(guò)漏感的電流會(huì)使電感飽和。還有一些這種類(lèi)型的濾波器并不使用穿心電容，此時(shí)電路就會(huì)變成圖5.13所示的電路。這些電容較廉價(jià)，但是引腳長(zhǎng)度會(huì)降低自諧振頻率。現(xiàn)今在EMI和兩個(gè)電阻組成〔如圖5.14〕。這兩個(gè)電阻分別串聯(lián)在電感的兩端，而電容則連接在兩個(gè)電阻連接處和大地之間〔或其它的線，如相線或零線－譯者注。這類(lèi)濾波器與LISN的阻〔如圖5.15〕。此類(lèi)濾波器主要的缺點(diǎn)是雖在理論上能到達(dá)12dB/倍頻的損耗，而實(shí)際只有6dB/倍頻。另一個(gè)缺點(diǎn)是，僅僅由于這節(jié)電路的6dB損耗就要增加整個(gè)濾波器的體積和本錢(qián)。其中電阻應(yīng)是無(wú)感的，為了能適合消退電磁脈沖，此電阻至少要有2W以上的功率限值損耗型濾波器的優(yōu)點(diǎn)如下通過(guò)在每個(gè)端口〔輸入和輸出〕使用損耗型濾波器〔如圖5.16〕可以到達(dá)阻抗匹配的目用4個(gè)50O的電阻，并且位于此二個(gè)濾波器之間的元件可以設(shè)計(jì)成較小的12dB損耗，這220A標(biāo)準(zhǔn)的要求。此濾波器能消耗阻帶能量。假設(shè)高頻噪聲通過(guò)電源線，那么大多數(shù)的能量會(huì)被濾波器電耗型濾波器中間的那個(gè)濾波器反射噪聲局部被反射的能量。在阻抗格外低的電路中最適合使用考爾濾波器〔如圖5.17〕或橢圓濾波器。通常使用考爾濾波器的狀況是，在多級(jí)L型和T型濾波器中，在電路中間的電感上并聯(lián)一個(gè)電容。這種處理方法常常是用來(lái)改善某個(gè)產(chǎn)生問(wèn)題的頻率點(diǎn)，如14kHz。但濾波器整個(gè)網(wǎng)絡(luò)特性會(huì)在問(wèn)題頻率時(shí)，這個(gè)中心的電路小節(jié)〔考爾濾波器值大約為10O，這通常也是此濾波器的設(shè)計(jì)阻抗。用最低的線電壓RMS值除以最高的線電流RMS值就是設(shè)計(jì)阻抗。假設(shè)需要是平衡電路構(gòu)造，那么就分別在兩條電源線上串聯(lián)原電，電阻取原值一半。波器被稱(chēng)作R-C傍路〔如圖5.18〕，可以看到R-C傍路只使用很少的元件并能自動(dòng)平衡線路。R-C旁路是由電容串電阻組成的。通常設(shè)計(jì)濾波器時(shí)需要其諧振增益頻率低于問(wèn)題頻率，假設(shè)整個(gè)濾波器是兩級(jí)或三級(jí)L、π 或T型的多級(jí)濾波器，那么就更需要滿(mǎn)足此條件了。一般狀況下，諧振增益頻點(diǎn)數(shù)為濾波器級(jí)數(shù)減1，這意味著單L、π 或T型濾波器沒(méi)有諧振增益，但假設(shè)是四級(jí)的濾波器，那么諧振增益頻點(diǎn)就是4－1，即3。同樣假設(shè)電路的Q值很低也會(huì)沒(méi)有諧振增益，只有高Q值的電路網(wǎng)絡(luò)才會(huì)有諧振增益。在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，需要找到最低的諧振增益頻率點(diǎn)，然后選擇在此頻率下阻抗等于濾波器設(shè)計(jì)阻抗R-C旁路的電容，這個(gè)R-C旁路會(huì)衰減全部的諧振增益和問(wèn)題頻率點(diǎn)上的噪聲。假設(shè)沒(méi)有涉及到諧振增益頻率〔遠(yuǎn)大于電源15次諧波頻率或遠(yuǎn)小于10kHz的狀況〕，那就選擇在問(wèn)題頻率點(diǎn)電容阻抗等于濾波器設(shè)計(jì)阻抗的電容容量。這些油浸的大桶型封裝的電容格外適合電源供電系統(tǒng)和其它需要無(wú)極性電容的應(yīng)用20kHz左右。此時(shí)就需要把握一個(gè)解決此問(wèn)題的竅門(mén)－“Yeolde并聯(lián)電容訣竅”－即在此電容上并聯(lián)一個(gè)是這個(gè)電容容量0.05倍的電容。這個(gè)小的電容需要具有高SRF、低ESR和ESL的特性。接在金屬箔片上。