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電源濾波器

鉅大LARGE  |  點擊量:1284次  |  2020年06月18日  

電源濾波器(linefilter)或噪聲濾波器(noisefilter)是指一種安裝在電子設備和其電源之間的電子濾波器,其目的是在降低設備和電源之間電源線上傳導的電磁干擾,電磁干擾的信號一般都是高頻的信號,因此使用的電源濾波器是一種低通濾波器[1],多半是由電容器及電感器所組成。


電源濾波器可以整合在連接器內,例如交流電源濾波器可以整合在模組化的IEC電源接頭,或是電源輸入模塊(英語:powerentrymodule)中,而電話線上的電源濾波器可以整合在RJ11接頭中。


電源濾波器可以貼裝在印刷電路板上,也可以是一個安裝在設備內的獨立元件,也有些電源濾波器會安裝在房間或配電盤的電源側。


電源濾波器特性


電源濾波器的目的是在抑制電磁噪聲,噪聲的影響可分為以下二種:


發射(Emissions):是要將由設備出現,影響電源或其他設備的噪聲降到法規(例如FCCpart15)允許值以下,例如由開關電源出現的噪聲。


抗擾(Immunity):是要將進入設備的噪聲降低到不會使設備出現異常動作的程度,例如用在廣播電臺發射設備中的儀器。


電源濾波器要抑制的噪聲可分為以下的二種:


共模:在二條(或多條)電源線都相同的噪聲,可視為電源線對地的噪聲。


差模:電源線和電源線之間的噪聲。


同一個電源濾波器關于共模噪聲及差模噪聲的抑制能力會有所不同,一般會用頻率對應抑制量(以分貝表示)的頻譜來說明。


電源濾波器結構


電源濾波器一般都設計為只由電阻、電容及電感組成的被動濾波器,沒有像晶體管之類的主動元件。右圖是一個電源濾波器的例子,電源濾波器的上方接電源,電源端有一個共模電感,也就是電源的二條線依同一個方向繞在鐵心上,電源線上若有共模訊號,其在共模電感出現的磁場會相加,因此有較大的阻抗,而差模訊號在共模電感出現的磁場會互相抵消,因此可以流過共模電感。電源流過的電流重要是差模的,但上面也可能會噪聲以差模的形式出現,若要抑制差模噪聲,要另外使用差模電感,或是各相有個別的電感器。


在電源濾波器上會使用特別的安規解耦電容,分為X電容及Y電容二類:


X電容:抑制差模干擾(電源線之間的干擾)。


Y電容:抑制共模干擾(各組電源線對地之間的干擾)。


由于Y電容提高會使電器的漏電流新增,而電器的漏電流有其規定范圍,因此Y電容不能太大,一般都會比X電容要小。


X電容和Y電容屬于安規電容,即其失效后不會造成電擊,也不會影響人身安全。二者都有自我復原(self-healing)用途,會使局部短路的部份恢復原來的絕緣狀態。


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