提高濾波器的高頻插入損耗對(duì)于保證設(shè)備的電磁兼容性十分重要，特別是對(duì)于軍用設(shè)備。電源線濾波器的高頻插入損耗特性對(duì)于保證其通過軍品RE102試驗(yàn)具有重要的意義。

首先，電源線濾波器應(yīng)該被屏蔽起來，沒有屏蔽的濾波器可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備輻射發(fā)射超標(biāo)。這是因?yàn)?，機(jī)箱內(nèi)部的干擾會(huì)直接感應(yīng)到濾波電路中，使濾波器失去應(yīng)有的效果。

比如某臺(tái)設(shè)備進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)現(xiàn)象，經(jīng)過診斷確定為共模電流發(fā)射超標(biāo)。于是在機(jī)箱外部的電源線上串聯(lián)了一個(gè)共模扼流圈。再次測(cè)試，通過標(biāo)準(zhǔn)要求。但是在正式產(chǎn)品中將這個(gè)共模扼流圈放置在機(jī)箱內(nèi)部時(shí)，設(shè)備又不能通過測(cè)試要求了。

這是因?yàn)楣材６罅魅υ跈C(jī)箱外，由于機(jī)箱的屏蔽隔離作用，它起到了阻止共模電流的作用。但當(dāng)他被放置在機(jī)箱內(nèi)部時(shí)，機(jī)箱內(nèi)的干擾可以直接耦合到它的前端，甚至直接耦合到它的上面，就達(dá)不到效果了。

如果電源線濾波器有了屏蔽盒，就避免了外部干擾直接耦合進(jìn)濾波電路，這時(shí)關(guān)注點(diǎn)要放在提高濾波本身的性能上。改善濾波器的高頻特性主要從以下幾個(gè)方面考慮：

（1）設(shè)計(jì)高頻特性較好的電感，必要時(shí)可以用幾個(gè)電感串聯(lián)起來使用。

（2）使用高頻特性較好的電容，連接電容時(shí)，注意控制電容的引線長(zhǎng)度；必要時(shí)使用穿心電容作為共模濾波電容。

（3）采用多級(jí)濾波電路

（4）內(nèi)部采用隔離結(jié)構(gòu)，消除濾波器輸入、輸出之間的耦合。

（5）濾波器采用面板安裝式的結(jié)構(gòu)，消除濾波器輸入、輸出之間的耦合。

導(dǎo)致濾波器高頻特性降低的一個(gè)主要原因是電路內(nèi)部寄生參數(shù)造成電路前后之間的耦合。為了克服這個(gè)問題，濾波器內(nèi)器件的布局十分重要，要避免濾波器的輸入端和輸出端之間的耦合問題。實(shí)際安裝時(shí)，濾波電路中的器件要按照器件在電路中的順序擺放，如果前后交叉會(huì)導(dǎo)致高頻濾波性能嚴(yán)重降低。

另外，器件之間的距離對(duì)于濾波器的高頻特性也有明顯的影響，前后級(jí)的器件靠得越近，濾波器的高頻性能越差。因此，在空間允許的條件下，電路前后的電感與電容之間應(yīng)保持一定的距離，必要時(shí)可設(shè)計(jì)一個(gè)隔離板，減小空間耦合，隔離板要與濾波器的金屬外殼在若干點(diǎn)上連接起來。如果使用穿心電容作為共模濾波電容，由于穿心電容安裝在隔離板上，自然提供了良好的空間隔離。

在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)工程師為了節(jié)省空間，將濾波電路直接安裝在線路板上，但是結(jié)果往往達(dá)不到預(yù)期的效果，不能順利通過測(cè)試。導(dǎo)致這個(gè)結(jié)果的原因如下：

（1）濾波器安裝在線路板上時(shí)，空間的一些干擾會(huì)直接耦合進(jìn)濾波電路以及濾波器的輸出，特別是當(dāng)濾波器電路的布線不當(dāng)而形成較大的接收環(huán)路面積時(shí)，空間干擾會(huì)在濾波器中形成頻率較高的差模電流，大部分濾波器對(duì)這種頻率較高的差模電流抑制能力很差。

