電力線載波通信EMI濾波電路研究

2 濾波電路設計
基于以上對于電力線通信電磁兼容性的分析，可以在電力線通信系統的收端接一個EMI濾波器，用以抑制系統所產生的共模干擾。由于兩根電力線不可能完全重合，也就是說差模電流所產生的電磁場不能完全抵消，所以在設計濾波電路時，也應考慮到差模干擾的抑制。
EMI濾波電路基本網絡結構如圖3所示。

圖3中，差模抑制電容為Cl和C2，共模抑制電容為C3和C4，共模電感為L，并將共模電感纏繞在鐵氧體磁芯圓環上，構成共模扼流圈。共模扼流圈對于共模信號呈現出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。由于干擾信號有差模和共模兩種，因此濾波器要對這兩種干擾都具有衰減作用。其基本原理為：
(1)利用電容通高頻隔低頻的特性，將電源正極，電源負極高頻干擾電流導入地線(共模)，或將電源正極高頻干擾電流導入電源負極(差模)。
(2)利用電感線圈的阻抗特性，將高頻干擾電流反射回干擾源。

3 實驗結果
在圖3濾波電路中取差模電容C1，C2為7 000 pF，共模電容C3，C4為0．015 μF，共模扼流圈磁芯采用錳一鋅鐵氧體，每路繞30匝，電感量為3．7 mH。
3．1 EMI濾波網絡濾波性能仿真
圖4為干擾噪聲隨頻率關系的模擬仿真，由此可見干擾信號的頻率越高，則干擾信號通過該濾波網絡后衰減越大。共模干擾的頻率一般在2 MHz以上，所以說該濾波電路能對共模干擾起到良好的抑制作用。

3．2 EMI濾波網絡輸出結果分析
當采用輸入為24 V，輸出為12 V，功率為25 W的開關電源模擬輸入信號時，用帶寬為20 MHz的示波器測得濾波前后信號紋波分別為50 mV和5 mV。由此可見該濾波網絡對干擾信號衰減了20 dB，良好地抑制了電路中所產生的干擾噪聲。

4 結 語
電力線通信技術作為一種強有力的手段，有著雄厚的發展基礎和廣闊的市場，應有其使用和生存的發展環境和空間。但是，低壓電力線并不是專門用來傳輸通信數據的，它的拓撲結構和物理特性都與傳統的通信傳輸介質(如雙絞線、同軸電纜、光纖等)不同。它在傳輸通信信號時信道特性相當復雜，負載多、噪聲干擾強、信道衰減大，通信環境相當惡劣。目前還有很多亟待解決的問題，例如PLC的電磁輻射問題，調制技術和編碼技術的改進，通信信號衰減的抑制等。本文研究的EMI濾波電路旨在抑制接收端由于共模電流和差模電流產生的共模和差模干擾，今后還有待于結合電磁原理，在PLC設備和網絡的電路及電磁輻射特性等方面做深入研究。