Зачем мне нужен фильтр электромагнитных помех? Практическое руководство для проектировщиков оборудования

Современное электрическое и электронное оборудование в значительной степени зависит от импульсных источников питания, цифровых контроллеров, приводов двигателей, инверторов, схем связи и высокоскоростных силовых полупроводников.

Эти технологии повышают эффективность и производительность, но также генерируют нежелательные высокочастотные электрические шумы.

Это поднимает важный вопрос:

Зачем мне нужен фильтр электромагнитных помех?

Краткий ответ:

Вам может понадобиться фильтр электромагнитных помех, если электромагнитные помехи, создаваемые вашим оборудованием или проникающие в ваше оборудование через линию электропередачи, влияют на соответствие требованиям ЭМС, стабильность системы, надежность связи или работу находящихся рядом электронных устройств.

АнЭМИ-фильтрпомогает снизить нежелательный высокочастотный шум, распространяющийся по линиям электропередачи переменного или постоянного тока, пропуская при этом необходимую электрическую мощность.

Однако не каждому продукту автоматически требуется внешний фильтр электромагнитных помех. Решение зависит от архитектуры оборудования, схем коммутации, требований ЭМС, системы питания, среды установки и фактических результатов испытаний.

В этом руководстве объясняется, когда необходимы фильтры электромагнитных помех, какие проблемы они решают, когда внешний фильтр может не потребоваться и как инженеры могут выбрать правильное решение для фильтрации.

---

---

Что такое электромагнитные помехи (EMI)?

ЭМИ означаетЭлектромагнитные помехи.

Другими словами,электромагнитные помехи ЭМПотносится к нежелательным электромагнитным помехам от электронных устройств или природных источников, которые могут мешать работе электрического или электронного оборудования.

EMI может исходить из многих источников, в том числе:

• Импульсные источники питания

• Частотно-регулируемые приводы

• Сервоприводы

• Инверторы

• Преобразователи постоянного тока в постоянный

• Контроллеры двигателей

• Схемы переключения IGBT и MOSFET

• Светодиодные драйверы

• Микропроцессоры

• Реле и контакторы

• Длинные кабели питания и двигателя.

• Плохое заземление или экранирование

EMI относитсяк возмущениям, которые могут повлиять на близлежащие системы либо черезпроводимые и излучаемыепути.

Некоторые электромагнитные помехи распространяются по воздуху, какизлучаемые ЭМП.

Другие помехи распространяются по электрическим проводникам какпровел ЭМИ.

Фильтры электромагнитных помех в сети электропитания в первую очередь предназначены для контролякондуктивные помехи.

Типичная схема такова:

Сеть переменного тока → Фильтр электромагнитных помех → Оборудование

Фильтр может уменьшить шум, создаваемый оборудованием, от распространения обратно в сеть, а также уменьшить некоторые внешние кондуктивные шумы, попадающие в оборудование.

Если вы хотите получить более глубокое объяснение конструкции и работы фильтра электромагнитных помех, прочтитеЧто такое фильтр электромагнитных помех?.

---

Что на самом деле делает фильтр электромагнитных помех?

Фильтр электромагнитных помех обычно представляет собой пассивную фильтрующую сеть, в которой для подавления шума используются конденсаторы и катушки индуктивности, а также такие компоненты, как:

• Синфазные дроссели

• Дифференциальные индукторы

• X конденсаторы

• Y-конденсаторы

• Разрядные резисторы

Точная топология зависит от конструкции и применения фильтра. В фильтре первого порядка используется один реактивный компонент, а в фильтре второго порядка для большего ослабления используется как минимум два.

Большинство сетевых фильтров электромагнитных помех в целом ведут себя как фильтры нижних частот.

Требуемая мощность постоянного или низкочастотного переменного тока проходит через фильтр, а нежелательная высокочастотная энергия подавляется. Частота среза — это точка, в которой затухание достигает 3 дБ.

Например, промышленному источнику питания 50/60 Гц необходимо, чтобы основная частота сети проходила с минимальным воздействием.

В то же время схемы переключения внутри оборудования могут генерировать шумы от килогерцового диапазона до гораздо более высоких частот.

Фильтр электромагнитных помех создает импеданс и контролируемые пути возврата шума, которые уменьшают нежелательную высокочастотную энергию.

УсловияЭМИ-фильтриЭМС-фильтрчасто используются взаимозаменяемо в линиях электропередачи. Более подробную информацию о терминологии и роли на системном уровне см.Что такое фильтр ЭМС?.