另外，有磁芯的電感往往也是磁場(chǎng)的易感器件，外界磁場(chǎng)容易進(jìn)入到電感中。以上這些因素導(dǎo)致濾波器的輸出中有較多的高頻成分。

（2）大部分的線路板PCB設(shè)計(jì)工程師不了解電源線濾波器的原理，不能進(jìn)行最佳布線。常見的錯(cuò)誤是共模濾波電容的接地引線過長(zhǎng)，甚至不將共模濾波電容的地線連接到設(shè)備外殼上。

因此，將濾波器安裝在線路板上，要獲得良好的濾波效果并不是一件容易的事情，要妥善處理好上述問題才行。

比較簡(jiǎn)單的方法就是選擇帶金屬殼的濾波器成品，在安裝的位置，將其外殼直接連接到設(shè)備的機(jī)箱底板上。

1）濾波器的安裝方式

2）成品濾波器選擇的誤區(qū)

電源線濾波電路雖然簡(jiǎn)單，但是要設(shè)計(jì)具有預(yù)期效果的濾波器并不容易。因此，大部分場(chǎng)合選用成品濾波器比較簡(jiǎn)單。一方面成品濾波器都封裝在金屬外殼內(nèi)，可以避免空間干擾直接耦合的問題。另一方面成品濾波器都是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和組裝的，濾波器效果比較理想。下面再分析一些在濾波器選擇中常見的誤區(qū)。

誤區(qū)一：濾波器的級(jí)數(shù)越多，干擾濾波得越干凈

濾波器的級(jí)數(shù)越多，過渡帶也越短，高頻的插入損耗越大，而低頻段的插入損耗不見得滿足要求。如果干擾的頻率低于這個(gè)濾波器的截止頻率，則級(jí)數(shù)再多也不管用。

誤區(qū)二：濾波器中的電感或電容值越大，干擾濾除得越干凈

電感或電容的數(shù)值越大，只表明這個(gè)濾波器的截止頻率更低，對(duì)頻率較低的干擾更有效，而不能說明高頻的濾波效果好。實(shí)際應(yīng)用中，由于電感量越大，電感的高頻特性往往越差，因此一個(gè)具有較大電感量的濾波器，往往高頻的濾波效果較差。

誤區(qū)三：濾波器的體積越小越好

濾波器的體積小意味著這個(gè)濾波器中采用的電感、電容的體積都比較小，并且安裝得比較緊湊。電感、電容的體積小一般是以減小電感量、電容量為代價(jià)的，因此犧牲的低頻濾波性能；器件安裝得很緊湊，增加了空間耦合，犧牲的是高頻濾波性能。因此，體積很小的濾波器往往濾波性能欠佳。

誤區(qū)四：用交流濾波器可以替代直流濾波器，用在直流供電線上

從安全上講是沒有問題的，但代價(jià)是更高的成本、較低的濾波性能、更大的安裝空間。交流濾波器由于受到安全規(guī)范的限制-耐壓、漏電流、絕緣等方面，所使用的器件體積較大、共模濾波電容取值較小，因此，同樣的額定工作電流條件下，交流濾波器的性能差得多，體積大得多，價(jià)格也高得多。

誤區(qū)五：只要濾波器的電路相同，他們的性能就相同

濾波器的電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)只是決定了濾波器在較低頻率-1MHz以下的特性，而濾波器的高頻特性與電感的構(gòu)造-磁芯及繞制方法等、電容的種類-普通電容、三端電容、穿心電容等、電路的安裝方式等因素密切相關(guān)。高頻特性對(duì)設(shè)備的輻射發(fā)射影響更大。

產(chǎn)品問題的發(fā)生也是跟我們產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠性相關(guān)聯(lián)的

更多的電子產(chǎn)品電路可靠性設(shè)計(jì)系列，會(huì)逐漸為大家解開這些設(shè)計(jì)方面的坑，讓電子設(shè)計(jì)工程師少走彎路，敬請(qǐng)關(guān)注！