1.Filter基本原理
(1)噪声的类型:
外来噪音的的混入通常有两种途径:差模噪声和共模噪声
图1 差模(简正)噪声的混入及其等效电路
图2 共模噪声的混入及其等效电路
(2)线圈的作用
针对上述两种噪声在通常的Filter中有两种吸收线圈:
共模线圈 差模线圈
图3 电感线圈
下面以共模线圈为例分析线圈的作用:
图4 共模线圈动作示意图
针对上图:
对于差模信号:Vs是信号分量,信号电流(差模信号)用实线表示。差模电流流过共模线圈时,铁芯中产生的用实线表示的磁通大小相等,方向相反,相互抵消,所以差模电流不产生磁通,也就不产生电感。因此,共模线圈对差模信号不具有阻抗,信号可以无衰减的加到RL上。
对于共模信号:共模噪声产生的电流用虚线表示。当共模噪声流过共模线圈时,由于铁芯中产生的用虚线表示的磁通方向相同,所以产生的电感。因此,共模线圈对于共模噪声电流产生阻抗,减少了噪声电流。
(3)Filter内部原理
图5 滤波器内部电路图
如上图:
抑制共模噪声元件:L1,L2(共模线圈)
CY1,CY2(共模电容)
抑制差模噪声元件:L3,L4(差模线圈)
Cx(共模电容)
同时,在切断电源时,Cx处于充电状态,会有触电危险,所以需要给Cx并联一个电阻R,把Cx上多余的电荷消耗掉。
2.SPD基本原理
(1)Filter的防雷原理
只是由LC回路构成的Filter防雷击效果不好。
例如:因为当施加2000V的瞬时高压时,由Filter的输出侧输出的电压将会增加1.5倍左右,达到3500V到4000V,而我们通常使用的电气元件的耐电压试验的电压是2500V左右,这个高电压将会破坏后续的元件。
为了克服上述缺点,就需要在Filter中增加防雷击元件,如下图中的Z1-Z8(压敏电阻)和DSA(气体放电管)。
图6 Filter的防雷原理
(2)SPD原理
将图6中的防雷击元件(图中粉色部分)独立出来,做成独立的模块SPD(Surge Protection Device)安装在Filter外面,从而起到防雷击的作用。
下图为双信SPD的内部回路图:
SPD的内部回路图
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