---

1. Вам может понадобиться фильтр электромагнитных помех для соответствия требованиям ЭМС.

Одной из наиболее распространенных причин установки фильтра электромагнитных помех являетсяСоответствие ЭМС. Фильтры электромагнитных помех играютрешающая рольпомогая продуктам соответствоватьнормативные стандартытребования к электромагнитной совместимости.

На электрические и электронные изделия могут распространяться требования по электромагнитной совместимости в зависимости от:

• Категория продукта

• Предполагаемая среда

• Рынок

• Система питания

• Приложение

• Нормативно-правовая база

Примеры стандартов, которые могут относиться к различным типам оборудования, включают:стандарты ЭМСопределить максимальное электромагнитное излучение, разрешенное для данной категории продукции и окружающей среды:

• CISPR 11 для определенного промышленного, научного и медицинского оборудования.

• CISPR 32 для мультимедийного оборудования

• МЭК 61800-3 для систем силового привода с регулируемой скоростью.

• МЭК 60601-1-2 для медицинского электрооборудования.

Регулирующие органы обеспечивают соблюдение ограничений на электромагнитный шум, в том числеФедеральная комиссия по связив США под разделом 47, часть 15.

Применимый стандарт всегда должен определяться в соответствии с конечным продуктом и целевым рынком.

Фильтр электромагнитных помех может помочь снизить кондуктивные излучения, измеряемые на входе питания оборудования, а фильтрация также обеспечивает соответствие требованиям FCC иПравила ЭМСгде это применимо.

Однако:

Добавление фильтра электромагнитных помех не гарантирует автоматически, что оборудование пройдет испытания на ЭМС.

Характеристики ЭМС также зависят от:

• Разводка печатной платы

• Заземление

• Соединение с шасси

• Экранирование

• Прокладка кабеля

• Длина кабеля

• Частота переключения

• Корпусная конструкция

• Установка фильтра

• Импеданс источника и нагрузки

Поэтому необходимо оценить всю систему.

---

2. Вам может понадобиться фильтр электромагнитных помех, поскольку коммутационная электроника генерирует шум.

Современные силовые электронные системы работают за счет быстрого переключения напряжения и тока.

Примеры включают в себя:

• Источники питания ИИП

• VFD

• Сервоприводы

• Солнечные инверторы

• Преобразователи мощности для зарядки электромобилей

• Системы ИБП

• Моторные приводы

• Зарядные устройства для аккумуляторов

Быстрые фронты переключения создают высокочастотные составляющие тока. Если их не контролировать, электромагнитные помехи от этих цепей могут подорвать надежную работу.

Эти шумовые токи могут проникать в линии электропередачи, конструкции шасси, сигнальную проводку, кабели связи и близлежащее оборудование, поэтому фильтрация также может улучшить целостность сигнала за счет ограничения перекрестных помех и паразитных сигналов.

Например, преобразователь частоты, управляющий двигателем, использует высокоскоростное полупроводниковое переключение для генерации выходного сигнала переменной частоты.

Полученная система может генерировать значительный синфазный и дифференциальный шум.

Установка правильно выбранногоФильтр электромагнитных помех ЧРПна входе переменного тока может помочь уменьшить кондуктивные помехи, распространяющиеся обратно к системе распределения электроэнергии. Соответствующая фильтрация также может защитить чувствительную микроэлектронику от скачков напряжения и высокочастотных шумов, одновременно снижая электрическую нагрузку на подключенную электронику.

Для приложений с ЧРП фильтрацию следует рассматривать вместе с:

• Экранирование кабеля двигателя

• Длина кабеля

• Заземление

• PE-склеивание

• Входная проводка

• Требования к фильтрации на стороне выхода

Входной фильтр электромагнитных помех и выходной дроссель, фильтр du/dt или синусоидальный фильтр выполняют разные функции и не должны рассматриваться как взаимозаменяемые компоненты.

---

3. Вам может понадобиться фильтр электромагнитных помех для защиты чувствительной электроники.

EMI – это не только вопрос регулирования.

Это также может стать проблемой надежности оборудования.

Современные машины часто содержат чувствительные электронные системы, такие как:

• ПЛК

• Промышленные компьютеры

• Кодеры

• Датчики

• Ethernet-связь

• CAN-связь

• Сети полевых шин

• Схемы измерения

• Входы аналоговых сигналов

• Микроконтроллеры

Высокочастотный шум, попадающий в эти системы, может способствовать возникновению таких симптомов, как:

• Неожиданный сброс ПЛК

• Ошибки связи

• Нестабильность датчика

• Неправильные измерения

• Неисправности контроллера

• Ошибки кодировщика

• Периодические отключения оборудования

• Необъяснимые неисправности оборудования в чувствительных электронных компонентах с кондуктивными электромагнитными помехами, иногда вызывающими временные или постоянные неисправности.