由于電流會(huì)流過(guò)整個(gè)金屬箔片，使得全部長(zhǎng)度的電容箔片都進(jìn)展充放電，所以我們將這種電容稱(chēng)作感性電容。感性電容的ESL和ESR都很高，所以SFR是格外低的。除了處理低頻問(wèn)題的R-CEMI濾波器中使用的。即使在使用R-CR-C旁路中的的性能也會(huì)比較好EMI濾波器使用最多的是延長(zhǎng)金屬箔片型電容。金屬箔片延長(zhǎng)過(guò)繞線柄軸，這樣一個(gè)極板〔一片金屬箔片〔無(wú)重合〕局局部別用來(lái)〔由于此箔片的邊緣都接在電容管腳上了－譯者注ESR和ESL都格外低。固然，每一層箔片都與其它層平行也會(huì)降低ESL和ESR。由于SRF格外高，所以濾波器設(shè)計(jì)者常常使用這種電容。對(duì)稱(chēng)疊片圍層。延長(zhǎng)到電容每側(cè)的疊片會(huì)焊在一起以形成連接很多EMI設(shè)計(jì)領(lǐng)域的人都了解電源設(shè)計(jì)中所需要關(guān)心的電容的主要參數(shù)AC電容器必需能夠處理電源線頻率的AC電流和奇次諧波。假設(shè)濾波器是單L或T型，那么電容就應(yīng)p型和多級(jí)濾波器中，至少是最終的電容器〔即最接近負(fù)載的電容〕應(yīng)選擇金屬箔片型電容〔詳見(jiàn)下節(jié)〕。一些電容器常常不適合處理滿(mǎn)負(fù)載ACDC需要能處理無(wú)論是電源線端還是負(fù)載端的諧波電流能使用金屬薄膜制作的電容，由于金屬薄膜太薄了，以至于不能處理此諧波電流金屬薄膜會(huì)增加ESR損耗，并導(dǎo)致電容溫升，會(huì)使電容在使用的頭一個(gè)月就會(huì)損壞。所以有DC應(yīng)用而不是AC應(yīng)用設(shè)計(jì)的，所以和其它諧波電流脈沖〔6.6、6.76.8〕聚碳酸酯是一種很好的電介質(zhì)，它在-55～1250C間無(wú)溫度導(dǎo)致的降級(jí)現(xiàn)象，并且它還有很好的損耗因數(shù)〔介質(zhì)損耗角〕和高Q值特性。但此電介質(zhì)在儲(chǔ)存和繞制時(shí)比較簡(jiǎn)潔被雜質(zhì)污染。聚酯〔邁拉〕50％時(shí)，額定值變化很小。聚酯介質(zhì)在-55~850C的溫度范圍內(nèi)額定值根本恒定。但它的損耗因數(shù)格外差，Q值在全部電容介質(zhì)中最低。聚丙烯在1050C25％時(shí)額定值根本恒定。在溫度范圍在-55～850C區(qū)間時(shí)額定值也保持恒定。其Q值比邁拉〔聚酯〕電介質(zhì)要高。油浸紙介質(zhì)電容到1250C時(shí)額定值的穩(wěn)定性也比較好，其品質(zhì)方面的特性類(lèi)似于邁拉介質(zhì)電介質(zhì)厚度的要求是與電容的工作電壓有關(guān)的。相關(guān)表中推舉的值往往是根本厚度的兩倍、三倍或四倍。每種厚的都具有不同的介電常數(shù)K，在實(shí)際計(jì)算電容器寬度Aw時(shí)往往要用到K值。接下來(lái)，確定介質(zhì)加薄膜的總厚的需要考慮到介質(zhì)導(dǎo)致的電壓額定值下降或按上面提到的數(shù)值表來(lái)計(jì)算假設(shè)應(yīng)用條件是在1050C200V，那么考慮到聚丙烯和金屬箔片導(dǎo)致的電壓額定值下降，266V電壓條件的厚度比較適合。EMI濾波器需要使用術(shù)語(yǔ)稱(chēng)之為軟磁芯的材料。軟磁芯的含義是磁芯飽和的很慢，而不像脈沖變壓器和磁放大器使用磁芯具有的快速飽和特性。通過(guò)開(kāi)氣隙可以使硬磁芯變成軟磁芯。此技術(shù)可以使BH曲線趨向飽和的趨勢(shì)變得平緩〔見(jiàn)圖6.12〕EMI濾波器的磁芯常常是Molypermalloy環(huán)，有時(shí)也有一些高磁通型。有些時(shí)候也使用鐵400Hz使用條件下會(huì)消滅過(guò)熱問(wèn)題?；谕瑯泳売桑?00Hz的電源線頻率下，MPP或HF125。在后面我們將看到噴氣推動(dòng)力試驗(yàn)室的ColonelW.T.Mclyman按此原則使用MagneticsMPP環(huán)的例子。