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三、滤波器参数和测试方法
来源:成都意维高科技有限公司       发布日期:2015-10-09   浏览数:824    分享到:
 

三、滤波器参数和测试方法

1. 什么是电源滤波器的重要规格参数?

对供方或客户来讲,为了保证合格元件的使用不受干扰,采用同样的技术来验证电气参数是相当重要的。必须清楚理解的三种参数是:高压测试、泄漏电流和插入损耗。

2. 如何测量插入损耗?

最常见的设置是使电源和阻性负载阻抗均为50Ω。插入损耗的测量最重要的一点是一致性,具体测试方法如下:
使用频谱分析仪,或调频接收器或跟踪发生器,在不带滤波器时建立一个零dB参考点。然后插入滤波器,记录在所需频率范围内提供的衰减。
对于电源线滤波器,我们感兴趣的是两种不同模式的衰减:
共模(CM)干扰信号--相线(L)与地(E)和中线(N)与地(E)间的信号。即图5中的U1和U2。
差模(DM)干扰信号--相线(L)与中线(N)间的信号。即图5中的U3。
由于电源滤波器既能抑制共模EMI信号,又能抑制差模EMI信号,所以插入损耗也应有共模插入损耗和差模插入损耗。
在测量共模插入损耗时,将滤波器电源端的L和N并在一起,信号源接在电源端和接地端之间。同时滤波器负载端的L和N也并在一起,接收机接在电源端和接地端之间,如图6所示。
在测量差摸插入损耗时,要分别在信号源和接收机端接入不平衡-平衡变换器和平衡-不平衡变换器,如图7所示。


本手册给出的共模和差模插入损耗是按上述规定测得的。还有其他插入损耗的测量方法,请参见相关资料。
需要说明的是,本手册提供的EMI滤波器的插入损耗与实际使用的滤波器的对干扰信号的衰减不会等同,有时还会相差甚远。这是因为本手册给出的插入损耗是在50Ω系统内测得的,而实际应用时EMI滤波器端接的阻抗不是50Ω,这是产生差别的根本原因。

3. 插入损耗有何作用?

标准插入损耗数据不能精确地得出滤波器在设备中的性能,但是可以作为进料检验时验证产品吻合性的重要手段。
判断标准为:以标准方式所测得的插入损耗必须满足或超过样本上的数据。也就是说,“典型”插入损耗数据是无意义的。您所测得的数据应为最小值。样本上的大多数插入损耗数据是其能保证的最小值,可以测试此值,以说明元件的符合性。

4. 什么是高压测试

高压测试针对的是滤波器的电容组件及绝缘部分,它通过施加一个比正常运行电压高许多的电压来测试。高压测试的目的在于确保该滤波器的安全及可靠性。
所有主要的安全机构都需要对电源线滤波器进行高压测试,另外还要求每个产品在生产时要进行高压测试,以验证线对地元件及绝缘体的整体性。每个滤波器都经过两次高压测试:一次是在组装过程中,一次是在装成成品后。将高压测试作为一种进料检验程序,需要全面地了解其使用及限制。
高压测试时电压施加于每根线(对VDE,两根线绑到一起)到地和线到线、线到地电压通常要高些。试验电压可以为AC或DC,DC电压至少是AC电压的1.414倍。
对进料检验试验,我们建议使用每种滤波器说明页上的“试验电压”一栏所规定的值。
根据国际安全标准的规定,试验电压的测试步骤为

1) EMI滤波器的负载端不接负载

2) 施加到滤波器规定端子之间的试验电压应按一定的速率,逐步升高并达到规定幅值

3) 在规定时间内保持该电压不变。在此过程中,滤波器不应该被击穿。

需要提请用户注意的是:

1) 这些电压可能是致命的,请采用最安全的措施来保护试验作业者。

2) 不能在滤波器上重复多次施加试验电压,否则要损坏滤波器。本公司生产的EMI滤波器在出厂时已全部进行了2次试验电压的加载测试,故根据中华人民共和国通信业标准YD/T777-1999中的第5.5款的规定,若用户验收滤波器要再次施加试验电压,应将电压幅值降低25%进行测试;

3) 试验电压必须按一定的速率逐步升高,最终达到规定幅值。不能用直接加试电压的方法来进行测试,即在很短的时间内把试验电压从零增加到规定幅值,会损坏滤波器。

4) EMI滤波器在质量鉴定时,施加的试验电压时间为1分钟,而在生产检测时,施加的试验电压

5) 对线到线高压测试:大多数滤波器具有一个泄漏电阻(典型值为100KΩ到10MΩ)来对线到线电容放电。要保证高压测试仪跳闸点的设置高于泄漏电阻上流过的电流:10mA通常是一个安全值。

6) 三相EMI滤波器的试验电压的试验方法同单相EMI滤波器。

5. 什么是泄漏电流

泄漏电流是电源线滤波器的一个重要参数。它虽不是产品品质的一个函数,但却是线对地电容值的一个直接函数。电容值越大,对共模电流的阻抗越小,共模干扰抑制越大。因此,泄漏电流是滤波器性能的一种指标,越高越好。
安全机构要指定最大允许泄漏电流是为了限制预期的接地返回电流值。线对地电容对50Hz/60Hz电流提供了流向机壳的通道。只要设备接地,这些电流将在接地回路中流动,并不会造成危险。但是大家要知道,接地回路再可靠,也存在概率极小的失效,此时接地回路的沟通可能经过人体。为避免这种情况的发生,最大泄漏电流参数必须要有限制,将接地返回电流限制为一安全值,典型为0.5到5.0mA。安全机构规定的限制是基于最终用户设备的参数,如下表所示:

国家 规范 对1级接地设备的限制
USA UL1950 3.5mA,120V.60Hz
Canada C22.2 No.950 3.5mA,120V.60Hz
Europe EN60950 3.5mA,250V.60Hz

由于泄漏电流的最大来源通常是电源线滤波器,因此对滤波器本身,设置最大泄漏电流限制时要非常谨慎。在工业上有一种倾向,就是规定最小泄漏电流,以符合所有安规要求,通常为0.5mA。这种规定不应随意决定,因为允许一个较大的泄漏电流可能使滤波器的成本降低、外形减小。

EMI滤波器漏电流测量步骤如下:

1) EMI滤波器的负载端不接负载。为了测试安全,建议在电源端插入隔离变压器。

2) 将单刀双掷开关S分别与滤波器的L和N端相连,在S和E端之间接毫安表。

3) 在EMI滤波器电源端加载额定电压,当S分别与L和N端接通时,从毫安表上可读到2个漏电流数值,这两个数值都必须小于规定的漏电流值。


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