共模電感LC、差模電容Cd如何抑制傳導(dǎo)干擾

根據(jù)GB17743-1999《電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》的規(guī)定，在不同頻率下允許的電磁干擾的準(zhǔn)峰值及平均值。

為了說明差模濾波器和共模濾波器對(duì)抑制干擾之作用，我們不妨把9kHZ到30MHZ(電子鎮(zhèn)流器EMC測(cè)試的頻率范圍)分為低、中、高三個(gè)頻段，即9-150 kHZ、150 kHZ-2.0MHZ、2.0—30MHZ三段。當(dāng)然兩個(gè)頻段之間的分界點(diǎn)頻率并不那么嚴(yán)格，對(duì)不同的鎮(zhèn)流器電路或?yàn)V波電路,可能向前或向后有所移動(dòng)。

1.低頻段9—150 kHZ

主要以差模干擾為主，鎮(zhèn)流器的EMC測(cè)試中，加大差模濾波電容Cd值或在相線或中線中串接一個(gè)差模電感，均會(huì)使干擾幅度降低，說明在這個(gè)頻段內(nèi)差模干擾影響是較大的。同時(shí)串接共模電感后，干擾幅度也會(huì)降低，表明共模干擾也是存在的，而且隨著頻率的增加，共模干擾的影響會(huì)愈來愈嚴(yán)重。所示的曲線對(duì)應(yīng)的電子鎮(zhèn)流器中，如再增加一級(jí)共模電感，則整個(gè)頻段中的干擾都將大大降低。

2. 中頻段150 kHZ—2.0MHZ

這個(gè)頻段同時(shí)存在差模干擾與共模干擾，不過以共模干擾為主。電子鎮(zhèn)流器如采用圖3所示的濾波電路，對(duì)于各個(gè)頻段的干擾都有抑制作用。如未接C1、C2或雖接C1、C2但鎮(zhèn)流器金屬外殼未接大地，即未接到與大地相聯(lián)的大的金屬導(dǎo)體，則在EMC測(cè)試中，得到所示的曲線。除中頻段干擾有所超標(biāo)外(超標(biāo)的情況跟電子鎮(zhèn)流器的具體電路有關(guān)，采用無源功率因數(shù)校正電路，,采用有源功率因數(shù)校正電路則超標(biāo)部分可能延續(xù)到1.0MHZ附近，而在低頻段及高頻段落均可過關(guān)，特別是在高頻段，富裕量還是很大的。我曾改變共模電感的電感量或兩個(gè)共模電感的電感量的相對(duì)大小，試圖徹底消除中頻段的干擾，情況雖有所改善，但始終未能達(dá)標(biāo)。

在另外一次測(cè)試中，采用C1、C2接鎮(zhèn)流器的金屬外殼，并將外殼接大地，結(jié)果得到圖5所示的曲線。測(cè)試表明：共模濾波電容C1、C2接大地后中頻段的共模干擾大幅度下降，遠(yuǎn)離允許的限值。

也就是說，這個(gè)頻段的共模干擾必須采用共模濾波電容C1、C2并將其接大地才能加以濾除。在幾種不同鎮(zhèn)流器電路(有源功率因數(shù)校正電路和無源功率因數(shù)校正電路)中采用C1=C2=2200pF的共模濾波電容并將其接大地來抑制中頻段的共模干擾，均屢試不爽，取得了滿意的效果。

不過遺憾的是，這樣一來，卻帶來了新的問題，即在高頻段的10--30 MHZ一帶出現(xiàn)了向上的干擾尖峰，使高頻段不能滿足EMC測(cè)試要求。這種滿足中頻段便不滿足高頻段、或反過來滿足高頻段又不能滿足中頻段的矛盾現(xiàn)象，一直是困擾技術(shù)人員的棘手問題。不知道如何找到一種折衷的辦法、才能做到兩全其美。