Эти симптомы не доказывают автоматически, что линия электропередачи является источником помех.

Инженеры должны определить механизм соединения, прежде чем выбирать решение.

Если помехи передаются через вход питания оборудования, фильтр электромагнитных помех может помочь предотвратить помехи в рамках корректирующих действий.

Для однофазных шкафов ПЛК, систем управления, источников питания и аналогичного оборудованияоднофазный фильтр электромагнитных помехобычно оценивается, когда вход переменного тока является частью пути кондуктивного шума.

---

4. Вам может понадобиться фильтр электромагнитных помех, чтобы предотвратить влияние вашего оборудования на другие устройства.

EMC работает в обоих направлениях.

Ваше оборудование должно надежно работать в электромагнитной среде, но при этом оно не должно создавать неприемлемых помех для другого оборудования. Фильтры электромагнитных помех также помогают предотвратить излучение устройством помех, влияющих на находящуюся поблизости электронику.

Рассмотрим промышленный шкаф управления, содержащий:

• VFD

• Сервоусилители

• ПЛК

• Источники питания 24 В постоянного тока

• Промышленный Ethernet

• Датчики

• Реле управления

Приводы могут генерировать значительный шум переключения.

Без надлежащего проектирования ЭМС этот шум может распространяться по общей силовой проводке или переходить в близлежащие сигнальные кабели в шкафах, где многие устройства имеют общую проводку или пространство.

В результате может случиться так, что сам моторный привод будет работать правильно, а другая часть машины станет нестабильной.

Для мощного промышленного оборудования, питаемого от трехфазной сети, подбирают соответствующим образом.трехфазные фильтры электромагнитных помехможет помочь уменьшить распространение кондуктивного шума между шумной силовой электроникой и окружающей электрической системой.

---

5. Нужен ли мне фильтр электромагнитных помех, если мой блок питания уже соответствует требованиям ЭМС?

Возможно.

Это важный вопрос для проектировщиков оборудования.

Источник питания может пройти испытания ЭМС собственного производителя в определенной лабораторной конфигурации.

Но когда этот источник питания устанавливается внутри вашего конечного оборудования, электромагнитная среда меняется.

Ваша полная система может также содержать:

• Моторы

• Микропроцессоры

• Длинные кабели

• Дисплеи

• Коммуникационные модули

• Реле

• Импульсные преобразователи

• Вентиляторы охлаждения

• Другие источники питания

Физическое расположение оборудования также может создавать новые пути связи.

Например:

Входной кабель → Источник питания → Выходной кабель

Если входные и выходные кабели проложены близко друг к другу, высокочастотный шум может проникнуть в исходную сеть фильтрации.

Как результат:

Соответствующий компонент не делает автоматически все оборудование совместимым с ЭМС.

Поэтому окончательное оборудование должно оцениваться на уровне системы.

---

6. Синфазный и дифференциальный шум.

Чтобы понять, нужен ли вам фильтр электромагнитных помех, полезно понять два основных режима кондуктивного шума.

Синфазный шум

Синфазный шум обычно возникает в нескольких проводниках относительно шасси или земли, при этом нежелательный ток часто возвращается по паразитным путям.

Типичные источники включают в себя:

• Паразитная емкость

• Края быстрого переключения

• Кабельное соединение двигателя

• Муфта радиатора

• Емкость трансформатора

Синфазный дроссель обычно используется для обеспечения сопротивления этим помехам.

Конденсаторы Y могут обеспечивать путь с низким импедансом для высокочастотного синфазного шума к защитному заземлению или шасси.

Однако значения Y-конденсатора влияют на ток утечки и поэтому требуют особого внимания в таких приложениях, как медицинское оборудование.

Дифференциальный шум

Между проводниками возникает дифференциальный шум.

Например, в однофазной системе переменного тока шум может существовать между линией и нейтралью, поэтому фильтр подавляет нежелательный ток, позволяя желаемым токам продолжать проходить через проводники.

Фильтрация в дифференциальном режиме обычно включает в себя:

• X конденсаторы

• Дифференциальная индуктивность

• Многоступенчатые LC-сети

Многие коммерческие фильтры электромагнитных помех предназначены для ослабления как синфазных, так и дифференциальных помех.

