電源濾波器的目的是在抑制電磁噪聲,噪聲的影響可分為以下二種:
發(fā)射(Emissions):是要將由設(shè)備產(chǎn)生,影響電源或其他設(shè)備的噪聲降到法規(guī)(例如FCC part 15)允許值以下,例如由開關(guān)電源產(chǎn)生的噪聲。
抗擾(Immunity): 是要將進(jìn)入設(shè)備的噪聲降低到不會使設(shè)備出現(xiàn)異常動作的程度,例如用在廣播電臺發(fā)射設(shè)備中的儀器。
電源濾波器要抑制的噪聲可分為以下的二種:
共模:在二條(或多條)電源線都相同的噪聲,可視為電源線對地的噪聲。
差模:電源線和電源線之間的噪聲。
同一個(gè)電源濾波器對于共模噪聲及差模噪聲的抑制能力會有所不同,一般會用頻率對應(yīng)抑制量(以分貝表示)的頻譜來說明。
電源濾波器的結(jié)構(gòu)
電源濾波器一般都設(shè)計(jì)為只由電阻、電容及電感組成的被動濾波器,沒有像晶體管之類的主動元件。右圖是一個(gè)電源濾波器的例子,電源濾波器的上方接電源,電源端有一個(gè)共模電感,也就是電源的二條線依同一個(gè)方向繞在鐵心上,電源線上若有共模訊號,其在共模電感產(chǎn)生的磁場會相加,因此有較大的阻抗,而差模訊號在共模電感產(chǎn)生的磁場會互相抵消,因此可以流過共模電感。電源流過的電流主要是共模的,但上面噪聲也可能會以差模的形式出現(xiàn),若要抑制差模噪聲,需要另外使用差模電感,或是各相有個(gè)別的電感器。
在電源濾波器上會使用特別的安規(guī)解耦電容,分為X電容及Y電容二類:
X電容:抑制差模干擾(電源線之間的干擾)。
Y電容:抑制共模干擾(各組電源線對地之間的干擾)。
由于Y電容提高會使電器的漏電流增加,而電器的漏電流有其規(guī)定范圍,因此Y電容不能太大,一般都會比X電容要小。
X電容和Y電容屬于安規(guī)電容,即其失效后不會造成電擊,也不會影響人身安全。二者都有自我復(fù)原(self-healing)作用,會使局部短路的部份恢復(fù)原來的絕緣狀態(tài)。
電源濾波器
對其他零件的影響接地故障斷路器對于Class I(有接地的設(shè)備)而言,單相電源的二個(gè)Y電容會造成流經(jīng)接地導(dǎo)體電流的增加提高。醫(yī)療設(shè)備要求接地漏電流不得超過0.5mA,其他保護(hù)等級Class I的設(shè)備接地漏電流不得超過3.5mA。也因此Y電容的大小會受到限制
若接地漏電保護(hù)插座上有多臺設(shè)備使用電源濾波器,其漏電流可能會累積到30 mA,使得漏電保護(hù)開關(guān)跳脫,因此需使用有延時(shí)機(jī)能的漏電斷路器,漏電斷路器的額定電流可能需加大。
外殼漏電壓
若保護(hù)等級Class I的設(shè)備中,接地保護(hù)的導(dǎo)體沒有導(dǎo)通,則設(shè)備的金屬外殼會有電流流到地。這是Y電容產(chǎn)生的電容分壓的結(jié)果,電源對地的電壓約為115伏。一般醫(yī)療用的設(shè)備其漏電流需小于0.5 mA,其電源濾波器的Y電容會更小,而其電感感值則會對應(yīng)增加。
回路接地
若一個(gè)有接地的設(shè)備(如電腦)以非平衡的接線方式接到一個(gè)沒有接地的設(shè)備,其接地設(shè)備的Y電容、信號線的地線及電腦的接地會形成回路接地,也就是各設(shè)備的接地電位不同,造成有電流在各接地點(diǎn)之間流動的情形。
發(fā)布時(shí)間: 2023-02-17 17:25:21