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[电磁兼容]电源供电质量对EMI滤波器的可靠性和敏感度的影响 (三) [复制链接]

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2023-07-05

关键词：电源 EMI滤波器可靠性

电源供电质量对EMI滤波器的可靠性和敏感度的影响 (连载三)
能耐受的TOV 电压和电容的电压标称暂态过电压（TOVs）可能会达到原电压的2 倍。在277V 的交流系统中，2 倍电压就意味着554V 的有效值电压和783.4V 的峰值电压。对一个用于277V 系统的标称为交流440V 的X 类电容而言，2 倍于原电压的TOV 将会超过电容的标称。长时间内，若干TOV 带来的过电压会降低X 电容内绝缘材料的性能。因此，设备设计人员会希望利用MOV的钳制电压降低TOV 对X 电容的影响，或者选择标称更高的电容。

电容切换带来的影响
在IEEE 所建议的用于低压交流电路（电压低于1000V）的浪涌特性实践中，由ANSI/IEEEC62.41.2-2002 所定义的基于电容切换的振铃波大部分都是因为电容组切换产生的。因为其持续很长，所以振铃波会在包括电子照明镇流器系统在内的电子设备中蓄积很高的能量。一般来说，在高暴露环境下，ANSI/IEEE C62.41.2 所定义的浪涌电压的幅度是标称电压峰值的1.8 倍；在中等暴露环境下，是标称电压峰值的1倍；而在低暴露环境下没有要求进行测试。因此，包括基本电压在内，测试中可能用到的所有浪涌电压之和的最大峰值（如果可行）是标称电压峰值的2.8 倍。当镇流器工作在切换的大电容组附近时，就需要考虑进行电容切换测试。在这个测试中，选择的浪涌峰值电压不会大于2 倍的标称电压峰值，这也是ANSI/IEEE C62.41.2 对这种测试的一般规定。电容可在几百赫兹到几千赫兹的频率切换，这将会激励由电容值很大的X 电容所组成的EMI 滤波器（例如：大于0.047 微法）。由此导致的谐振会将滤波器元件承受的电压放大并导致损坏。另外，它还会对终端设备的工作造成影响，即导致其直流总线电压的上升，如图10 所示。直流总线上表现出来的56V 的电压上升会很容易导致设备在过压状态下出现问题。

滤波器输出的平顶电压和电压畸变EMI 滤波器中的每一个元件在低频情况下（例如从60 赫兹到它的若干次谐波）都会导致电压下降，在高频时会出现发射滤波。在滤波器设计中，低频情况下的电压下降应该很小。但，EPRI 的系统兼容研究发现EMI 滤波器中的容性和感性元件会导致输出波形的显著畸变，会使得滤波器输出端出现平顶的60 赫兹正弦波。

表4 给出了有关三个滤波器在线性和非线性负载情况下的四个实例，其负载电流没有超过标称值。滤波器A 说明滤波器输出端接阻性负载可以获得低畸变的正弦波输出。滤波器B 说明滤波器在非线性负载（整流器和容性负载，这些负载和经常出现在电子终端设备中的相似）下可能出现的畸变和平顶波的情况。滤波器C 同样也是在非线性负载下输出电压质量出现了同样的问题，而且输出电压畸变的程度是和滤波器的负载有关的。例子中的滤波器B 和滤波器C 中用到的电感都很大，电容都很小。选择合适的电感和电容会有助于避免畸变和出现平顶电压输出。某些滤波器的电容量可以在合理范围内增加，直到其滤波器泄漏电流达到规定值。如果降低电感、增大电容也不能实现必需的衰减，那么就应该考虑在设计中再添加一级滤波器。当为终端设备设计和选择滤波器时，设计人员应该在设备所有各种负荷工作情况下检查其滤波器输出电压的质量。作为一个关键的保障，这个步骤必须在完成滤波器设计前进行。滤波器输出的平顶电压和电压畸变会大大降低电压的有效值，所以应该使设备对诸如电压跌落和瞬态电压之类的干扰具有更好的抗扰度。

结论
提供给终端设备的电压中包含有各种电磁骚扰，这些骚扰在低频（例如，60 赫兹）和高频（例如，高于1kHz）都会出现。EMI 滤波器的性能对于限制干扰发射起着非常重要的作用，而且它也影响着终端设备对电磁骚扰的敏感度。EMI 滤波器的设计人员如果没有研究滤波器元件的可靠性或者滤波器输出电压质量所造成的影响，那么他们很可能会发现自己需要分析设备和滤波器故障的原因，并重复滤波器的设计工作。

文章出自: 世科网