2009 六月

EMC滤波器

低漏电流实现新应用

电子电器数量的增多及其相互作用都意味着:比起过往,使用合适的EMC滤波器如今变得更加重要。遵守设备EMC限值(辐射干扰)需要它们,确保设备即使处于苛刻条件下也能可靠操作也需要它们;这同样意味着要保护设备不受来自其它设备及电源线(微扰)的干扰。可靠的EMC保护对保障机器利用率有着重要作用,从而也能够为系统、机器和安装厂商提供有利的销售点。


爱普科斯打造的SIFI®系列新型双线滤波器现已得到了极广泛的应用。与过往的相同产品类型相比,新款SIFI系列产品凭借创新材料,在保持同样电流能力的前提下,进一步缩减了尺寸。此外,结构的改进也进一步降低了成本。


爱普科斯现可供应三种新型SIFI系列产品:SIFI-F(B84111F)、SIFI-G (B84112G)以及SIFI-H(B84113H)。这三种新系列产品是针对具有不同衰减特性的单相系统(双线)而设计的标准模块化滤波器。


图1为选购指南,以便用户迅速找到具有适当尺寸特性以及适合价位的EMC滤波器。

 图1: SIFI系列滤波器选购指南

三种SIFI系列产品的所有滤波器现在还可以提供低至0.002mA的漏电流,这使得它们同样适用于医学技术应用领域。

SIFI新系列产品的不同之处在于其衰减特性及尺寸规格。SIFI-F(B84111F)在拥有最小尺寸的同时,覆盖了干扰抑制常规要求的所有范围。即使是非常有限的空间,通常便已足够SIFI-F使用,因为10-A版本、包括终端和附夹的封装仅需60×60 mm2的安装面积。


如果对衰减特性有更高要求,则推荐使用SIFI-G(B84112G)系列。特别是当频率低于1MHz时,与SIFI-F系列相比,该系列产品可提供更佳的非对称插入损耗。图2所示即为SIFI-F(B84111FB30)、SIFI-G(B84112GB30)与 SIFI-H(B84113HB30)三系列的3-A版的非对称插入损耗(共模)与频率的函数关系。

 图2: 不同SIFI型号的衰减曲线

SIFI-F、SIFI-G与 SIFI-H三系列的3-A版的非对称插入损耗与频率的函数关系。

如果SIFI-G提供的插入损耗仍然不够,那么就使用SIFI-H(B84113H)。这是款两级滤波器,具有最高的插入损耗。从低至0.1MHz起,到高至50MHz止,SIFI-H可有效降低传导的对称和非对称干扰电压。取决于干扰源,比如它可实现EN 61800−3(2004)、C1类别传导干扰电压限值的高要求,即使是针对非常强的干扰源。


在基于衰减需求而选择合适的SIFI系列(F、G或H)产品后,必须要考虑漏电流。所有新型SIFI滤波器均可供应标准版和医学版。标准版基于不同型号,可提供0.5至3.5mA的漏电流。而医学版产品的漏电流则低至0.002mA,以满足该领域的严格要求。


滤波器额定电流的选择为3A到36A,所有型号的额定电压为250V DC/AC。所用电子元件的优化将最高环境温度提高至100℃(根据IEC 60068-1气候种类25/100/21),这使得电流降额在更高温度下得到减低并从而得到改善。全系列SIFI现已获得UL、cUL和ENEC的认证,这有利于终端产品获得北美和欧洲市场的认可。SIFI-G和H在16A以下用插片式连接器,20A以上用螺栓式连接器,SIFI-F在20A之下使用了插片式连接器,25A以上则是螺栓式连接器。


应用范围广


医学版可用于漏电流必须保持在低水平的情况,比如X光仪器、电脑断层扫描、超声波以及其它诊断设备。


在医学器械中,高效可靠的EMC非常重要,因为病人会近距离接触医疗诊断设备。因此,漏电流必须要保持在低水平,更不能有机器故障,特别是对生命保障系统而言。不过,SIFI医学版也同样可以用于其它必须限制漏电流的应用领域,如使用接地故障断路器(GFCI)的情况。


SIFI标准版几乎可以用于工业电子设备的所有区域,包括AC和DC应用。凭借其高性能和小尺寸,SIFI可集成至焊接设备、测量设备、机器控制系统以及健身设备和电信设备,同时已在小型机械、开关盒和风扇装置等应用中经过了无数次的验证。


上述产品也越来越多地用于太阳能逆变器。图3为太阳能逆变器的干扰电压测量示例。在第一个示例(未使用EMC滤波器)中,有些数据明显超出A级(工业环境)制定的限值;在第二个示例中,使用了具有加强衰减的SIFI-G B84112GG125(25A),从而使噪声电压降低至DIN EN 55011 (2007)的A级限值以下水平。

 图3: 干扰电压测量

未使用EMC滤波器(上图)和使用EMC滤波器B84112GG125(下图)在不同频率下的干扰电压变化。蓝色曲线为测量平均峰值,红色曲线为准峰值测量。

所有SIFI产品均有少量库存,订购代码为B84111F* (SIFI-F)、B84112G* (SIFI-G)和B84113H* (SIFI-H)。以往的SIFI产品系列,SIFI-A、SIFI-B、SIFI-C、SIFI-D和SIFI-E现仍有生产。不过,推荐您使用具有新设计的SIFI新版本。一般而言,SIFI-A将由SIFI-F取代、SIFI-B由SIFI-G取代、SIFI-C由SIFI-H取代。

 EMC滤波器安装说明

在安装滤波器时,其外壳需尽可能通过其它模块大面积(无漆表面)接地。这对于干扰频率大于1MHz的情况来说尤为重要。在此高频率下,绝对必须避免通过绞线接地,见图示。

10cm长线缆的阻抗约为140nH,在20MHz的干扰频率下这本身便会导致17Ω的阻抗。对于接地连接来说,这一阻抗过高,因此无法在较高频率范围实现滤波效应,无论使用哪种滤波器。在这种情况下,无论是一级还是二级,所有滤波器方案都无效。只有低阻抗大面积的接地连接才会有所帮助。

在实际应用中一个常产生故障源头是因为没有隔离发射干扰的引线和以滤波过的引线,这会导致耦合干扰,从而极大降低了滤波效应。因此,需要时刻注意确保未滤波和滤波引线的空间区隔。如果空间区隔行不通,接地金属部件或电缆管道应该将线缆退藕。另一解决办法就是将引线按直角进行交叉或缠绕,从而降低磁耦合。如采用屏蔽线时,其屏蔽必须沿着两边的大面积连接到参考电位。

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