Требуемый баланс зависит от измеряемых шумовых характеристик оборудования.

---

7. Что произойдет, если я не буду использовать фильтр электромагнитных помех?

Результат полностью зависит от оборудования.

Система без внешнего фильтра электромагнитных помех может работать идеально, если ее внутренняя конструкция ЭМС уже обеспечивает достаточное ослабление.

В других случаях недостаточная фильтрация может привести к нескольким проблемам.

Неудачное тестирование на кондуктивную эмиссию

Оборудование может превышать применимые пределы на определенных частотах, что приводит к несоответствию нормам ЭМС или другим применимым нормативным стандартам.

Помехи в работу другого оборудования

Шум может распространяться через общие системы питания переменного или постоянного тока, а в промышленных средах этот распространяющийся шум также может способствовать потере данных в подключенных системах.

Нестабильность связи

В промышленных сетях связи могут возникать ошибки, когда шум попадает в кабели, опорные источники или источники питания.

Проблема с контроллером или ПЛКs

Чувствительная электроника может сбрасываться или работать нестабильно при определенных условиях помех.

Дополнительная модернизация ЭМС

Обнаружение чрезмерных выбросов на поздних стадиях процесса сертификации может потребовать дополнительной фильтрации, изменения конструкции печатной платы, изменения проводки, экранирования или модификации корпуса.

По этой причине вопросы ЭМС обычно более эффективны, если их учитывать на этапе проектирования, когда инженеры-конструкторы оценивают варианты фильтров и испытательное оборудование раньше, чтобы сократить циклы сертификации, а не только после неудачного окончательного испытания.

8. Каждому ли электронному устройству нужен фильтр электромагнитных помех?

Нет.

Внешний фильтр электромагнитных помех не требуется автоматически в каждом продукте.

Вам может не понадобиться дополнительный внешний фильтр, если:

• Существующий источник питания включает в себя соответствующую фильтрацию.

• Внутренняя фильтрация уже соответствует системным требованиям

• Испытания на ЭМС подтверждают допустимые уровни выбросов

• Оборудование имеет малошумящую схему.

• Изделие не имеет значительного источника шума переключения.

• Установка обеспечивает адекватный контроль ЭМС.

• Соответствующие системные требования уже могут быть выполнены.

Поэтому правильный вопрос не таков:

«Каждому ли электронному устройству нужен фильтр электромагнитных помех?»

Это:

«Требуется ли этому оборудованию дополнительное подавление кондуктивного шума для удовлетворения требований по ЭМС и эксплуатации?»

Тестирование обычно является наиболее надежным способом ответить на этот вопрос.

---

9. Как узнать, нужен ли моему оборудованию фильтр электромагнитных помех?

Используйте сочетание анализа конструкции и измерений.

Практический инженерный процесс – это:

Шаг 1. Определите потенциальные источники шума

Искать:

• VFD

• Сервоприводы

• Импульсные источники питания

• Инверторы

• Высокоскоростные коммутационные устройства

• Длинные кабели двигателя

• Преобразователи большой мощности

Шаг 2. Определите чувствительные цепи

Определите, содержит ли оборудование:

• ПЛК

• Кодеры

• Интерфейсы связи

• Прецизионные аналоговые схемы

• Датчики

• Медицинские измерительные схемы

Шаг 3. Определите применимые требования по ЭМС

Идентифицировать:

• Категория продукта

• Целевой рынок

• Среда установки

• Требуемый стандарт ЭМС

• Пределы выбросов

• Требования иммунитета

Сделайте это на ранних стадиях разработки продукта.

Шаг 4. Проведите предварительное тестирование на соответствие требованиям ЭМС.

Тестирование позволяет определить:

• Превышают ли кондуктивные выбросы пределы

• На каких частотах возникает проблема

• Какое ослабление может потребоваться

• Доминирует ли синфазный или дифференциальный шум

Результат теста гораздо полезнее для выбора фильтра, чем просто высказывание:

«У моей машины есть EMI».

Шаг 5. Оцените фильтрацию

Сравните проблемные частоты с характеристиками вносимых потерь фильтра.

Затем проверьте работоспособность реального оборудования.

Помните, что кривые вносимых потерь, приведенные в технических характеристиках, обычно измеряются при определенных лабораторных импедансах.

Реальные характеристики системы могут отличаться, поскольку реальные импедансы источника и нагрузки редко совпадают с тестовой установкой.

