最近接触了几个技术工程师的朋友，在选择滤网的时候发现了很多有趣的问题，才发现水在风平浪静的时候是最危险的，简单的说就是“灯下黑”。所以才敢生出这篇文章。 　　

　　

　　1.如果不测试仪器的EMI和EMS指标就选择滤镜，基本属于“盲人骑瞎马，半夜游深潭”的车主； 　　

　　

　　2.如果在机器上选了一个市面上买的通用滤网，这个滤网基本没必要； 　　

　　

　　3.8分定制滤镜，2分通用，比较靠谱。 　　

　　

　　得出这一结论的原因是，最近的几起事件中加入了过滤器，但传导也不过如此。最后根据测试结果设计了一个滤镜样片，装了ok才算过关。其实设计本身并不复杂，只是增加了一个差模电容和差模电感，或者调整了滤波电感和电容的参数。一般的IEC插座滤波器空间非常小，只能装两个共模电容，一个差模电容，一个共模扼流圈。很难指望这是普遍适用的。 　　

　　

　　 　　

　　

　　那滤波器应如何选型？ 　　

　　

　　第一种是预知晓（起码是估计）需滤掉的杂波频点或频段和强度，然后提出对滤波频段的衰减要求，将此要求提给厂家，由厂家给您设计一款适用的滤波器。 　　

　　

　　 　　

　　

　　 第二种是先设计产品，结构空间上预留出装滤波器的位置，等产品装好后进行测试，根据测试的结果确定滤波器的滤除频点和衰减特性。 　　

　　

　　 　　

　　

　　 除此二者外，基本上没有其他的方法能有效地选好滤波器。 　　

　　

　　1:比如低频无极灯产品，整流器的开关频率是220KHz，这是干扰的基频，其他干扰频率基本都是这个频点的高次谐波。在初始设计中，滤波器的要求可以根据估计给出。当频点为220KHz时，共模插入损耗ILCM=60dB，差模插入损耗ILDM=60dB。根据这一要求，过滤器制造商可以设计过滤器。 　　

　　

　　比如手术室监护仪和手术刀在同一个环境下使用，手术刀的频率是500KHz，可以根据估算给出滤波器的要求。当频率为500KHz时，共模插入损耗ILCM=70dB，差模插入损耗ILDM=70dB。根据这一要求，过滤器制造商可以设计过滤器。 　　

　　

　　插入损耗指数是在50的标准负载下测量的。但在实际电路中，阻抗匹配不可能这么标准。所以插入损耗这个指标在使用的时候会打折扣。所以估算的时候指数要高一些。 　　

　　

　　案例二：某产品无滤波器的测试结果，黑色圆圈是两个主要超标频点，最左边的点是213KHz，超标7dB左右，右边的是它的高次谐波，可以忽略。213K过滤掉之后，那个就淘汰了。 　　

　　

　　作为一个电子设计工程师，能够预测或测量预定的干扰频率，提出需要衰减的指标，就足够了。 　　

　　

　　滤波器的种类很多，仪器设备中常用的有电源滤波器和信号滤波器。这里不讨论用于无功功率补偿的其它类型的功率滤波器和微波带通滤波器。 　　

　　

　　过滤器的选择需要考虑以下几点： 　　

　　

　　1.电压 　　

　　

　　这个电压值要求是一个范围，是稳态电压加上纹波电压的合成。 　　

　　

　　2.目前的 　　

　　

　　电流指标很关键，它决定了滤波器内部电感的绕组铜线和引线线径。如果精心挑选，大电流在细导线上运行，比如小马拉大车，会引起严重发热，甚至烧毁。这个电流也是一个范围，稳态电流波动电流的最大值。 　　

　　

　　3、电磁兼容标准要求 　　

　　

　　既然是滤波器，那么就是为了滤除一些不需要的频段而设计的，而滤波效果一般是由EMC测试标准和现场应用的目测结果决定的。尤其是电源滤波器，最好确定使用这种滤波器的产品需要通过哪个标准。根据标准的不同要求，在选择时也有其特定的测试频段要求。 　　

