EMC濾波知多少

作者： 肖詩鵬，來源： 韜略科技EMC微信公眾號

一. 概述

電磁干擾的三要素是干擾源、干擾傳輸途徑、干擾接收器。EMC就圍繞這些問題進(jìn)行研究。最基本的干擾抑制技術(shù)是屏蔽、濾波、接地。它們主要用來切斷干擾的傳輸途徑。

今天我們來聊聊EMC濾波，EMC整改中常用的濾波方式有很多種，下面我們就根據(jù)這幾種濾波方式，分析一下在使用過程中需要注意的事項。

二. 磁性濾波

磁性濾波是通過在電路中引入磁性元件，抑制高頻噪聲的傳播和反射，從而減少電磁干擾。常見的磁性元件有磁環(huán)、棒磁體、線圈等。
（1）頻率范圍：磁性濾波器的頻率特性限制了其有效抑制的干擾頻率范圍。因此，選擇磁性濾波器時，需要確定所需抑制頻率范圍，并選擇合適的濾波器。
（2）濾波器類型：不同類型的磁性濾波器對于不同類型的干擾源具有不同的表現(xiàn)。例如，磁環(huán)濾波器通常適用于高頻噪聲源，而線圈濾波器則更適用于低頻噪聲源。因此，在選擇磁性濾波器時，需要考慮干擾源的特點(diǎn)和濾波器的特性。
（3）安裝位置：磁性濾波器需要在干擾源與受影響設(shè)備之間安裝，以便有效地過濾掉干擾。但需要避免將磁性濾波器放置在高溫或高振動環(huán)境下，以保證其可靠性和穩(wěn)定性。
（4）地線連接：地線連接對于磁性濾波器的效果有著重要的影響。正確地連接地線可以增強(qiáng)濾波器的性能，提高抑制效果，降低電磁干擾。

三. 電容濾波

電容濾波器：通過在電路中引入電容元件，將高頻電流導(dǎo)向到地面，減少電磁干擾的輻射和傳播。
（1）電容類型：電容器有不同的類型，例如鉭電解電容、鋁電解電容、陶瓷電容等。不同類型的電容器對于不同的頻率范圍有著不同的表現(xiàn)，因此需要根據(jù)具體情況選擇合適的電容器。
（2） 頻率范圍：電容濾波器的頻率特性限制了其有效抑制的干擾頻率范圍。因此，在選擇電容濾波器時，需要確定所需抑制頻率范圍，并選擇合適的濾波器。
（3）容值選擇：電容的容值直接影響其濾波效果，容值越大，濾波效果越好。但也不要選取過大的容值，以免對電路的正常工作產(chǎn)生負(fù)面影響。
（4）溫度特性：電容器的容量會隨著溫度的變化而變化。在高溫環(huán)境下，電容器的容量會縮小，從而影響其濾波效果。因此，在選擇電容器時，需要考慮其溫度特性，選用溫度穩(wěn)定性好的電容器。

四. 阻抗濾波

阻抗濾波器：通過在電路中引入阻抗元件，使電路對特定頻率的信號具有高阻抗，從而減少或消除干擾和噪聲。常見的阻抗元件有電感、變壓器等。
（1）頻率范圍：阻抗濾波器的頻率特性限制了其有效抑制的干擾頻率范圍。因此，在選擇阻抗濾波器時，需要確定所需抑制頻率范圍，并選擇合適的濾波器。
（2）阻抗類型：不同類型的阻抗對于不同類型的干擾源具有不同的表現(xiàn)。例如，電感適用于高頻噪聲源，而變壓器則更適用于低頻噪聲源。因此，在選擇阻抗濾波器時，需要根據(jù)干擾源的特點(diǎn)和濾波器的特性做出合適數(shù)字的選擇。
（3）阻抗匹配：阻抗濾波器的效果受到阻抗匹配的影響。如果阻抗不匹配，那么濾波器的效果將會大打折扣。因此，在設(shè)計和安裝阻抗濾波器時，需要確保阻抗匹配，并采用合適的連接方式。
（4）安裝位置：阻抗濾波器需要在干擾源與受影響設(shè)備之間安裝，以便有效地過濾掉干擾。但需要避免將阻抗濾波器放置在高溫或高振動環(huán)境下，以保證其可靠性和穩(wěn)定性。
（5）地線連接：足夠的地線連接是保證阻抗濾波器性能的關(guān)鍵。正確地連接地線可以增強(qiáng)阻抗濾波器的性能，提高抑制效果，降低電磁干擾。

五. 帶通濾波

帶通濾波可以讓特定頻率范圍內(nèi)的信號通過，同時抑制其他頻率范圍內(nèi)的信號。

（1）中心頻率：帶通濾波器的中心頻率即是希望通過的信號頻率，因此需要選擇合適的中心頻率。

（2）帶寬：帶通濾波器的帶寬定義了通過的信號頻率范圍，因此需要選擇合適的帶寬。

（3） 通帶和阻帶：帶通濾波器的通帶是指通過的信號頻率范圍，阻帶則是指被抑制的信號頻率范圍。在選擇濾波器時，需要根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的通帶和阻帶范圍。

（4）濾波器類型：帶通濾波器有多種類型，例如二階濾波器、Butterworth濾波器、Chebyshev濾波器等。不同類型的濾波器具有不同的性能，因此需要根據(jù)具體應(yīng)用場景選擇合適的濾波器類型。

（5）頻率響應(yīng)：帶通濾波器的頻率響應(yīng)對其性能有著重要影響。為了保證信號的傳輸質(zhì)量，需要在設(shè)計時確保頻率響應(yīng)盡可能平坦且沒有不良的諧振現(xiàn)象。

（6）穩(wěn)定性：帶通濾波器需要保持穩(wěn)定的性能，因此需要選擇高品質(zhì)的元件以及合適的電路布局，以保證過零頻率和幅值的穩(wěn)定性。

（7）溫度變化：帶通濾波器的性能會因環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生一定的漂移，因此在實際應(yīng)用中需要注意環(huán)境溫度的影響。

六. 總結(jié)

濾波是我們解決EMC問題的常用手段之一，要想很好的解決EMC問題，需要全面的了解問題、制定計劃、實施方案、驗證效果、持續(xù)改進(jìn)和加強(qiáng)管理。只有這樣，才能有效地解決電磁兼容問題并提高系統(tǒng)的電磁兼容性能。

審核編輯 黃宇