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共模濾波器設(shè)計相對較簡單,包括共模電容,不平衡變壓器或共模電感。共模電容將兩個輸入線的共模電流旁路到大地,共模電感呈現(xiàn)一個平衡阻抗,也就是說,電源線和地線中阻抗相等,這個阻抗對共模噪聲呈現(xiàn)阻抗特性。

線路濾波器防止在電子設(shè)備和AC線路之間產(chǎn)生過多噪音;一般而言,重點還是對AC線路的保護。在AC線路(通過全阻抗匹配電路)和(噪音)電源轉(zhuǎn)換器之間使用共模濾波器的情況。共模噪音(噪音在接地的兩條線路上同時產(chǎn)生)的運動方向是從負載端進入濾波器,這樣兩個線路共有的噪音得到很大衰減。最后,濾波器加到AC線路(通過全阻抗匹配電路)上的輸出小到可以忽略不計。

設(shè)計共模濾波器必須設(shè)計兩個相同的差動濾波器。其中每個濾波器分別對應(yīng)兩極的線路, 而每一邊的感應(yīng)器分別耦合一個磁芯。

對于差動輸入電流(從A到B的輸入是沿L1,從B到A是沿L2),兩個感應(yīng)器之間的耦合凈磁通量為0。

任何差動信號引起的自感應(yīng)是兩個濾波器耦合不好引起的。濾波器作為獨立元件工作,其漏感對差動信號做出響應(yīng):漏感衰減了差動信號。

當感應(yīng)器L1和L2收到接地的同一電極的相同信號,它們都會在共用的磁芯中產(chǎn)生一個非零的凈通量。兩個感應(yīng)器于是作為獨立元件工作,其共同的自感應(yīng)對共同的差動信號做出響應(yīng):共同的自感應(yīng)衰減了共同的差動信號。

一階濾波器設(shè)計

最簡單和最廉價的濾波器就是一階濾波器。這類濾波器使用一個電抗性元件來存儲一定頻段的能量,與此同時,其并不把能量傳送到負載。就低通共模濾波器而言,采用的電抗性元件是共模扼流圈。

為一階低通濾波器選擇扼流圈時應(yīng)多加注意,因為選取的值遠大于典型的或最小的電感值會限制扼流圈的有效衰減頻段。

二階濾波器設(shè)計

二階濾波器采用兩個電抗性元件, 這種結(jié)構(gòu)安排較一階濾波器而言,具有兩個優(yōu)點:a) 理想地,二階濾波器在截止頻率之上提供每倍頻程12dB 的衰減(是一階濾波器的四倍);b) 在電感諧振頻點之上可以具有更大的衰減。

為獲得截止頻點(Wc)恰當?shù)捻憫?yīng),二階濾波器的設(shè)計要求比一階濾波器更為嚴格。但是,其對更高的頻率上的關(guān)注度有所降低。

對于高階濾波器而言,其設(shè)計過程所需要關(guān)注的關(guān)鍵因素之一是拐角頻率的衰減特性。在二階濾波器的設(shè)計中,阻尼因子通常用希臘字母ζ表示)既描述了拐角頻率處的增益也描述了濾波器的時域響應(yīng),是表達上述關(guān)鍵因素特性的重要表征特征。

三階濾波器設(shè)計

三階濾波器理想地在截止頻率處產(chǎn)生每倍頻程18dB 的衰減(如果三個拐角頻率并不是同步則會有多個截止頻率點),這是這種高階濾波器最明顯的特征。

三階濾波器最主要的缺點在于成本高,因為其采用了三個電抗性的元件。高于三階以上的濾波器通常費用太昂貴,故在實際生產(chǎn)中一般不予考慮。