抗干擾濾波器在電磁兼容的應用

大多數電子產品設計師對干擾濾波器的認識一般局限在：“電子產品要通過電源線傳導發射試驗和電源線抗擾度試驗，必須在電源線上使用干擾濾波器”。而對于干擾濾波器的其它作用了解很少，這就導致了產品設計完畢后，往往不能通過其它試驗項目，例如輻射發射、輻射抗擾度、信號線上的傳導敏感度等試驗。實際上，電磁干擾濾波器對于順利大部分電磁兼容試驗以及保證產品的功能都是十分重要一類器件。本文介紹由于濾波措施不完善導致的電磁干擾問題及相應的解決辦法。

濾波措施不完善導致的干擾問題

當出現下面這些干擾問題時，往往是由于濾波措施不完善。

1.設備的機箱或機柜屏蔽十分完善，但是仍然產生超標的輻射發射；
2.獨立的設備沒有任何電磁干擾的問題（輻射發射和抗擾度完全合格），但是當連接上必要的 外接電纜時，出現干擾問題；
3.在信號電纜線上注入電快速脈沖時，出現故障；
4.不能通過輻射抗擾度試驗;
5.不能通過電纜束上的傳導敏感度試驗;
6.不能通過靜電放電試驗；
7.電纜中的導線之間或電纜之間相互干擾，導致設備不能實現預定功能。

用濾波器解決干擾問題

下面就如何用濾波器解決上述問題的方案作簡單介紹。

1）雖然機箱或機柜屏蔽很好，但是輻射發射超標，或者不能通過輻射抗擾度試驗
這是由于機箱或機柜上的外拖電纜起著天線的作用。天線的一個特性是互易性，也就是說：一個天線如果具有很高的輻射效率，那么它的接收效率也很高。因此，設備的外拖電纜既能產生很強的輻射，也能有效的將空間電磁波接收下來，傳進設備，對電路形成干擾。由于某種原因，在外拖電纜上形成了干擾電流，這些電流從機箱內傳導出來，并以電纜作為輻射天線輻射電磁波。解決這種問題的方法就是在電纜的端口處安裝一只濾波器，將干擾電流濾除掉。

2）獨立的設備沒有任何電磁干擾的問題（輻射發射和抗擾度完全合格），但是當連接上必要的外接電纜時，出現干擾問題；
這個問題與第一類問題的本質相同，就是外拖電纜相當于天線。當沒有電纜時，相當于沒有輻射天線和接收天線，因此容易通過輻射發射和抗擾度試驗，但是當拖上電纜后，這些電纜作為輻射天線和接收天線，導致設備的輻射增強、對外界空間干擾的敏感度提高。解決方法就是在電纜的端口處安裝濾波器，將這些導體從空間接收到的電磁能量在它們到達電子線路之前濾除掉，另一方面，阻止電子線路中的干擾能量進入這些導體后借助導體輻射。

3）在信號電纜線上注入電快速脈沖時，出現故障；
我們知道電快速脈沖的頻率是很高的，這些干擾通過電容耦合鉗耦合進電纜，在電纜上形成干擾電流，這些電流一方面直接流進電路，對電路形成干擾，另一方面產生輻射，對電路形成干擾。解決方法就是采用屏蔽電纜和加裝濾波器。

4）不能通過電纜束上的傳導敏感度試驗
電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗，目的是驗證由閃電、接地故障或切換電感性負載而引起的瞬時擾動的抗干擾能力。這種試驗是一種耦合到電源線路、控制線路、信號線路上的由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群試驗，自然也可以通過在電纜端口處濾波的方式來解決。

5）不能通過靜電放電試驗；
靜電放電對設備電路的影響很大程度上是由于靜電放電電流周圍的高頻電磁場，這些電磁場由于頻率很高，因此很容易被導線所接收，對電路形成干擾凈，某設備在做靜電放電試驗時，發現當在活動面板上進行放電時，電路出現故障。經檢查，發現面板后面是一束電纜，面板上的靜電放電電流產生的電磁場在電纜束上感應出了噪聲電流，形成干擾。在電纜的端口處安裝濾波器后，問題解決。

隨著開關電源的普遍應用，在電源線入口處安裝濾波器已經是項必要的措施。因為開關電源工作在大功率脈沖狀態，它會產生很強的電磁輻射，這些輻射感應到線路上形成傳導發射。如果不使用濾波器，就沒有可能通過滿足電磁兼容試驗。

在設計中，往往將干擾濾波器分為電源線干擾濾波器和信號線干擾濾波器兩類。從電路上講，這兩類濾波器是相同的，都是低通濾波器，之所以這樣來劃分，主要是因為兩者除了都有對電磁干擾有盡量大的抑制作用外，分別還有一些特殊的考慮。信號濾波器還要考慮濾波器不能對工作信號有嚴重的影響，不能造成信號的失真。電源濾波器除了要保證滿足安全方面的要求外，還要注意當負載電流較大時，電路中的電感不能發生飽和（導致濾波器性能下降）。