---

10. В каком оборудовании обычно используются фильтры электромагнитных помех?

Фильтры электромагнитных помех играют решающую роль в различных отраслях и приложениях фильтров электромагнитных помех, где требования к коммутационной электронике и электромагнитной совместимости являются общими.

Промышленная автоматизация

Типовое оборудование включает в себя:

• Шкафы управления ПЛК

• Сервосистемы

• станки с ЧПУ

• Робототехника

• Упаковочное оборудование

• Промышленные источники питания

Фильтрация помогает защитить промышленное оборудование от электромагнитных помех в шкафах управления и автоматизированных системах.

В зависимости от системы электропитания и архитектуры оборудования можно использовать однофазные или трехфазные фильтры электромагнитных помех.

Более широкий обзор проблем ЭМС на производственных предприятиях и в системах управления машинами см. в DOREXS.Решения для промышленных фильтров электромагнитных помех.

Частотно-регулируемые приводы

Системы ЧРП в приложениях большой мощности являются значительными источниками шума из-за высокоскоростного переключения полупроводников.

Трехфазный или выделенныйФильтр электромагнитных помех ЧРПможет быть установлен на входе переменного тока.

Другие меры ЭМС могут включать:

• Правильное заземление

• Экранированные кабели двигателя

• Короткие соединительные соединения

• Правильное разделение кабелей

• Соответствующая фильтрация вывода

Системы сервопривода

Сервоусилители могут генерировать шум переключения, одновременно работая вблизи чувствительных энкодеров и цепей связи.

Поэтому хорошая компоновка шкафа и фильтрация линии электропередачи могут быть важными частями проектирования ЭМС.

Медицинское оборудование

Медицинские устройства в области медицины могут сочетать в себе чувствительную измерительную электронику со строгими требованиями к току утечки и ЭМС.

Поэтому при выборе фильтра необходимо учитывать оба фактора:

Ослабление электромагнитных помех

и

ток утечки

Использование фильтра с чрезмерной емкостью земли может быть нецелесообразным, даже если его характеристики вносимых потерь кажутся привлекательными. Соответствующая фильтрация помогает обеспечить надежную работу чувствительного медицинского оборудования и безопасность пациентов, а фильтры электромагнитных помех используются в медицинских устройствах для обеспечения безопасности.

Сильные электромагнитные помехи могут привести к выходу из строя основного медицинского оборудования, поэтому фильтры электромагнитных помех медицинского класса и соответствие требованиям имеют большое значение. Для этих систем изучите DOREXSрешения для медицинских фильтров электромагнитных помех, включая конфигурации с низким уровнем утечек для подходящих применений.

Зарядка электромобилей, источники питания и преобразование энергии

Зарядное оборудование для электромобилей содержит этапы преобразования высокой мощности, переключающие устройства, коммуникационную электронику и интерфейсы переменного/постоянного тока, которые функционируют как силовые электронные системы.

Контроль электромагнитных помех может потребоваться в разных местах в зависимости от архитектуры преобразователя и пути прохождения шума, а фильтрация снижает шум в силовой электронике, обеспечивая надежную работу системы преобразователя.

Это может включать в себя:

• Входная фильтрация переменного тока

• Фильтрация на стороне постоянного тока

• Управление кабелями

• Экранирование

• Заземление

При наличии помех в линиях электропередачи постоянного тока следуетФильтры электромагнитных помех постоянного токаможет оцениваться по напряжению, току, архитектуре преобразователя и требуемому затуханию.

Оборудование связи

Радиочастотный шум в линии электропередачи может повлиять на чувствительное оборудование связи и передачи данных.

В зависимости от системы можно выбрать входные фильтры IEC, фильтры печатной платы, фильтры постоянного тока или фильтры питания, монтируемые на шасси.

Компактное оборудование с питанием от сети переменного тока также может использоватьмодуль ввода питаниякоторый объединяет вход IEC с фильтрацией электромагнитных помех и, в зависимости от конфигурации, такими функциями, как защита или переключение, с некоторыми компактными компоновками с использованием дискретных компонентов или интегрированных модулей в зависимости от ограничений по упаковке.

11. Где следует устанавливать фильтр электромагнитных помех?

Для фильтрации входной мощности фильтр обычно следует устанавливать рядом с точкой, где питание поступает в корпус оборудования.

Упрощенная схема:

Вход переменного тока → Фильтр электромагнитных помех → Оборудование / Преобразователь мощности

скорее, чем:

Вход переменного тока → Длинный внутренний кабель → Фильтр электромагнитных помех → Оборудование

Цель состоит в том, чтобы не допустить превращения нефильтрованной проводки в канал внутренней шумовой связи.

