EMI滤波器常见电路解析 ElectroMagneticInterference电磁干扰
EMI滤波器常见电路
EMI滤波器有多种类型,常见的有RC,RL等等,本文我们介绍一种比较实用的滤波电路。该滤波电路原理图如下:
图中电容为安规电容,分为X电容和Y电容,它们用于EMI/RFI抑制中。EMI(ElectroMagneticInterference)意为电磁干扰,RFI(RadioFrequencyInterference)意为射频干扰。
图中所示是X电容和Y电容应用电路,这是开关电源的220V交流输入电路,也称为瞬变滤波电路或称为EMI滤波器。电路中的R1为压敏电阻器,L1和L2是铁氧体线圈,FU1为熔断器。
电路板上常见到的实物如下图:
EMI滤波器作用
EMI滤波器设置在220V交流电进线与整流电路之间,用来滤除市电网中的电压瞬变和高频干扰,同时也防止开关电源中的开关管产生的高频干扰传输到市电网中,形成对其他用电器的高频干扰。
使用CU230P-2 PN、CU240E-2 PN和CU250S-2 PN 控制单元时,控制单元在监控时间内没有检测到Profinet通讯的生命周期符号,表示控制单元内部组件到Profinet接口的连接中断。
关于Profinet 通讯故障,比较常见的是F08501,那么这个故障与F08502的区别是什么?F08501表示变频器在规定的时间内(Profinet 总线监控时间)
没有收到Profinet控制器的报文,表示变频器与上位控制器的通讯中断,而F08502表示控制单元内部通讯异常。
1 常见故障原因
电气安装不规范导致变频器控制单元受到电磁干扰的影响
现场环境恶劣,比如有二氧化硫、硫化氢等腐蚀性气体对控制单元的电路板造成了腐蚀。
使用不当,在安装或使用过程中用户不小心将强电串入网线或其屏蔽层中。
硬件问题
2 常见处理办法
2.1 检查变频器或网线是否存在EMC干扰问题
确保变频器可靠接地,变频器的接地电阻一般要求小于4欧姆。
使用工业级的屏蔽网线和网线接头
图1 工业级网线接头
网线的屏蔽层要可靠接地,比较理想的屏蔽层敷设案例,如下图所示:
图2 屏蔽层敷设示例
网线与动力线尽可能走不同桥架布线。如果受限于现场条件要平行布线时,必须保持20cm以上的间距
2.2 检查变频器的使用环境
变频器所在的电气室不能有二氧化硫、硫化氢、氯气等腐蚀性气体
电气室不允许有大量的金属性粉尘存在, 变频器要工作在合适的温湿度环境,变频器内外部不允许有凝露存在
2.3 检查电缆接线情况
用户要避免使用不当的情况出现,比如网线或其屏蔽层不小心串入强电等。
2.4 更换组件
如果前文描述的几点检查后没有发现明显的问题,重上电也不能复位故障,那出现F08502故障的原因极有可能就是设备的硬件问题,这时要考虑更换控制单元。
在开关电源中,经常有讲到EMI滤波电路
EMI就是电磁干扰,电磁干扰会对用电设备带来很大的影响,特别是对电源要求高比较精密的仪器设备,所以,EMI滤波电路是很重要的一个辅助电路
从电源输入端开始,首先经过的就是EMI滤波电路,EMI滤波电路一般由X电容,Y电容和电感组成。
1,X电容
X电容是安规电容,是CBB电容中的一种(CBB电容是一种薄膜电容)。
X电容跨接零线和火线,消除零线和火线之间的噪音,这种噪音也就是差模干扰,也就是我们常说的低通常态噪音。我们使用的交流电频率是50Hz,X电容容许50Hz的市电通过,高于50则被过滤掉了。
在正规的开关电源中,X电容是颗四四方方的安规电容,而有些厂家生产的就直接使用了普通的CBB电容替代了
2,Y电容
Y电容是瓷片电容,y电容在EMI滤波电路中有两个,一个连接零线和地线,一个连接火线和地线。
Y电容的容量一般都比较小,作用是消除共态噪音,也就是共模干扰
3,共模电感
共模电感是加强滤波,一般都和滤波电容配合使用,有两组线圈,一组串联在火线中,一组串在零线中,请注意,电感是串在电路中的。
抑制市电中的共模干扰,同时也防止开关电源对市电的干扰。通俗点的说法就是不让外界干扰自己,不让自己干扰外界。
大家看看电路图:
结合实物就很容易理解了,Cx是Y电容,Cy是Y电容,L是电感,K,N是零线,火线输入。请注意,地线接于两个串联的Y电容之间。这个应该不难看懂。