對(duì)于任何選定的圓密耳/安培數(shù)值，NI都是一個(gè)常數(shù)，這使得磁環(huán)的H保持常數(shù)。對(duì)于H、B，可以通過(guò)制造商供給的信息和圓圍繞線常數(shù)〔此常數(shù)為0.4〕來(lái)確定。但這并不是電感的設(shè)計(jì)方法，這樣做只是為了保證一個(gè)系列中的每個(gè)磁環(huán)都以一樣的繞線常數(shù)來(lái)繞制。狀況常常消滅在定型了濾波器設(shè)計(jì)的客戶(hù)身上100,000美元的費(fèi)用〔需要重做測(cè)試，譯者注〕?！渤跫?jí)和次級(jí)線圈間的電容〕，〔或從地吸取〕電流的濾波器對(duì)地電容了。為了消退共模噪聲，EMI濾波器常使用共模扼流環(huán)和對(duì)地電容這些元件。但問(wèn)題的電流。共模電感常常使用鐵氧體材料，這是由于鐵氧體具有共模濾波器所需的高Al值。在共模條〔上一半與下一半并聯(lián)后串聯(lián)在電路中，譯者注，線間電容沒(méi)有容量，電容中只有對(duì)地電容工作。在三相四線狀況下，總的對(duì)地電容〔承受我的方法，見(jiàn)上節(jié)兩類(lèi)想法的論述，譯者注〕為題〔見(jiàn)圖7.1〕。具體方法是，將對(duì)地的穿心電容限值一分為二，并將這兩個(gè)半值的穿心電容安裝在屏蔽層上。為得到較好的性能，需將Zorro電感安裝在低阻抗端或電源線側(cè)，將Zorro放置在電源線側(cè)而第一個(gè)穿心電容安裝在電感后的屏蔽層上。濾波器的其次節(jié)先是安裝了Zorro，接下來(lái)安裝穿心電容。在此例中，應(yīng)盡量選取偶數(shù)個(gè)差模濾波器，這樣它們就可以均勻地分布在兩個(gè)腔體中了。如需要兩個(gè)L型濾波器時(shí)，那么在第一個(gè)腔體的始端安裝Zorro，接下來(lái)安裝一個(gè)L濾波器，再往下是穿心電容。對(duì)于其次個(gè)腔體其配置方式與第一個(gè)腔體一樣?！部臻g〔空間〕中，這樣對(duì)于共模就形成了雙L型濾波器，因此會(huì)大大降低共模電感的尺寸，而且多7.2顯示了三相△型共模電感的繞線間空間的安排。一些設(shè)計(jì)者會(huì)將分別繞線方法換成4線型繞線以消退振鈴。振鈴是由電感和其它導(dǎo)線中的漏感和寄生電容形成的。在本例中，假設(shè)使用電感橋來(lái)讀取每邊線圈的電感值，那么兩個(gè)讀數(shù)都是10mH。假設(shè)用電感橋來(lái)同時(shí)測(cè)量?jī)蛇?，那么由互感增加的電感是多少？按式?.1〕來(lái)看，式中含匝數(shù)的平方項(xiàng)，所以?xún)杀兜脑褦?shù)其電感值為四倍40mH。實(shí)際上線圈呈一邊一半的狀態(tài)，所以每邊應(yīng)為20mH。現(xiàn)在將這兩個(gè)線圈并聯(lián)測(cè)量，所以讀數(shù)就回到10mH上了！換句話講，每邊單獨(dú)測(cè)量讀數(shù)為X，那么兩邊并聯(lián)讀數(shù)也為X。假設(shè)反相串聯(lián)兩邊，那么讀數(shù)為漏感接下來(lái)可以使用磁芯的Al值來(lái)設(shè)計(jì)鐵氧體共模電感。由于雙線型要求格外低的漏感，只能使用這種材料。設(shè)計(jì)共模和差模電感的唯一不同點(diǎn)是，占空因數(shù)不再是0.4而是能適合兩0.2MOV個(gè)串聯(lián)電感〔見(jiàn)圖8.6〕。我同樣傾向于MOV安裝在濾波器外部，這樣就可以在需要時(shí)更換它們。濾波器在用標(biāo)準(zhǔn)的方法測(cè)試時(shí)性能良好，但由于太多的緣由實(shí)際仍工作不良，此處會(huì)爭(zhēng)論最常消滅的緣由。如早先章節(jié)爭(zhēng)論的，一些濾波器由于接地錯(cuò)誤會(huì)損害性能。我們爭(zhēng)論過(guò)的例子是帶下一半電路的平衡電路濾波器。這會(huì)將損耗減小50％并導(dǎo)致在兩個(gè)不同的工程系統(tǒng)間的消滅明顯的通信缺陷，并在性能減半的狀況下其重量、尺寸和本錢(qián)卻增加了