Важные принципы установки включают в себя:

• Держите входную проводку короткой

• Старайтесь, чтобы выходная проводка была короткой, где это возможно.

• Отдельные кабели с фильтром и без фильтра.

• Избегайте прокладки входных и выходных проводников вместе.

• Обеспечить эффективное соединение шасси

• Используйте путь с низким импедансом к шасси или земле на высокой частоте.

• Избегайте длинных заземляющих проводов

• Следуйте рекомендациям производителя фильтра по монтажу.

Хороший фильтр, установленный неправильно, может работать намного ниже своих технических характеристик, особенно на линиях передачи, образованных более длинной внутренней проводкой и кабелями.

---

12. Как выбрать правильный фильтр электромагнитных помех?

Не выбирайте фильтр, основываясь только на текущем рейтинге.

Как минимум, учтите:

Фактор выбора	Почему это важно
Рабочее напряжение	Должен соответствовать электрической системе
Номинальный ток	Должен поддерживать постоянный рабочий ток
Фазовая конфигурация	Однофазный, трехфазный трехпроводный, трехфазный четырехпроводный или постоянный ток
Частота шума	Определяет, где требуется ослабление
Синфазный шум	Влияет на требования к фильтрации CM
Дифференциальный шум	Влияет на требования к фильтрации DM
Вносимая потеря	Показывает затухание в определенных условиях испытаний.
Ток утечки	Особенно важно в медицинских и чувствительных приложениях.
Место для установки	Определяет механический формат, включая фильтры для монтажа на панели, когда важны интеграция и соединение со шкафом.
Тип терминала	Влияет на интеграцию кабинета и производства
Стандарт ЭМС	Определяет цель на уровне системы
Среда	Промышленность, медицина, коммерция, электромобили, связь и т. д.; специализированные приложения также могут сузить выбор из-за ограничений по утечкам, монтажу и соблюдению требований.

Для оборудования, которое уже не прошло тест на ЭМС, наиболее полезной информацией часто является:

Напряжение + Ток + Тип оборудования + Результат испытания + Частота отказов + Место для установки

Это дает гораздо больше технической информации, чем только текущий рейтинг.

Если вы все еще определяете, какая топология подходит, сравните доступныеКатегории фильтров EMI/EMCпрежде чем выбрать конкретную модель.

---

13. Могу ли я просто установить фильтр электромагнитных помех большего размера?

Не обязательно.

Фильтр большего размера или с более высоким током не обеспечивает автоматического лучшего подавления шума.

Эффективность фильтра зависит от:

• Топология схемы

• Индуктивность

• Емкость

• Количество этапов

• Синфазные характеристики

• Характеристики дифференциального режима

• Импеданс источника

• Сопротивление нагрузки

• Установка

• Частота шума

Например, замена фильтра на 20 А на физически больший фильтр на 50 А не гарантирует лучшего затухания на частотах, на которых ваше оборудование выходит из строя.

Фильтр следует выбирать в соответствии с электрическими проблемами и проблемами ЭМС, а не только с учетом физического размера.

---

14. Является ли фильтр электромагнитных помех тем же, что и сетевой фильтр?

Нет.

Они выполняют разные функции.

Фильтр электромагнитных помех в первую очередь предназначен для ослабления нежелательных высокочастотных кондуктивных помех.

Устройство защиты от перенапряжения предназначено для управления высокоэнергетическими переходными перенапряжениями. Например, помехи, вызванныеудары молнииотделены от обычного высокочастотного шума, который предназначен для подавления фильтром электромагнитных помех.

В зависимости от оборудования для системы электрического ввода может потребоваться и то, и другое.

Точно так же не следует путать фильтр электромагнитных помех с:

• Автоматические выключатели

• Предохранители

• Гармонические фильтры

• Линейные реакторы

• Изолирующие трансформаторы

• dv/dt фильтры

• Синусоидальные фильтры

Каждый решает свою электрическую проблему.

---

15. Фильтр электромагнитных помех или сетевой дроссель: что мне нужно?

Этот вопрос особенно распространен в приложениях с электроприводом.

Сетевой реактор в первую очередь добавляет индуктивность в энергосистему и может помочь решить определенные условия по току на стороне сети и качеству электроэнергии.

Фильтр электромагнитных помех специально разработан для ослабления высокочастотных электромагнитных помех.

