发表于:2008-03-11 16:46:00
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有源电磁干扰滤波器简称有源EMI 滤波器,它是把有源器件集成在微封装的芯片中,专门用来抑制电磁干扰的滤波器。与传统的无源EMI滤波器相比,有源EMI 滤波器不仅具有优良的噪声衰减特性,而且功能强大,有的还能实现热插拔,可大大节省印制板(PCB)的空间,适用于电源及电子设备、医疗仪器等领域。
有源EMI 滤波器的典型产品有美国Vicor 公司生产的QPI(Quiet Power Input)系列,主要包括QPI-3L~QPI-6L,QPI-8L。QPI系列EMI 滤波器的产品分类见表1。其中,QPI-8L 属于带热插拔(Hot-swap)功能的有源EMI滤波器。
1.1 QPI-8L型有源EMI滤波器的性能特点
QPI-8L符合直流48V或60V总线的要求,能对150 kHz~30MHz 的传导噪声(共模噪声及差模噪声)进行衰减,在250 kHz 时的共模噪声衰减能力大于40dB,差模噪声衰减能力大于70 dB。它能在80V直流电压下连续工作,并能承受100V直流浪涌电压,其对地绝缘电压为1500V,最大工作电流为6A,最大负载为200W。与无源EMI滤波器相比,共模噪声衰减能力可提高20dB,差模噪声衰减能力可提高10~30dB。具有浪涌电流限制及断路、可编程欠电压/过电压保护、电源电压正常指示等功能。默认的欠电压阈值为34V(关断时的滞后电压为2V);过电压阈值为76V(关断时的滞后电压为4V);利用外部分压电阻还可改变欠电压及过电压的阈值。使用方便,具有热插拔功能,允许带电插入或拔下有源EMI 滤波器。满载时的效率高于99%,特别适合滤除DC/DC 电源变换器的电磁干扰。利用厂家提供的QPI-EVAL1软件,可以很方便地对安装好的QPI-8L及终端设备进行测试。
1.2 QPI-8L型有源EMI 滤波器的工作原理
QPI-8L 的内部框图如图1 所示。BUS+、BUS-端分别接总线的正极、负极。SW端接受控于热插拔功能的满幅值负压。SHIELD为屏蔽端,与负载的屏蔽端、Y 电容的公共端接在一起。QPI+、QPI-分别接负载的正、负输入端。PWRGD(Power good)为电源电压正常指示的输出端(集电极开路输出),当电源电压不正常时该端输出低电平。UVEN端、OV端各接1个电阻分压器,分别设定欠电压、过电压阈值。主要包括以下5部分。
(1)热插拔功能电路;
(2)EMI滤波器;
(3)供欠电压检测用的内部分压电阻(R1、R2);
(4)供过电压检测用的内部分压电阻(R3、R4);
(5)P沟道MOSFET。
当电源电压不正常时MOSFET 关断,可将负载断开,起到保护作用。
QPI-8L在0.01~30 MHz频率范围内对共模噪声的最大衰减量约为70 dB,对差模噪声的最大衰减量可达82 dB。这是无源EMI 滤波器难以达到的指标。QPI-8L型有源EMI滤波器与3 种无源EMI 滤波器产品对差模噪声的插入损耗曲线图如图2 所示。图2中,曲线a 代表QPI-8L,曲线b、c、d 分别代表3 种无源EMI 滤波器典型产品。显然,QPI-8L 能在很宽的频率范围内抑制差模噪声。
1.3 有源电磁干扰滤波器的典型应用
QPI-8L的典型接线图如图3 所示,将它插在总线电源与DC/DC电源转换器之间。DC/DC 电源转换器直接安装在印制板上并加屏蔽罩。C2~C6为旁路电容,容量可选0.047μF。