一般來說,π 形結(jié)構(gòu)可以提供低的輸入輸出阻抗,適于所在電路源阻抗和負(fù)載阻抗高的場合;T 形結(jié)構(gòu)可以提供高的輸入輸出阻抗,適用于電源源阻抗和負(fù)載阻抗低的場合;L 形結(jié)構(gòu)可以提供高輸入阻抗和低輸出阻抗(或者相反),適于所在電路低源阻抗和高負(fù)載阻抗(或者相反)場合。不管選用哪一種形式的濾波網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),都要注意以下設(shè)計原則:
1) 雙向濾波功能:供電系統(tǒng)對汽車音響提供電流、電源濾波器對來自供電系統(tǒng)的瞬態(tài)脈沖起到濾波作用,同時,汽車音響內(nèi)部的各種高頻脈沖信號或數(shù)字信號因為電源濾波器的存在,對汽車供電系統(tǒng)的傳導(dǎo)發(fā)射干擾程度大大降低。
2) 能有效地抑制差模干擾和共模干擾:在汽車音響直流電源設(shè)計中要重點考慮差模干擾的抑制性能。
3) 大程度地滿足阻抗失配設(shè)計原則。
對于瞬態(tài)干擾信號,插入損耗要盡可能增大,即盡可能增大信號的反射。根據(jù)信號傳輸理論,當(dāng)電源的輸出阻抗ZO≠濾波器的輸人阻抗ZI 時,在電源濾波器的輸入端口就會發(fā)生反射,反射系數(shù) p=(ZO-ZI)/(ZO+ZI)。
顯然,ZO 與ZI 相差越大,p 便越大,端口產(chǎn)生的反射越大,瞬態(tài)干擾信號就越難通過。所以,直流電源濾波器輸入端口應(yīng)與汽車供電系統(tǒng)的輸出端口處于失配狀態(tài),使瞬態(tài)干擾信號產(chǎn)生反射,有效抑制瞬態(tài)干擾信號進入汽車音響電路。同理,濾波器輸出端口應(yīng)與負(fù)載處于失配狀態(tài),使汽車音響內(nèi)部產(chǎn)生的CE 輻射信號產(chǎn)生反射,降低對外圍用電設(shè)備的干擾。因此,電源濾波器的設(shè)計應(yīng)遵循下列原則:
a) 源內(nèi)阻是高阻的,則濾波器輸人阻抗就應(yīng)該是低阻的,反之亦然。
b) 負(fù)載是高阻的,則濾波器輸出阻抗就應(yīng)該是低阻的,反之亦然。
根據(jù)ISO 16750-2 和ISO 7637-2 中對連續(xù)電源的內(nèi)阻Ri 的要求(見表1):其應(yīng)小于直流0.01Ω。對于低于400Hz 的頻率而言,連續(xù)電源內(nèi)部阻抗應(yīng)為Zi=Ri, 對于不同的瞬態(tài)脈沖,Ri 是不同的,參見下表中12V 和24V 供電系統(tǒng)的Ri。輸出電壓在0Ω負(fù)載到大負(fù)載(包括竄入電流)之間的變化不應(yīng)超過1V,它應(yīng)在100us 的時間內(nèi)恢復(fù)其大幅度的63%。疊加脈動電壓Ur 的峰值間應(yīng)不超過0.2V,低頻率應(yīng)為400Hz。
詳解汽車音響直流電源濾波器的設(shè)計
對于供電系統(tǒng)中的瞬態(tài)干擾信號,功率電感是高阻的,電容是低阻的,所以,電源濾波器與源或負(fù)載的端接應(yīng)遵循下列原則:
a) 如果電源內(nèi)阻或負(fù)載是阻性或感性的,與之端接的濾波器接口就應(yīng)該是容性的。
b) 如果電源內(nèi)阻或負(fù)載是容性的,與之端接的濾波器接口就應(yīng)該是感性的。
3.汽車音響直流電源濾波器的設(shè)計
通過采用阻抗失配原則選定了電源濾波器的結(jié)構(gòu),基本上已經(jīng)決定了電源濾波器的效率。濾波網(wǎng)絡(luò)兩端的阻抗差異越大,濾波器的效率越高,濾波效果也就越好。此外,濾波器的插入損耗,即插入電源噪聲濾波器后噪聲干擾的衰減程度,這也是在實際設(shè)計和使用電源噪聲濾波器中需要考慮的因素之一。一般可以用電壓幅值的比值來計算表示插入損耗,其值越大,表示濾波器抑制噪聲干擾的能力越強。
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