Система может использовать:

Сетевой дроссель + фильтр электромагнитных помех + частотно-регулируемый привод

в зависимости от требований дизайна.

Одно не должно автоматически заменяться другим.

---

Когда следует рассмотреть возможность добавления фильтра электромагнитных помех?

Вам следует изучить фильтрацию электромагнитных помех, если:

• Ваше оборудование не прошло испытания на кондуктивную эмиссию.

• Частотно-регулируемый привод или инвертор создают чрезмерный шум в линии электропередачи.

• Проблемы с ПЛК или контроллером возникают при работе силового оборудования.

• Связь становится нестабильной при переключении двигателей или преобразователей.

• Несколько устройств используют одну и ту же шумную систему питания

• Ваше оборудование содержит быстродействующие импульсные силовые каскады.

• Изменение характеристик ЭМС после интеграции совместимого источника питания

• Вы готовите новый продукт для испытаний на ЭМС.

Фильтр предпочтительно следует учитывать при проектировании системы, а не рассматривать только как аварийное средство после сбоя сертификации.

---

Почему фильтры электромагнитных помех важны для производителей OEM-оборудования

Для OEM-производителей,высококачественные фильтры электромагнитных помехможет снизить риск ЭМС, нагрузку на техническое обслуживание и задержки сертификации для программ OEM.

Отказы ЭМС на поздней стадии могут привести к:

• Дополнительные инженерные работы

• Повторное лабораторное исследование

• Механический редизайн

• Модификации печатной платы

• Изменения в проводке

• Задержка сертификации продукции

• Задержка производства

• Проблемы выездного обслуживания

Заблаговременное рассмотрение фильтрации линии электропередачи дает инженерам больше свободы в резервировании места для установки, точек заземления, подходящих клемм, разделения кабелей и соответствующей топологии фильтра, а также помогаетинженеры-конструкторыспланируйте соединение и тестовый доступ перед сертификацией.

Это может значительно облегчить последующую оптимизацию ЭМС.

---

Решения DOREXS для фильтров электромагнитных помех

ДОРЭКС предоставляетРешения для фильтрации электромагнитных и электромагнитных помехдля производителей оборудования, системных интеграторов, а также приложений для промышленности, медицины, связи и бытовой электроники.

Доступные категории продуктов включают в себя:

• Однофазные фильтры электромагнитных помех

• Трехфазные фильтры электромагнитных помех

• Входные фильтры электромагнитных помех IEC

• Фильтры электромагнитных помех постоянного тока

• Фильтры электромагнитных помех для печатных плат

• Проходные фильтры электромагнитных помех

• Фильтры электромагнитных помех ЧРП

• Медицинские фильтры электромагнитных помех

• Модули подачи питания

• Пользовательские фильтры электромагнитных помех

Разные приложения требуют разных стратегий фильтрации.

Например:

Однофазное промышленное оборудование→ Однофазный фильтр электромагнитных помех

Трехфазный двигатель или промышленная машина→ Трехфазный или VFD-фильтр электромагнитных помех

Компактное оборудование с входом питания IEC→ Входной фильтр электромагнитных помех IEC или модуль подачи питания

Преобразователь постоянного тока, телекоммуникационная или аккумуляторная система→ Фильтр электромагнитных помех постоянного тока; Пассивные фильтры электромагнитных помех также доступны для подходящей сетевой фильтрации переменного и постоянного тока.

Медицинское электрооборудование→ Фильтр электромагнитных помех с низкой утечкой

DOREXS может оценить требования к фильтрации на основе:

Рабочее напряжение + Максимальный ток + Система питания + Тип оборудования + Проблема ЭМС + Частота проблемы + Требования к току утечки + Место для установки + Целевые требования ЭМС

Если тестирование ЭМС уже проводилось, предоставление отчета об испытаниях может значительно повысить эффективность оценки фильтра.

---

Часто задаваемые вопросы

Зачем мне нужен фильтр электромагнитных помех?

Вам может понадобиться фильтр электромагнитных помех, чтобы уменьшить кондуктивные электромагнитные помехи, создаваемые электрическим оборудованием или проникающие в него, и помочь предотвратить воздействие устройств на расположенную поблизости электронику. Это также может улучшить характеристики ЭМС и ограничить распространение шума по линиям электропередачи.

Более подробное знакомство с технологией см.Что такое фильтр электромагнитных помех?.

Каждому ли устройству нужен фильтр электромагнитных помех?

