通信工程师设备环境考试滤波电路

3.2.5 滤波电路

1.高频开关整流器滤波电路

高频开关整流器的工作过程与线性稳压电源完全不同，对滤波也有特殊的要求。-般由 输入滤波、工频滤波、输出滤波以及防辐射干扰等几个基本电路组成。

（1）输入滤波电路

输入滤波是接在交流电网和开关整流器输入之间的滤波装置，其作用是抑制交流电网中 的高频T?扰串入整流器，同时也抑制整流器本身对交流电网的反干扰。图3-16所示为一个具 有电咨和共模扼流线圈所组成的输入滤波电路，其中h和是绕在同一闭路磁环中的两个 匝数相同、在同名端输入一同向电流产生相同磁通的线阐。滤波电路一般可封装在磁屏蔽盒 内，采用可靠接地，以衰减或消除外来的干扰（干扰可分为差模干扰和共模干扰）。图 3-16中，C1和C4为高频旁路电容，L3为常态电感，它们用来消除线路的差模干扰：C2、 C3、C5、06和共模扼流线圈L1、L2用来消除 共模干扰。如果一级输入滤波不够，可采用多级滤波器。

图3-17所示为共模扼流线圈原理图。由于多种原因，在电网输入端大小相等、方向相同的共模干扰信号，由于电感线圈L1、L2电感量相等，所以其产生的磁通相 互叠加呈高阻抗，扼制共模干扰进入整流器；当为差 模信号时，在扼流线圈两输入端~进一出，电感线圈 L1, L2产生的磁通相互抵消，相当于没接电感。因此，对于高频的差模干扰可采用常态电感和高频旁路电容来消除。

　　（2）工频滤波电路

工频滤波器（又称平滑滤波器〉是接在工频整流 器与逆变电路之间。工频滤波将工频整流后的脉动电 流变为平滑直流外，同时还能抑制一些高频干扰。与输入滤波相类似，其滤波电路也主要由 电容和电感组合构成，但因为是工频滤波，频率较低，所以滤波元件的取值和体积都比较大。

（3）输出滤波电路

输出滤波电路接在整流器与负载之间，但由于输出端是一种低电压大电流的工作状态， 故对输出滤波元件的选用需要考虑多方影响因素。例如，在高频开关电源中，因电流尖峰的 存在，使实际加在电容两端的频率远高于其工作频率；而在电感绕组中则存在串联电阻和绕 组间的分布电容等。

1.高频开关整流器的电磁兼容性

当今各种电子设备的射频干扰功率越来越大，同时电子设备本身的灵敏度也越来越高， 所以相互之间的影响也越来越大。因此，需要考虑电子设备的电磁兼容问题。电磁兼容性 （Electro Magnetic Compatibility, EMC）是指设备或系统在其运行电磁环境中符合要求运行并 且不对其环境中的任何其他设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面 的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电_干扰（Electro Magnetic Interference, EMI）不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所左环境中存在的电磁干扰 具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性（Elctro Magnetic Susceptibility, EMS）。

在高频开关电源中，高频开关管、功率变换变压器等器件中的电流、电压值的高速变， 构成了电磁干扰。与其他干扰一样，开关电源的噪声是以静电和磁场的形式向外传播的，静 电干扰来自电源中的髙压切换，磁的或电磁的噪声则起源于大的脉冲电流。

高频开关整流器处于市电电网和通信设备之间，它与市电电网和通信设备都有着双向的 电磁干扰，归纳起来有以下一些影响：

（1）通信设备由于开关整流器产生的噪声而受到影响：

（2）开关整流器对市电电网的反灌污染；

（3）开关整流器向空间传播噪声，以及开关整流器产生的噪声对自身的影响：

（4）外来噪声（包括空间和输入市电线路）使开关整流器的控制电路产生误动作。

对于高频开关整流器内部电路而言。为了抑制噪声影响自身和外界，一般采用滤波、屏蔽、接地、合理布局、选择电磁兼容性能更好的元件和电路等。另外，在安装开关电源时，需要注意输入线路和输出线路的隔离、机架地线和信号地线分开、配置必要的输入浪涌抑制 等，以改善电磁干扰的影响程度。

由于大功率开关管一般工作在高压大电流的情况下，需要借助体积较大的散热器来降低 管温，以提高管子的工作效率。为了安全和维修的方便，把开关管和散热器间加绝缘导热材 料，但绝缘导热层并不能消除由于开关管引起的噪声干扰通过分布电容耦合到散热器而发射 出去，如果在开关管与大散热器之间插入静电隔离层，并将隔离层正确接地，则可以很好地 抑制开关电源的噪声通过散热器及机壳向外传递。下面举一个功率开关管散热器屏蔽抑制电 源噪声的例子，如图3-18所示。

图3-18（a）所示为一般散热器的安装方法。由于管子噪声会通过散热器对机壳和电源引线的分布电容传递输出形成干扰，为了减小这种干扰，我们将散热器接成图3-18（b）、（c）所示。将散热器与输出直流接地相连，但需要加装绝缘材料。考虑到绝缘材料与散热片之间 的分布电容会形成另-条噪声传播途径，所以在散热器屏蔽层中间插入屏蔽层，将分布电容减小（电容串联容值减小）。为了减小散热器加入屏蔽层而增加的热阻，在安装时可在功率开 关管和散热屏蔽层之间绝缘层涂上硅脂，并用CH接地来耦合隔离干扰，一般选择高频小电容。同时，应注意屏蔽层必须接至输入接地端。

返回目录：通信工程设备环境交直流供电系统