在接听固定电话时,我们有时候会听到很强的噪音,大家往往都会认为是电话线有接触不良的地方。在上网时,我们也会经常遇到网络信号时断时续的现象,在排除了电脑及其它设备的原因后,我们还会碰到这样的情况。在雷雨天的时候,上述两种情况会更明显,那么这是怎么回事儿呢?今天我们就根据这两种情况来说一说电源一级EMI滤波设计。
一级EMI滤波设计
其实,上述两种情况都是电流不纯净导致的。而对于电脑来说,如果电流不纯净会导致很严重的后果,甚至会烧毁电脑内部硬件,因此电脑对电流的纯净度还是要求比较高的。电源作为市电输入的硬件,它们一般都会有着一级EMI滤波设计的,这个设计第一时间保证了市电电流的纯净。
EMI的英文全称为electromagnetic interference,它的中文名称为电磁滤波干扰器。它的原理是利用电感性元件和电容性元件的一些特性来滤除在电力或者电子工程中信号-信号、电源-电源、信号-电源和电源-信号之间有害的电磁干扰。再说简单点,它就是起到了过滤杂质的作用,就像过滤器一样。
滤芯(图片来自www.alibaba.com)
如果你对这种滤除杂质的概念还不清楚的话,那么你就来看一下我们经常要接触到的香烟过滤嘴吧。
剥开香烟过滤嘴后(图片来自tupian.hudong.com)
就像香烟的过滤嘴一样,EMI滤波器会滤除有害的电磁干扰,从而使得信号更纯净更清晰。在电源中,电源线是传播有害电磁干扰的主要途径,通过电源线,电网中的干扰可以传入设备,而反过来设备中的干扰也会通过电源线传入电网中,从而干扰其他设备的正常运行。
为了避免这种干扰对设备造成的伤害,因此有必要在电源进线处添加EMI滤波器。
EMI滤波器一般分为高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器,而在电脑电源中的一级EMI滤波器一般都会采用低通滤波器,它会抑制交流电网中的高频干扰,反过来也会抑制电源对交流电网的干扰。
上面简单介绍了一下EMI滤波器的主要作用,接下来我们将介绍EMI滤波器的结构。其实EMI滤波器的主要构成为电感和电容。下面我们就来看一下EMI滤波器的结构示意图吧。
滤波器原理图(www.hqew.com)
从电路图里,我们能大概看出滤波器的原理吧。那么EMI滤波器的实物是什么样的呢?下面我们就来看一看。
EMI滤波器(图片来自ygsdzyj.b2b.hc360.com)
电源一级EMI滤波
不管低通滤波器的外观有什么样的变化,其基本原理还是和第一张图片中的介绍是一致的。而从滤波器的典型结构原理图里,我们也可以发现,滤波器主要是由电容和电感组成的。下面我们将单独对电感和电容进行介绍,以便大家能了解滤波器的原理。
从上面的介绍,我们知道了EMI滤波器可以让有用的低频信号通过,对高频有抑制作用。那这是为什么呢?而电感在滤波器中起到了非常重要的作用,下面我们就来介绍一下电感的特性。
电感示意图(图片来自cn.made-in-china.com)
电感是闭合电路的一种特性,当闭合回路的电流改变时,线圈中会形成感应磁场,而感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。如果你不太明白的话,笔者给你举个简单而又明了的例子,下面来看图片。
看到弹簧,你想到什么了?对电感的原理就和弹簧差不多。当你给弹簧一个力的时候,弹簧会抵制你。当弹簧缩短到一定程度后,反弹力和你给的力相等了,这时候就达到了一个平衡。电感的原理也是这样的,当电流突然变化时,相当于给了电感一个力,而电感会抵制它,直到慢慢平衡为止。
接下来我们要说的就是滤波器中另一个重要的组成部分电容了。而电容的主要功能就是储存多余的能量,释放多余的能量。可参考《并非贪图便宜 选择这样的电容会更好》。
EMI滤波系统是把有害的电流转换成可用的电流,而不是直接把有害的电流滤除出去。电容的作用就是把那个过高的电流转换成能量储存起来,然后通过电感的作用再慢慢释放出去。
EMI滤波系统就是通过电容与电感的作用把有害的电流转换成有用的电流,从而消除有害电流对电源的干扰,保证电源的稳定性。
一款好的电源,他们对EMI滤波系统是非常重视的,因为这对于电源的稳定性来说是非常重要的。因此有些电源设计了二级EMI滤波系统。
二级EMI滤波系统
有的电源甚至更上一层楼,设计了三级EMI滤波系统。
三级EMI滤波系统可以让电流更纯净,从而也更好的保护了电源,更好的保护了电脑硬件。
EMI滤波器主要适用于适用高性能电磁屏蔽室和其他对电磁干扰要求高的电子设备,因此在电源上大部分都采用了EMI滤波系统设计,而其极佳的高频抑制特性也非常适用于现代开关电源。其较高的可靠性和性能体积比也是这种设计的一大特色。当然,最重要的还是这种设计成本较低,这也是众多电源厂商纷纷采用EMI滤波设计的主要原因。
编辑点评:通过分析介绍,我们发现,EMI滤波系统最主要的功能就是把有害的干扰转换成有用的电流。而其极佳的高频抑制特性,较高的可靠性和性能体积比也为EMI滤波设计大量使用提供了可能。上述特色加上低廉的成本则使得EMI滤波设计被广泛用于现代开关电源上。
电源的EMI是必不可少的,这是市电转换经过的第一个部分。EMI主要就是去除杂波,将不平整的滤掉。让电源输送给硬件的电力更纯净。
司宇
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