Нет. Некоторое оборудование уже содержит достаточную внутреннюю фильтрацию. Необходимость в дополнительном фильтре электромагнитных помех зависит от конструкции оборудования, источников шума, требований ЭМС, установки и результатов испытаний.

Нужен ли мне фильтр электромагнитных помех, если он уже есть в моем блоке питания?

Возможно. Источник питания может соответствовать требованиям ЭМС в соответствии с тестовой конфигурацией, установленной его производителем, в то время как все оборудование в целом может генерировать дополнительный шум после добавления двигателей, процессоров, кабелей, преобразователей и других компонентов.

Как узнать, нужен ли моему оборудованию фильтр электромагнитных помех?

Ознакомьтесь с источниками шума и требованиями ЭМС и проведите предварительное тестирование на соответствие. Если кондуктивные излучения превышают применимые пределы или помехи в линии электропередачи влияют на работу системы, может потребоваться дополнительная фильтрация.

Нужны ли частотно-регулируемым приводам фильтры электромагнитных помех?

Во многих установках с ЧРП используются специальные входные фильтры электромагнитных помех, поскольку высокоскоростное переключение может создавать значительные кондуктивные помехи. Окончательное требование зависит от привода, установки, конфигурации кабеля, окружающей среды и применимых требований ЭМС.

Подходящие решения со стороны входа см. в каталоге DOREXS.Фильтр электромагнитных помех DF2 для VFD.

Где следует устанавливать фильтр электромагнитных помех?

Для фильтрации питания оборудования установите фильтр близко к точке ввода питания, сделайте соединения короткими, обеспечьте эффективное соединение шасси и физически разделите проводку с фильтром и без фильтра.

Может ли фильтр электромагнитных помех остановить все электрические помехи?

Нет. Фильтры электромагнитных помех в основном устраняют кондуктивные помехи в линиях, для которых они предназначены.радиационные выбросыобычно обрабатываются с помощью экранирования и изменения компоновки. Излученные помехи, плохое заземление, проблемы с компоновкой печатной платы, проблемы с кабельным соединением и экранированием могут потребовать дополнительных мер по обеспечению ЭМС.

Как выбрать правильный фильтр электромагнитных помех?

Начните с рабочего напряжения, максимального тока, конфигурации фаз, частоты шума, требований к вносимым потерям, ограничения тока утечки, механического монтажа и применимых требований ЭМС.

Фактические данные испытаний на ЭМС особенно ценны при выборе фильтра.

---

Вывод: действительно ли вам нужен фильтр электромагнитных помех?

Так,зачем вам нужен фильтр электромагнитных помех?

Самая важная причина заключается не просто в том, что электротехническое изделие «должно иметь фильтр».

Он вам понадобится, если ваша система требует дополнительного ослабления кондуктивных электромагнитных помех.

Это требование может исходить из:

• Предельные значения выбросов ЭМС

• Шум, создаваемый коммутационной электроникой

• Чувствительные схемы управления

• Проблемы со связью

• Взаимодействие между несколькими устройствами

• Тестирование ЭМС на уровне системы

А в некоторых системах дополнительный внешний фильтр может вообще не понадобиться.

Поэтому лучший подход:

Определите шум → Измерьте проблему → Определите необходимое затухание → Выберите фильтр → Установите его правильно → Еще раз протестируйте всю систему.

Этот инженерный процесс гораздо более надежен, чем выбор фильтра электромагнитных помех, основанный только на напряжении и токе.

Если вы готовы оценить подходящую конфигурацию, начните с DOREXS.Категории продуктов фильтров EMI/EMCи выберите тип фильтра в соответствии с вашей энергосистемой, током, архитектурой оборудования и проблемой ЭМС.

---

Нужна помощь в определении, нужен ли вашему оборудованию фильтр электромагнитных помех?

Если вы разрабатываете промышленное оборудование, систему электропривода, медицинскую электронику, зарядное оборудование для электромобилей, коммуникационное оборудование или другой продукт силовой электроники, DOREXS может помочь оценить ваши требования к фильтрации электромагнитных помех в линии электропередачи.

Предоставлять:

Рабочее напряжение
Максимальный ток
Энергетическая система
Тип оборудования
Проблема ЭМС или результат теста
Частота проблем
Место для установки
Целевые требования по ЭМС

Инженеры DOREXS могут порекомендовать стандартное или индивидуальное решение по фильтрации электромагнитных помех для дальнейшей оценки и тестирования на уровне системы.

Ознакомьтесь с фильтрами DOREXS EMI/EMC →