3. 2.0—30MHZ高頻段

這個(gè)頻段頻率較高，起影響的主要是共模干擾，差模干擾影響很小。如果這段頻率內(nèi)EMC測(cè)試不能滿足要求，一定要從改善共模濾波器的濾波效果來想辦法，這已是盡人皆知的事(例如對(duì)圖1所示曲線的電路再加一級(jí)共模電感對(duì)全頻段的EMC測(cè)試均有改善)。這個(gè)頻段EMC測(cè)試曲線形狀還會(huì)受被測(cè)試鎮(zhèn)流器和接地金屬極板的擺放位置、鎮(zhèn)流器離墻面的距離的影響，不同的測(cè)試單位測(cè)得的結(jié)果和出具的測(cè)試報(bào)告曲線在這一頻段往往不盡相同。

針對(duì)前面提到的棘手問題，亦即既使中頻段干擾不超標(biāo)，又使高頻段不出現(xiàn)向上的干擾尖峰這樣的問題，筆者冥思苦想，終于從對(duì)比的曲線中思路豁然開朗，找到了解決問題的辦法。

要使中頻段EMC過關(guān)，C1、C2接外殼后必須接大地，單單接外殼是不夠的，即必須為它們提供連接大地的低阻通路。而從知，為了在高頻段、在10--30 MHZ一帶不出現(xiàn)向上的干擾尖峰，必須不接C1、C2，或接外殼后的C1、C2不與大地相通，即必須使C1、C2與大地間呈現(xiàn)高阻抗，如果這兩點(diǎn)能同時(shí)兼顧到，豈非兩全其美了嗎?

為此，利用電感在不同頻段的阻抗變化，使得在中頻段，L阻抗很小，不妨礙C1、C2，接地;而在高頻段，L阻抗很大，使C1、C2，對(duì)地可以視為開路，問題豈不迎刃而解了嗎?

根據(jù)以上的思路，對(duì)L值是這樣選擇的：在中頻段，使L的感抗不大，比C1、C2的容抗小，或相差不多。即便隨著頻率的增加，L呈現(xiàn)較大的感抗，但只要它和容抗相抵消后，對(duì)地仍然是短路的，問題也不大;而在高頻段，在出現(xiàn)干擾尖峰的頻率，只要使L的感抗足夠大，比C1、C2的容抗大得多，對(duì)地呈現(xiàn)開路狀態(tài)就行了。

實(shí)驗(yàn)表明：這樣做之后，的確取得了滿意的效果。L取值允許在一定的范圍變化，L值取得過小，則干擾尖峰向高頻段方向移動(dòng)，或者根本起不到抑制作用。反之，太大，則干擾尖峰向中頻段移動(dòng)，有可能越過了2.51—3.0MHZ ，并使中頻段不能滿足要求。

在實(shí)際使用中，對(duì)于不同燈管、不同鎮(zhèn)流器電路，可取L值在47-100μH之間。當(dāng)然對(duì)于具體電路，應(yīng)根據(jù)情況，適當(dāng)作一些調(diào)整。是采用L較小值得到的EMC測(cè)試曲線，則采用了較大電感值，但兩者都基本上能兼顧高、中兩個(gè)頻段，滿足電光源檢測(cè)中心對(duì)EMC測(cè)試的要求。

結(jié)論：

1.要抑制傳導(dǎo)干擾，必須采用共模電感LC、差模電容Cd,如有空間，接兩級(jí)共模電感更好，對(duì)圖1所示的測(cè)試曲線，如采用兩級(jí)共模電感，則不論低頻段還是高頻段，其共模干擾均大幅下降。

2.對(duì)金屬外殼的電子鎮(zhèn)流器來說，為抑制中頻段的共模干擾，須接共模電容C1、C2，該電容還必須與大地相連，否則作用很小;為避免在高頻段出現(xiàn)干擾尖峰，建議在接共模電容C1、C2時(shí)，采用圖6所示電路。對(duì)于塑料外殼，此電容可以不用。

最后，我想說的是，在工廠中為了判斷無源濾波器的濾波效果，最好的辦法是用專用的EMC測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)每種電路的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，找出它們之間的聯(lián)系，對(duì)癥下藥，并最終找出解決問題的辦法。