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电源供电质量对EMI滤波器的可靠性和敏感度的影响
现在,各种电子设备在居住、商业和工业环境中普遍存在,而且这些设备还依赖于日益复杂的模拟数字电路和可靠的输入电压。这些趋势更加强调了传导发射滤波器在未知电气环境中正常使用的必要性。终端用户设备的制造商们不会依靠某一种标准形式的滤波器。相反,这些设备可能会使用现成的或者用户自己设计的滤波器。无论使用何种形式的滤波器,滤波器本身必须可靠。滤波器的可靠性是一个重要但涉及面很广的概念。一个可靠的滤波器必须限制设备产生的传导干扰,必须在出现过电压的普通电气环境中保证滤波器的衰减和插入损耗,必须对滤波器后面的电子设备提供高质量的电压。
射频(RF)照明传导干扰发射标准概述:限值线和安全裕量
在终端设备领域,一件设备必须和公共电网或者日常环境中的另外一件设备相连,其传导干扰必须控制。在美国,联邦通信委员会(FCC)起草的限值对可以向供电电源注入的传导发射的水平进行了控制。对终端设备中连接设备的控制电缆或者其它低压电缆,FCC 并没有限制其可以注入的传导发射水平。因此,对于其市场推广和使用仅限于美国的终端设备而言,不要求对控制电路使用EMI 滤波器。在欧盟(EU),各类设备要求的可能注入交流电源线的传导发射水平更低。这些标准由国际电工委员会(IEC)起草和发布,包括采用更严格的限值以防止无线设备或其它电子设备出现EMI 问题。因此,对那些在欧洲市场推广和使用的终端产品,EU 限制其控制电路的传导发射和要求对控制电路使用EMI传导滤波器就不会太令人惊奇了。
对用于居住、商业和工业环境下的射频(RF)照明设备的传导发射,FCC 和IEC 的允许水平如表1所示。显然,从表1可知FCC 和IEC 的要求有诸多不同,例如,发射的水平、参考的频带、所涉及设备的类型、操作的环境等。一般来说,用于居住环境的射频照明设备,要求其具有更低的发射水平,而对于商业和工业环境中使用的设备而言,其允许的发射水平更高。
显然,设计和使用EMI 滤波器的目的是为了保证传导发射水平在各个管理部门发布的限制水平之下。但仍然有一些滤波器在设计上没有为终端设备的传导发射留出足够的裕量以防止其超过限值。例如,不管是FCC 的第18 部分还是CISPR15 都没有规定任何具体的传导发射安全裕量。从技术上讲,当滤波器的设计者和EMC 测试工程师需要决定传导发射水平和限值能够接近到何种程度时,这种规定的缺失将会产生一种EMC 的“边缘危险处境”。
图1显示了一个电压208 伏、满负荷工作的电子镇流器的传导发射的测量实例(曲线1)。在该实例中,安全裕量是5.33dBμV(60-54.67 dBμV)。尽管这种裕量会随样品的不同而发生几个dB 的微小变化,但它不会小到令发射水平超过限值的程度。传导发射水平一般还是处于限制线之下的。但在实际情况下,EMI 滤波器的元件会因为时间、设备使用和暴露在电磁骚扰(例如:浪涌电压)之下而老化。此时,因为老化和暴露在浪涌电压之下,干扰将会逐渐增大;即使有压敏电阻(MOV)的保护,干扰还是会超过限值,即:幅度在MOV 钳制电压以下的电磁骚扰会通过MOV 进入滤波器,降低X 电容及Y 电容的性能,并影响频带内任何位置的发射水平。
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