今天內(nèi)訓(xùn)我在家用電器產(chǎn)品推薦了EMI濾波器典型參考的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì);在有接地系統(tǒng)的<75W 的FLY的典型濾波器參考如下:(再詳細(xì)說明給美的設(shè)計(jì)師參考)
濾波器EMI-傳導(dǎo)的典型差模共模的等效設(shè)計(jì)圖如下:
A.如上圖共模的等效電路的fcn(諧振頻率)/截止頻率計(jì)算公式如下:
B.如上圖差模的等效電路的fcn(諧振頻率)/截止頻率計(jì)算公式如下:
CM/DM 雜訊衰減- 濾波器截止頻率通過實(shí)踐數(shù)據(jù)為10KHZ-50KHZ ;其設(shè)計(jì)的濾波器能通用大部分的運(yùn)用設(shè)計(jì)!其參數(shù)理論計(jì)算數(shù)據(jù)如下:
我們確定fcn的一般方法
開關(guān)電源輸入濾波器的截止頻率fcn要根據(jù)電磁兼容性設(shè)計(jì)要求確定。對于騷擾源,要求將騷擾電平降低到規(guī)定的范圍,對于接收器,其接收值體現(xiàn)在對噪聲限值的要求上。對于一階低通濾波器截止頻率可推薦按下式確定:
騷擾源:fcn=kT×(系統(tǒng)中最低騷擾頻率);
信號接收機(jī):fcn=kR×(電磁環(huán)境中最低騷擾頻率);
式中,kT、kR根據(jù)電磁兼容性要求確定,一般情況下取1/3或1/5。
舉例說明如下:
A.電源噪聲扼流圈或電源輸出濾波器截止頻率取fcn=30~50kHz,同時(shí)要求低于我們的開關(guān)電源的最大工作頻率(當(dāng)CLASS-A/B要求f=150KHz為測試起點(diǎn)時(shí));
B.信號噪聲濾波器截止頻率取fcn=10MHZ~30MHz(對傳輸速率>100Mbps的信息技術(shù)設(shè)備)。
此外,對于輸入電流有特殊波形的產(chǎn)品及設(shè)備,例如接有直接整流-電容濾波的電源EMI輸入電路:沒有功率因數(shù)校正(PFC)的開關(guān)電源和電子鎮(zhèn)流器之類電器設(shè)備及產(chǎn)品,如果要濾除2~27/40次(9KHZ)電流諧波傳導(dǎo)干擾,噪聲扼流圈截止頻率fcn可能取得更低一些。
其它標(biāo)準(zhǔn)要求的說明如下:
美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)規(guī)定電磁干擾起始頻率為300kHz;
國際無線電干擾特別委員會(CISPR)規(guī)定為150kHz;
美國軍標(biāo)規(guī)定為10kHz。
設(shè)計(jì)要點(diǎn):插入濾波器設(shè)計(jì)。
上圖中如果不插入輸入濾波器,我們很難通過EMI的傳導(dǎo)限值要求。
在實(shí)際運(yùn)用中如果沒有插入輸入EMI的低通濾波器;我們采用差模和共模分離器進(jìn)行無濾波器系統(tǒng)的理論研究如下:我們的測試的差模和共模的限值情況如下:
而實(shí)際我們需要達(dá)到的測試效果如下:要求滿足測試的CLASSA/B的限值要求:
通常實(shí)際測試要比限值低5-10dB的設(shè)計(jì)!實(shí)際值為藍(lán)色實(shí)線的效果,虛線為我們的限值要求。
我們確定fcn的準(zhǔn)確理論方法。
根據(jù)曲線要求進(jìn)行切線分割法來確定濾波器的截止頻率值。
對于一級低通濾波器截止頻率可按下式確定:
騷擾源:fcn=kT×(系統(tǒng)中最低騷擾頻率); CLASSA/B=150KHZ-30MHZ(標(biāo)準(zhǔn))
接收機(jī):fcn=kR×(電磁環(huán)境中最低騷擾頻率); CLASSA/B=150KHZ-30MHZ
式中,kT、kR根據(jù)電磁兼容性要求確定,一般情況下取1/3或1/5;并且小于開關(guān)電源的設(shè)計(jì)工作頻率。
對于<75W 的FLY反激的開關(guān)電源設(shè)計(jì);我在進(jìn)行差模和共模無濾波器分離測試時(shí)得出的曲線進(jìn)行ClassB的限值要求得出的衰減曲線進(jìn)行切線分析時(shí);fcn的切點(diǎn)正好差不多在150KHZ的1/3處;因此得出<75W 的FLY反激的開關(guān)電源設(shè)計(jì) 其截止頻率在50KHZ 附近;因此我的設(shè)計(jì)建議對于<75W的FLY開關(guān)電源的差模&共模的截止頻率推薦在10KHZ-50KHZ設(shè)計(jì)。
因此對于<75W的開關(guān)電源的濾波器的設(shè)計(jì)推薦我的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行迭代設(shè)計(jì)。
請參考:《開關(guān)電源系統(tǒng)電磁兼容進(jìn)級設(shè)計(jì)與優(yōu)化》開關(guān)電源-傳導(dǎo)干擾進(jìn)行高效設(shè)計(jì)時(shí),濾波器的設(shè)計(jì)是最快速的方法。
對于系統(tǒng)是Ⅱ類器具/結(jié)構(gòu)- 無接地措施的產(chǎn)品的EMI濾波器我的推薦設(shè)計(jì):
原理計(jì)算公式同接地有Y電容設(shè)計(jì)的計(jì)算方法相同:
注意:理論上電感量越高對EMI抑制效果越好,但過高的電感將使截止頻率更低,而實(shí)際的濾波器只能做到一定寬帶,也就使高頻噪聲的抑制效果變差。
(一般開關(guān)電源的噪聲成分約為1~10MHZ間,但也有超過10MHZ之情形)。
注意:
電感量愈高,則繞線匝數(shù)愈多,鐵氧體磁芯ui越高,如此將造成低頻阻抗增加(DCR變大)。匝數(shù)增加使分布電容也隨之增大,使高頻電流全部經(jīng)此電容流通。過高的ui使鐵芯極易飽和,根據(jù)我多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對于鐵氧體材料ui=10K是比較理想的。
上述EMI共模濾波器推薦FT20.6 或者ET28;采用分區(qū)/槽繞(Sectional Winding)推薦設(shè)計(jì)電感在32mH 左右,如需規(guī)格-DS可以推薦給大家。
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