O que é um filtro?
O filtro de potência é um circuito de filtro composto por indução (L), capacitor (C) e resistência (R), também conhecido como "filtro EMI de potência", é uma rede passiva bidirecional.
O objetivo do filtro de alimentação é suprimir a interferência de ruído gerada pela fonte de alimentação de comutação, para evitar que o ruído eletromagnético externo interfira com o estado de funcionamento da fonte de alimentação de comutação, mas também para impedir que o ruído eletromagnético externo interfira com o estado de funcionamento do dispositivo de saída de alimentação de comutação, mas também para suprimir o ruído eletromagnético gerado por outros equipamentos através da propagação do problema EMC da linha de alimentação.
一、Composição do Filtro de Energia
O ruído da fonte de alimentação de comutação é dividido de acordo com seu modo de acoplamento: interferência de modo diferencial, interferência de modo comum, interferência de modo diferencial é definida como interferência simétrica entre linha e linha, e interferência de modo comum é definida como interferência de linha-linha em ponto de referência, interferência de modo comum simétrica e interferência de modo comum assimétrica, interferência de modo comum assimétrica é muitas vezes convertida em interferência de modo diferencial.
O filtro de potência deve filtrar a interferência de modo diferencial e também filtrar a interferência de modo comum, na verdade, o filtro de potência é um filtro de mistura de modo diferencial. De acordo com a amplitude da interferência de ruído, a largura da banda de interferência de ruído, as características de impedância da interferência de ruído e, em seguida, combinado com os requisitos do padrão de teste de compatibilidade eletromagnética do produto para projetar o circuito do filtro de energia.
A figura acima é um circuito de filtro de alimentação simples, onde o capacitor da posição C1, C2 é chamado de capacitor de modo diferencial, também conhecido como capacitor X, o papel principal é o ruído de interferência de modo diferencial gerado dentro da fonte de alimentação de comutação de bypass, para evitar o fluxo de resistência à rede estável (LISN) que leva ao excesso do teste de perturbação de condução do lado de alimentação; O capacitor da posição C3, C4 é chamado de capacitor de modo comum, também chamado de capacitor Y, o papel principal é o ruído de interferência de modo comum gerado dentro da fonte de alimentação de switch de bypass; L é a indução de modo comum, também conhecida como a bobina de fluxo de modo comum, principalmente atenua a corrente de modo comum gerada pela fonte de alimentação de comutação, devido à sensação de vazamento da indução de modo comum irracional, resultando na indução de modo comum na verdade tem o efeito de filtro da indução de modo diferente.
二、Circuito de Filtro de Energia Comum
2.1、Formas principais do circuito do filtro de potência monofásico
Circuito de Filtro de Energia Múltiplo de Fase Única
Circuito de filtro de potência tipo π monofásico
2.2、Formas principais do circuito do filtro de energia trifásico
Circuito de filtro de potência de três etapas
Circuito de filtro de energia trifásico multinível
三、Indicadores de medição de Filtro de Energia
Os principais indicadores de medição do filtro de energia incluem: indicadores técnicos de desempenho de filtro, indicadores de desempenho de segurança, indicadores de desempenho de confiabilidade, indicadores de regulamentação ambiental e assim por diante.
3.1、Indicadores de desempenho do filtro
A perda de inserção é um indicador importante para medir o desempenho do filtro do filtro de potência, com dB, refere-se à relação de potência do filtro antes e depois da carga, em princípio, quanto maior o número de dB, melhor a capacidade do filtro para suprimir o ruído. A perda de inserção do filtro de energia é dividida em perda de inserção de modo diferencial e perda de inserção de modo comum.
Filtro de energia para inserir uma curva de perda
Como a parte tracejada da figura acima indica a curva de perda de inserção de modo diferencial, a parte sólida indica a curva de perda de inserção de modo comum, a perda de inserção do filtro é geralmente 50 Ω na resistência do resultado do teste, a aplicação prática da impedância da fonte de ruído é incerta, a impedância da parte da carga para a condução de energia é determinada 50 ohm, e a aplicação prática da impedância da carga é incerta, portanto, geralmente a perda de inserção do filtro é apenas uma referência para a seleção do filtro de energia.
A curva de perda de inserção do filtro de potência pode ser obtida usando o teste do analisador de rede, o método de teste específico é referido ao padrão internacional CISPER17:2011 e padrão nacional GB / T7343-2017; A perda de inserção do filtro de alimentação também pode ser simulada por meio de software de simulação de circuito, e a precisão da simulação depende da precisão da modelagem do circuito.
Filtro de potência para inserir uma curva de simulação de perda
3.2、Indicadores de desempenho de segurança
O filtro de potência é um elemento de controle de segurança e precisa cumprir os requisitos dos regulamentos de segurança correspondentes, os padrões internacionais correspondentes são UL1283, IEC / EN60939. A principal fase de teste inclui a resistência à pressão de isolamento, corrente de vazamento, pressão residual da linha L-N, aumento de temperatura e corrente nominal.
isolamento resistente à pressão.：
O teste de tensão é o principal método para testar a capacidade de sobrecarga de aparelhos elétricos, equipamentos elétricos, dispositivos elétricos, linhas elétricas, etc., é verificar se o filtro de alimentação atinge a tensão de resistência nominal para atender aos requisitos do nível de isolamento do filtro de alimentação.
O teste de isolamento é geralmente testado com um teste de pressão de isolamento, o teste de resistência de isolamento é um teste qualitativo, principalmente para verificar os requisitos de nível de isolamento do filtro de energia, a principal diferença entre os dois é a tensão de teste é diferente.
Corrente de fuga：
O teste de corrente de vazamento é um teste de segurança específico que detecta defeitos internos de circuitos e falhas de isolamento para manter a operação segura de equipamentos elétricos. Para o filtro de energia, o número de capacitores Y, a capacidade total é um fator importante que afeta sua corrente de vazamento.
Teste de pressão residual da linha L-N：
Para evitar a desligação do cabo de alimentação, quando a mão toca o conector de alimentação, há o risco de choque elétrico, o padrão de segurança para desligar a tensão residual do cabo de alimentação L-N tem disposições claras, para o filtro de energia, a velocidade de descarga do capacitor X é um fator importante que afeta a tensão residual.
corrente nominal.：
A corrente nominal do filtro de alimentação deve ser maior que a corrente máxima durante o trabalho de carga e é necessária uma reserva. O diâmetro do fio do indutor de modo comum no filtro de potência deve atender aos requisitos de corrente nominal para evitar danos de sobrecorrente, recomenda-se que a corrente nominal do filtro de potência seja 1,5 vezes a corrente de trabalho da carga, pelo menos 1,2 vezes.
isolamento resistente à pressão.：
O teste de tensão é o principal método para testar a capacidade de sobrecarga de aparelhos elétricos, equipamentos elétricos, dispositivos elétricos, linhas elétricas, etc., é verificar se o filtro de alimentação atinge a tensão de resistência nominal para atender aos requisitos do nível de isolamento do filtro de alimentação.
3.3、Fiabilidade do Filtro de Energia
Além dos indicadores de desempenho do filtro, os indicadores de segurança, os indicadores de confiabilidade são mais fáceis de ignorar, o custo de fabricação do filtro de alimentação é uma grande parte dos fatores que afetam a confiabilidade do filtro de alimentação são: a qualidade da soldagem do dispositivo, a confiabilidade da conexão entre dispositivos, a confiabilidade da conexão do plug-in, a tolerância do plug-in, a confiabilidade do dispositivo em si, a verificação de longo prazo da vida.
3.4、Requisitos de indicadores ambientais