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馈通滤波器选用指南


馈通滤波器选用指南

馈通滤波器选用时,首先应根据使用的空间大小、安装方式确定滤波器的外形结构图及尺寸,根据电压高低、电流大小选择滤波器的电参数。然后依照、以下几点来找到满足您使用需求的滤波器型号。

1.电路形式:

根据阻抗失配原则,滤波器阻抗与两侧端口阻抗失配越大,对电磁干扰能量的衰减就越是有效,在选用滤波器时应考虑电路的高阻抗端接滤波器的低阻抗端,电路的低阻抗端接滤波器的高阻抗端的原则(如图l所示),并根据滤波要求选用滤波电路形式(详见目录第9页〉。

 

2.馈通滤波器插人损耗参数:

 

滤波器的*主要参数是插入损耗,它反映了滤波器对干扰信号的抑制能力。各种EMI滤波器都有各自对应的衰减与频率曲线,选用滤波器时,应根据干扰信号的频率以及所要衰减的程度和截止频率确定插入损耗的要求,值得注意的是制造厂给出的插入损耗均是在50欧系统中无负荷(空载〉条件下测量的数据,但在实际电路中输入/输出阻抗不会正好都是50欧,所以滤波器在线路中的实际插入损耗与产品标称值往往不同。对于滤波器性能的测量,在应用中还有近似测量法和l在线测量法,这样做是为了能更接近实际情况。

 

馈通滤波器有多种电路形式

 

C型滤波器

这种C型滤波器由穿心电容器构成,适合于接高阻抗源和高阻抗负载,多用于抑制高频号。

 

LC型滤波器

LC型滤波器包括一个电感器和一个电容器,这种滤披器可以提供高的输入阻抗,也可以提供低的输入阻抗,取决于电路的安装向,Ll电路适用于高阻抗负载,低阻抗源的情况,L2电路适用于低阻抗负载,高阻抗源的情况。

 

π型滤波器

π型滤波器包括两个电容器和一个电感器,其输入和输出端都是低阻抗,因为元件比L型多,所以其插入损耗特性更好,但是在开关 电路中,有出现"振铃"的可能性,所以了使用时请注意。

 

带瞬变拥制器的π型滤波器

这种π型滤波器在其输入端增加一个瞬变抑制器,它具有较好的高频抑制性能,同时可以防止电压尖峰。

T型滤波器

T型滤波器包括两个电感器和一个电容器,

它的两端都是高阻抗,其插入损耗特性和π型滤波器相似,但是它不易出现"振铃"现象,可以用在开关电路。

 

多级滤波器(T型滤波器)

多级滤波器是为源和负载都为低阻抗的电路设计的高性能滤波器,它们也可以用在要求高插入损耗的其他情况,在滤波器输入端加一个电容器,有利于通过美军标MIL-STD-461D(国军标GJB-151A)

 

3.馈通滤波器截止频率

滤波器的插入损耗在3dB的频率点称为滤波器的截止频率。当频率超过截止频率时,滤波器就进入了阻带区,在阻带区电磁干扰信号会受到较大的衰减,为保证所需要的频率信号顺利通过,不需要的频率信号被抑制,必须选择好滤波器的截止频率。要对某个信号进行滤波,应当在比该信号的运行频率高出10倍的频率处开始滤波。例如一个5MHZ的噪音数据线路,滤波器的截止频率要近似于50MHZ,这样才能使噪音衰减且不对信号造成影响(仅供参考〉。

一般而言,滤波器的截止频率越低,外形尺寸越大,价格也较高,因此不要盲目选用截止频率过低的滤波器,不然会把所需要的电信号滤掉。

4.馈通滤波器工作电压

滤波器的工作电压为滤波器在工作温度范围内正常工作时能够长时间承受的电压。此外还需要正确选择交、直流滤波器,不能相互代用,特别是在交流应用场合绝不允许使用直流滤波器替代,否则滤波器将失效甚至损坏。

由于几乎所有的电磁兼容试验都有脉冲干扰的项目,在选用滤波器时要考虑这种高压脉冲干扰的作用,工作电压或者耐电压要留有一定的余量。在高电压、大电流的交直流工作场合,常用有机薄膜材料的馈通滤波器。

5.馈通滤波器工作电流:

滤波器的工作电流为滤波器在工作温度范围内正常工作时能够长时间通过的电流。工作电流与滤波器的引线直径有关,引线直径的大小与工作电流基本成正比。

    1 馈通撞波器线径与额定工作电流关系表(引自"GJB1518-92中表13" )

 

 

滤波器额定电流(A) 连接导线直径(mm)   滤波器额定电流(A)  连接导线直径(mm)     

  3                  0.5          >41~55           2. 5      

  >3~5                  0.6           >55~73        3.2   

  >5~1l            0.8             >73~101        4.1   

  >1l~16           1.0             >101~135        5.1   

  >16~1.6                1.2              >135~181           6.5   

  >22~32            1.6              >181~211         7.4   

  >32~41            2.0            

  

