电源滤波器如何进行性能测试？

时间： 2024-03-13 来源：维爱普公众号

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电源滤波器是电子设备中必不可少的部件之一，其主要功能是对输入的电源信号进行滤波处理，去除噪声等杂波，提供平稳稳定的直流电压或交流电压，以保证电子设备的正常工作。电源滤波器在电子产品中应用广泛，尤其是在需要保证信号稳定性、可靠性和安全性的高端电子产品中。

除了以上的主要功能和作用外，电源滤波器还能起到以下一些作用：

过滤输入电源中的高频杂波，减小对系统的干扰并减少电磁辐射；

阻止供电回路中的瞬时变化，防止对系统产生影响；

避免电源线上的突发电流，提高系统的可靠性和稳定性。

那么电源滤波器如何进行性能测试呢？

1、漏电流

泄漏电流是指在250VAC的电压下，相线和中线与滤波器外壳(地线)间流过的电流。它主要取决于接地电容(共模电容)的取值。较大的共模电容CY可以提高插入损耗，但却造成较大的漏电电流。

2、耐压

为确保电源滤波器的性能以及设备和人身安全，必须进行耐压测试。耐压测试是在极端工作条件下的测试。若CX电容器的耐压性能欠佳，在出现峰值浪涌电压时，可能被击穿。它的击穿虽然不危及人身安全，但会使滤波器功能丧失或性能下降。CY电容器除了满足接地漏电流的要求外，还在电气和机械性能方面具有足够的安全余量，避免在极端恶劣的环境条件下出现击穿短路现象。故线一地之间的耐压性能对保护人身安全有重要意义，一旦设备或装置的绝缘保护措施失效，可能导致人员伤亡。

3、性能评定

EMI电源滤波器在使用时考虑最多的是额定电压及电流值、耐压性能、漏电流三项，而其中最主要的评定性能为滤波器的插入损耗性能。EMI电源滤波器对干扰噪声的抑制能力用插入损耗I.L.(Insertion Loss)来衡量。插入损耗定义为:没有滤波器接入时，从噪声源传输到负载的功率P1和接入滤波器后，从噪声源传输到负载的功率P2之比，用dB(分贝)表示。

1.插入损耗的标准测试

在标准测量法中规定，在50Ω~75Ω之间的任一阻值的系统内测试它的插入损耗特性。

2.插入损耗的加载测试

在EMI滤波器产品中，由于使用不合适的材料，共模扼流圈不可能保证完全对称会导致磁环的饱和，同时寄生差模电感也可能产生磁环的饱和，使得滤波器的实际使用情况与厂家提供数据有很大差距，因此必须对滤波器采用加载测试。

3.EMI滤波器的时域测试

一般地，对于EMI电源滤波器我们只关心它的常规性能及频域抑制性能。而对于EMI信号线滤波器，由于传输线本身就会产生一定的电磁干扰，所以测试信号必然会产生一定的衰减。这时，我们就要对其进行时域传输性能上的测试。

使用50kHz的方波对电容值为8000pF的滤波插针进行滤波，发现其时域的上升沿和下降沿有明显的变化。频域上，经过滤波后，方波信号的高频分量被滤除。

对于通过同一滤波插针，方波的频率越高，其谐波信号被滤波插针衰减的将会越大，则方波的波形上升及下降时间将会越长。同样，对于同样的频率波形，通过滤波插针，其滤波容值越大，方波上升时间趋缓的程度越大。

4.EMI滤波器插损自动测试系统设计

随着EMC测试的内容日趋复杂，测试工作量急剧增加，对测试设备在功能、性能、测试速度、测试准确度等方面的要求也日益提高。在这种情况下，传统的人工测试已经很难满足要求，国家标准(GB)和国家军用标准(GJB)均要求电磁兼容的检测必须自动进行，并且对数据后处理有严格的要求。因此，发展EMC自动测试成为必然之路。本文所建立的自动测试系统使用了虚拟仪器技术，基于信号源一频谱仪对EMI电源滤波器进行插损测试的系统。