EMI電源濾波器共模插入損耗標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法

EMI濾波器尚沒(méi)有產(chǎn)品類(lèi)國(guó)標(biāo)，只是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，EMI電源濾波器的主要性能指標(biāo)一般包括插入損耗、頻率特性、阻抗匹配、額定的電流值、絕緣電阻值、漏電流、物理尺寸及重量、使用環(huán)境以及本身的可靠性。在使用時(shí)考慮最多的是額定的電壓及電流值、插入損耗、漏電流三項(xiàng)。本文主要介紹EMI濾波器插入損耗的測(cè)量方法。

EMI濾波器插入損耗測(cè)量方法是根據(jù)CISPR17 (1981)出版物提出的濾波器標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法包括共模、差模、常模和0.1Ω／100Ω阻抗測(cè)量方法。

1. 共模插入損耗標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法

根據(jù)CISPR17 出版物提出的共模插入損耗標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法(Asymmetrical Measurement)，如圖1.1所示。根據(jù)插入損耗的定義，先要測(cè)量沒(méi)有濾波器時(shí)，負(fù)載50Ω上的電壓V1作為0dB的參考電壓。再測(cè)量有濾波器后，負(fù)載500上的電壓V2,通過(guò)頻譜分析儀將20log(V1/V2)隨頻率變化的結(jié)果顯示在屏幕上或通過(guò)接口打印出來(lái)。測(cè)量時(shí)注意，濾波器的輸入端和輸出端是并聯(lián)的，目的是取得共模插入損耗的平均值。因?yàn)闉V波器的Cy電容量盡管標(biāo)稱(chēng)值和誤差等級(jí)一樣，其實(shí)際值也不完全一樣，電感盡管繞組匝數(shù)一樣，但磁芯的磁導(dǎo)率誤差和工藝上也很難實(shí)現(xiàn)在繞制和裝配時(shí)完全對(duì)稱(chēng)，因此采用平均值才有意義。

圖1.1 共模插入損耗的典型測(cè)量方法

2．差模插入損耗標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法

根據(jù)CISPR17( 1981)出版物B5提出的差模插入損耗標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法(Symmetrical

Meausurement)，如圖2.1 所示。

圖2.1 差模插入損耗的典型測(cè)量方法

由于頻譜分析儀（或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器）輸出、輸入均采用對(duì)地非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的50Q同軸電纜，為了測(cè)量對(duì)地對(duì)稱(chēng)的差模插入損耗，需對(duì)頻譜分析儀跟蹤發(fā)生器的輸出信號(hào)（濾波器的輸入信號(hào)）進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)-對(duì)稱(chēng)變換，對(duì)頻譜分析儀輸入信號(hào)（濾波器的輸出信號(hào)）進(jìn)行對(duì)稱(chēng)-不對(duì)稱(chēng)的逆變換，其他步驟同上。

3．常模插入損耗標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法

根據(jù)CISPR17 出版物提出的不對(duì)稱(chēng)測(cè)量方法( Unsymmetrical Measurement)又稱(chēng)常模(Normal Mode)測(cè)量，如圖3.1所示。

圖3.1 常模插入損耗的測(cè)量方法

與共模插入損耗測(cè)量電路相比，在N和地之間接入一個(gè)尚未被標(biāo)準(zhǔn)所批準(zhǔn)的50Ω電阻。常模也是經(jīng)常用來(lái)表示差模的一種方法，盡管理論分析常模除了有差模成分外，還含有共模成分。

上述測(cè)量方法又稱(chēng)為50Ω／50Ω,系統(tǒng)測(cè)量方法，即源和負(fù)載阻抗均在50Ω匹醌條件下測(cè)量。它也是目前許多濾波器制造商傳統(tǒng)沿用的測(cè)量方法。用以上共、差模插入損耗測(cè)量方法時(shí)需注意：

(1)由于測(cè)量?jī)x器輸出信號(hào)幅值在不同的頻率有波動(dòng)，所以沒(méi)插入濾波器前的0dB校正，應(yīng)該對(duì)所測(cè)頻域的各主要頻點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行校對(duì)。具備條件的，可進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行自動(dòng)校正。

(2)被測(cè)濾波器外殼應(yīng)該接地良好，否則MHz以上測(cè)得的插入損耗相差很大。

(3)要確保濾波器輸入，輸出連接線之間有良好的隔離，以避免它們之間在高頻段產(chǎn)生射頻耦合，給高頻段測(cè)量帶來(lái)很大誤差。

(4)沒(méi)有頻譜分析儀，也可以用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器和示波器來(lái)代替，但后者動(dòng)態(tài)范圍小，在高頻段的測(cè)量誤差較大。

4、0.1Ω,/100Ω阻抗測(cè)量方法

根據(jù)CISPR出版物4.2.2.2提出一種“近似”實(shí)際的測(cè)量方法。

在實(shí)際情況中，由于源阻抗和負(fù)載阻抗不可能是恒定的50Ω，所以實(shí)際使用中的濾波器插入損耗特性，與用50Ω／50Ω系統(tǒng)測(cè)量獲得的電源濾波器插入損耗特性不盡相同，甚至差別很大。

CISPR出版物4.2.2.2提出一種近似實(shí)際的測(cè)量方法，是0.1Ω,/100Ω及100Ω,/0.1Ω系

統(tǒng)測(cè)量方法，如圖4.1所示。

圖4.1 0.1Ω,/100Ω及100Ω,/0.1Ω系統(tǒng)測(cè)量方法

這里，僅涉及l(fā)0kHz～lMHz范圍內(nèi)的插入損耗。

以上是目前插入損耗的主要測(cè)量方法，可根據(jù)條件選擇合適的測(cè)量方法。
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