:以上规定的馈通滤波器的工作电流与引出线径关系仅供参考,具体承受电流大小还需根据引线的材质、工作温度和环境情况  

陆行修正。                 

需要注意的是含绕线电感的滤波器,其承受电流都比较小,原因在于磁性材料易于饱和以及线径较细。选用时需考虑、工作电流要留有一定的余量。

6.馈通滤波器工作温度范围:

滤波器能保证预定电性能和正常工作的环境温度范围即为其工作温度范围,按照相关标准,工作温度范围一般有: -25°Cω+85°C40°Cω+85°C55°C+85°C-55°C+125°C。馈通滤披器内部使用的是陶瓷介质电容器,故在很大程度上陶瓷介质材料的温度特性便决定了滤波器的工作温度范围。此外还涉及到温度系数的概念,即为在陶瓷介质材料的温度特性下电容量随温度的变化率。

 

 

3.馈通滤波器截止频率

滤波器的插入损耗在3dB的频率点称为滤波器的截止频率。当频率超过截止频率时,滤波器就进入了阻带区,在阻带区电磁干扰信号会受到较大的衰减,为保证所需要的频率信号顺利通过,不需要的频率信号被抑制,必须选择好滤波器的截止频率。要对某个信号进行滤波,应当在比该信号的运行频率高出10倍的频率处开始滤波。例如一个5MHZ的噪音数据线路,滤波器的截止频率要近似于50MHZ,这样才能使噪音衰减且不对信号造成影响(仅供参考〉。

一般而言,滤波器的截止频率越低,外形尺寸越大,价格也较高,因此不要盲目选用截止频率过低的滤波器,不然会把所需要的电信号滤掉。

4.馈通滤波器工作电压

滤波器的工作电压为滤波器在工作温度范围内正常工作时能够长时间承受的电压。此外还需要正确选择交、直流滤波器,不能相互代用,特别是在交流应用场合绝不允许使用直流滤波器替代,否则滤波器将失效甚至损坏。

由于几乎所有的电磁兼容试验都有脉冲干扰的项目,在选用滤波器时要考虑这种高压脉冲干扰的作用,工作电压或者耐电压要留有一定的余量。在高电压、大电流的交直流工作场合,常用有机薄膜材料的馈通滤波器。

5.馈通滤波器工作电流:

滤波器的工作电流为滤波器在工作温度范围内正常工作时能够长时间通过的电流。工作电流与滤波器的引线直径有关,引线直径的大小与工作电流基本成正比。

 1馈通撞波器线径与额定工作电流关系表(引自"GJB1518-92中表13" )

 

 

滤波器额定电流(A) 连接导线直径(mm)滤波器额定电流(A)连接导线直径(mm)   

主三30.5 >41~55  2.5    

>3~5  0.6  >55~73  3. 2    

>5~1l  0.8  >73~101  4. 1    

>1l~161.0>101~135 5.1    

>16~1.6  1.2 >135~181  6. 5    

>22~32  1.6 >181~211  7.4    

>32~41  2.0      

:以上规定的馈通滤波器的工作电流与引出线径关系仅供参考,具体承受电流大小还需根据引线的材质、工作温度和环境情况   

陆行修正。    

需要注意的是含绕线电感的滤波器,其承受电流都比较小,原因在于磁性材料易于饱和以及线径较细。选用时需考虑、工作电流要留有一定的余量。

6.馈通滤波器工作温度范围:

滤波器能保证预定电性能和正常工作的环境温度范围即为其工作温度范围,按照相关标准,工作温度范围一般有: -25°Cω+85°C40°Cω+85°C55°C+85°C-55°C+125°C。馈通滤披器内部使用的是陶瓷介质电容器,故在很大程度上陶瓷介质材料的温度特性便决定了滤波器的工作温度范围。此外还涉及到温度系数的概念,即为在陶瓷介质材料的温度特性下电容量随温度的变化率。

 

 

我厂馈通滤波器内部一般采用片式或管式两种陶瓷介质电容器,其常用的陶瓷介质材料组别及温度系数和温度特性见表2:

2常用陶瓷介质材料组别及温度特性和泪度系数

 

 

片式陶瓷介质电容器                 管式陶瓷介质电容器    

材料组别 温度特性CC) 温度系数拿    材料组别温度特性CC) 温度系数.   

CH   -55~+125   ±l%              U  -55~+125 (0±60) ppm/"C           

SL  -55~+85  (+140~-1000) ppm/'C   SL  55~+125 (350~1000) ppm/'C    

X7R  -55~+125  15%              2B4  -25~+85   ±10%    

2E2  55'C~+85  +20%~-55%          X7R -55~+125  ±15%    

2E3  40'C~+85  +20%~-55%          2E2  55~+85 -56%~+22%    

2F2  55'C~+85  +30%~-80%          Z5U  +10~+85 +22%~+56%    

2C1  -55'C~+125  +20%~20%       2F4 25~+85-80%~+30%  

 

:此处温度系数均在不施加电压的情况下所测  

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