　　

　　电源滤波器的主要目标是传导发射CE和传导抗扰度CS，而信号滤波器主要取决于EMC标准对非期望输入频带和非期望输出频带的要求。 　　

　　

　　比如无极灯用的整流器，本身就是开关工作状态，会向外发射。EMC测试时，会重点检查其开关频率和传导干扰 　　

　　

　　读者可能会觉得奇怪。为什么要选滤网，还要说安全标准？这是因为滤波器一般用在电源输入和电路板的接口处，这是安全问题的重灾区。相当于过滤器承担了多重要求。与滤波器相关的安全规定集中在三个指标上：绝缘耐压、泄漏电流、残压和残能。 　　

　　

　　LN对地绝缘强度测试Y电容的耐压值。Y电容大，漏电流就大，容易导致漏电流超过安规要求的标准。现在有些厂商采用了输入端没有Y电容的设计(如图)。这样，LN对G就通过L1、Cy1、Cy2和G’变成了LN对G，但G和G’是断开的。如果用Y电容作为输入端，即Cy1和Cy2放在前面R的左边，需要注意的是绝缘耐压的设定与泄漏电流正相关，最大不超过20mA。我遇到过一个人 　　

退货说滤波器安规不合格的情况，最后经查是1500V时漏电流设定为2mA（应为5mA），测试仪器报警就是正常的了。

　　

另一个问题就是R的选择，有好多厂家的滤波器没装这个电阻，在拔掉插头后，在较短的时间内，去摸电源的插口，如果会有被电的感觉，问题就出在没装这个电阻上。这是个高耐压、起泄放电作用的功率电阻。

　　

5、滤波器电路结构形式

　　

电路结构形式和期间的参数选择是滤波器的核心，但就是在这一部分，应用工程师的选择常常两眼一摸黑着选，虽然大多时候也差不多可以用，但既不知己也不知彼的设计方式，浪费资源、埋留隐患的可能性就大大增加。这在需要精益设计、从中国制造到中国创造的电子制造业，从初级工程师向资深工程师的成长期望上来说，都是不合时宜的。

　　

滤波器的作用是对通过其的不同频率有不同的放大效果，对通带内频段的则不衰减，对通带外要抑制的则以几十个dB的级别进行衰减，从而达到过筛子的目的。但就是滤波器在对不同频率的电压幅值采取不同放大倍数的时候，电磁波的相位也在发生变化，因为相位也是和频率有关的，所以滤波器结构形式的选取，也还是有些学问的。

　　

滤波器结构形式常用的是三种：

　　

a、巴特沃思滤波器：特点是通带内放大倍数平整，通带内，随着频率的变化，滤波器放大倍数基本维持不变；但缺点是通带向截止段的过渡段，过渡的较为平缓。意思是说，敌人和朋友的界限不是很清楚，有一部分朋友也在干着敌人的事情，有一部分敌人也在帮我们，对这一部分是杀掉还是留在组织里，让人很纠结。如果有用频率和干扰频率离得很近，这种滤波器的作用就很有问题。

　　

b、切比雪夫滤波器：它可以很好的解决巴特沃思过渡带平缓的缺点，在这种形式的滤波器中，过渡带很陡峭，即使有用频率和干扰频率很近，因为过渡带很陡峭，所以其截止频率点前后两个频段放大倍数的差别很大，非友即敌，很好区分，是朋友就没干过对不起我们的事，是敌人的就没干过对我们好的事，所以朋友拉入组织优厚待遇，是敌人则干净利落的消灭之。高山之侧必有深谷，一个优点必然伴随着一个缺点，切比雪夫滤波器的缺点是在通带频率的末端部分，放大倍数会有较强的波动，即在通带内，随着频率的变化，放大倍数虽然比滤除频段大了很多，但对通带内的频率，其放大倍数并不是保持稳定不变的，就是说，朋友们的情绪并不稳定，也不是所有朋友都一如既往的付出帮助。（仅做举例说明，不要误解为对朋友的不满哈）

