(1) 通过电容器和电感器组成低通滤波器
一般而言,使用电容器(C)和电感器(L)在作为噪声传输路径的电缆的中间及连接点组成一个低通滤波器,以便阻止噪声传导。第6章将详细介绍低通滤波器,因此本章只是解释基本滤波器结构。
(2) 普通模式用滤波器
如图5-2-8所示,可在线路中加入一个电容器并串联阻抗元件(扼流线圈或铁氧体磁珠等)组成普通模式用滤波器。
普通模式噪声电流的方向与电路运行中电流的方向一致。因此,通过滤波器消除噪声时,也会同时消除电路运行所需的一些成分。通过调整L和C的值,使低通滤波器的截止频率不会消除电路运行所必须的成分。
此外,如图5-2-8所示,如何使用阻抗元件随着电路和电缆情况而变化。如果所有线路都像商用电源线一样以接地为参照漂浮布置,电路会被视为平衡电路,两条线路都会使用阻抗元件。为此,需要保持平衡,使阻抗相同。
如果一侧接地,例如在数字电路中,电路会被视为不平衡电路,通常接地不会使用阻抗元件。但是,如果接地感应到噪声(也就是说感应到共模噪声),也可在接地侧使用阻抗元件。
在此,“平衡”和“不平衡”指的是在传导普通模式时如何参照地线保持电压。如果电压平衡地施加于两条线路,则可以称之为平衡; 如果电压集中在一条线路上,则称之为不平衡。不平衡电路的另外一条线路是接地线,几乎不承受任何电压。
图5-2-8 普通模式用滤波器结构的示例
(3) 共模用滤波器
如图5-2-9所示,将电容器连接到接地(称为Y电容器),组成一个共模用滤波器。应当尽可能地使用共模扼流线圈作为阻抗元件。如果电缆中有很多导线,可以将电缆绕在铁氧体磁芯上或者将电缆夹在铁氧体磁心中,形成一种共模扼流线圈,如图5-2-10所示。共模扼流线圈将在下一章中详细介绍。
产生共模噪声时,噪声可能会出现在与Y电容器相连的接地上。这时,Y电容器的效果减弱,因为Y电容器没有连接到合适的接地。
在这种情况下,需要单独构建与Y电容器相连的接地点。如图所示,接地的线路用于构成噪声源噪声的返回路径。
图5-2-9 共模用滤波器的基本结构
图5-2-10 使用铁氧体磁芯的共模扼流线圈
(4) 适用于共模和普通模式的滤波器
商用电源线使用的静噪滤波器通常针对共模和普通模式的混合噪声提供措施,因而包括可以处理两种模式的滤波器。图5-2-11所示为典型的电路结构[参考文献 4]。此例展示了作为阻抗元件的共模扼流线圈。但是,如果普通模式噪声很强,阻抗可能会不足,因此在使用滤波器时,可以针对普通模式增加一个扼流线圈。
图5-2-11 用于消除共模和普通模式的滤波器结构