EMC差模滤波器设计

2019-04-13 11:50发布

在电力载波通信产品研发过程中,产品通信距离是一个重要指标。而在设计阶段,每一种方案都需要进行距离测试,如果进行实际距离测试比较浪费时间,且容易对其他电力通信产生干扰,因此需要找到一种等效距离的测试方法。衰减器就成了首选,我们购买了北京中宇豪的一个衰减器,其电路结构为两个共模电感加三个电容,一个功率电阻构成,如图1所示:EMC差模滤波器设计 - kanku - kanku的博客
图 1.通用EMC滤波电路

实际测试发现,该款产品不能对我们耦合到电力线的通信信号进行有效的衰减。根据实测其输出输入比大约为0.5的样子,也就是衰减了1倍,远远不能达到我们的设计要求。既然买的产品不能使用,就只能自行研究了。经分析,发现衰减小的主要原因是使用了共模电感。共模电感又称为共模扼流圈(如图1中的L19、L9)主要用于限制共模信号,它对共模信号呈现较大的阻抗,对差模信号衰减缺很小。实际测试共模电感L19的单边电感值能够达到2mH,如果将输出端短路,则输入端表现的电感只有5uH(测试频率为10k),这就表明了电感对差模信号和共模信号的阻抗区别。针对我们的功能需求,根据EMC滤波器通用电路,我设计了一种用于差模滤波的衰减器,其结构如图2所示:EMC差模滤波器设计 - kanku - kanku的博客
图 2.差模滤波器


 对于图2的滤波器电路,因为该滤波器串接与220V的电力线上,其功率较大,因此最初选用了磁环电感。磁环电感线径叫大,0.8mm的左右,可以过1A的电流。在实际测试的时候发现其对信号的衰减效果较小,经过咨询,磁环电感只能在低频段具有较好的特性,高频一般不用磁环电感。因此换用工字功率电感,效果得到明显提升。
附:
  • 调试过程中电感有发热的现象,一般这时由于磁芯太小导致。
  • 磁环电感只能在低频段具有较好的特性,高频一般选用工字电感,镍磁芯。