　　

c、贝塞尔滤波器：此种滤波器不是很通用，用的较专，因为它的特性是相位线性。前两种关注的是放大倍数，但如果对语音信号，比如歌曲，通带内放大倍数虽然没有变化，但其旋律却不再悠扬。因为相位的变化导致歌曲的呕呀啁咤难为听。此时，贝塞尔滤波器将会发生其作用。

　　

至于选择哪种滤波器电路结构形式，电路工程师未必去做深入研究，但须知道自己想要的特性，并提供给滤波器厂家，由他们帮您做选择。

　　

现在的电源滤波器都是低通滤波器，通过的都是工频50Hz或60Hz，这是有用频率，其他的全是无用的了，所以用截止频率在1KHz以上的就绰绰有余，因此，盲人骑瞎马似的随便选滤波器，很多时候也没出问题。所以对电源滤波器的选取在工艺、安规上就要多关注了。但在有特定输出或输入的场合，电源滤波器的选择就要谨慎了。比如医疗手术时的电刀产品，其工作频率是500KHz，它本身会对网电源造成干扰，所以电刀的对外传导干扰需要抑制；同时，与电刀共用电源的设备也要警惕，其500KHz也可能会对您产生干扰。

　　

6、插损曲线

　　

滤波器的插损测量当不得真。举例来说，如果我们发现100KHz超标13dB，选择了一款滤波器，从插损曲线上看出其在100KHz时的插损是20dB，觉得此滤波器用上去就肯定就没问题，那就错了，因为厂家的插损曲线都是在50Ω-50Ω的标准阻抗下测得，实际上的应用现场，基本可以肯定不是如此标准的源阻抗和负载阻抗特性，所以滤波器的衰减效果会大打折扣，因此，选择的时候对拟抑制的频率点必须至少留出20dB的余量，如上例就需选择100KHz时插损不低于33dB的滤波器。

　　

另外插损分共模插损和差模插损，一般对30MHz以上的干扰，选择共模插损满足上面要求的滤波器，10MHz以下的干扰选择差模插损满足要求的滤波器，对上例100KHz，选择差模插损33dB的滤波器。

　　

7、滤波器的安装形式

　　

这个问题好理解，一般有板式（有可焊插针引脚）、螺丝固定安装、IEC标准（带单相220V三针输入）、带开关的IEC，这个根据实际结构功能要求选择即可。

　　

8、安装工艺规范

　　

滤波器的安装是仅次于电路结构形式和组成器件指标的技术要素。主要体现在滤波器的位置、接地的措施。位置要求靠近输入或输出端，为的避免输入端输出端线缆上的高频干扰辐射出来影响到其他电路；输入线输出线不得并行走线，不得靠近走线，以免相互串扰造成该干净的干净不了；滤波器课题是金属壳体，接地要求面接地而不是线接地，须保证整个面与地接触良好，不能仅靠固定引脚的螺丝或上面引出的接地导线来接地，导线接地的引线电感量大，高频接地阻抗偏高导致高频接地不良，滤波效果不好；接地线缆不宜用拧接方式，必须选用焊接方式。

　　

9、滤波器的Q值

　　

Q值对实际滤波效果影响倒不大，但Q值代表的是损耗 / 输入功率，Q值越高，说明损耗越大，意指会有部分能量在滤波器的电感上被损耗掉。在一般的低功率电源滤波器和信号滤波器上，此问题不会太突出。但在较大功率的滤波器上，这个损耗不可小视，一是会引起发热，发热后的电容会引起较大的负面影响，漏电流、耐压、容值等都会随温度变化而变化；二是耗电量大会导致无谓的电损失。

　　

10、其他

　　

另外的内容就是滤波器的内部了，作为用户是看不到的，灌封胶的灌封均匀致密程度、器件和金属之间绝缘纸的厚度，这些用户只能通过讯问的方式了解了，至于生产厂家说不说实话，全凭天命。

　　

转自：电子工程世界网