噪聲濾波器主要由電感、電容等關(guān)鍵元件構(gòu)成,它們依據(jù)不同頻率噪聲的特性各司其職,構(gòu)建起層層防線。對(duì)于高頻噪聲,電容充當(dāng)先鋒。電容具有 “通高頻、阻低頻” 的特性,當(dāng)混雜著高頻噪聲的電源電流流入濾波器時(shí),高頻噪聲會(huì)被電容 “吸引”。這是因?yàn)樵诟哳l狀態(tài)下,電容的容抗極小,高頻噪聲如同找到了一條捷徑,順著電容的路徑流入大地,從而被有效濾除,無法進(jìn)入后續(xù)的電源電路。
而面對(duì)低頻干擾,電感則挺身而出。電感依據(jù)電磁感應(yīng)原理,在電流通過時(shí)會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的變化。對(duì)于低頻信號(hào),電感的感抗較大,低頻干擾如同陷入了一片 “沼澤地”,難以順利通過電感。如此一來,低頻干擾就被滯留在電感之前,無法繼續(xù)向電源設(shè)備內(nèi)部滲透。
在實(shí)際的電源設(shè)備中,如常見的電腦電源,其內(nèi)部的噪聲濾波器是一個(gè)復(fù)合型的電路結(jié)構(gòu)。當(dāng) 220V 市電接入時(shí),首先進(jìn)入一個(gè)共模扼流圈,它由兩個(gè)繞在同一鐵芯上、匝數(shù)相同但繞向相反的線圈組成,對(duì)于共模噪聲(兩根導(dǎo)線上同時(shí)出現(xiàn)、幅度相同、相位相同的噪聲信號(hào))有著極強(qiáng)的抑制能力。共模噪聲試圖沿著電源線傳輸時(shí),由于共模扼流圈的反向繞制,會(huì)在線圈中產(chǎn)生相反的磁通,相互抵消,進(jìn)而阻斷共模噪聲的前行。
差模電容與電感配合,應(yīng)對(duì)差模噪聲(兩根導(dǎo)線上幅度相同、相位相反的噪聲信號(hào))。差模電容跨接在電源線之間,為差模高頻噪聲提供低阻抗通路,使其導(dǎo)入大地;差模電感串聯(lián)在電源線上,利用自身感抗阻礙差模低頻干擾的通過。
此外,在一些高端電源設(shè)備或是對(duì)電磁兼容性要求苛刻的場景下,還會(huì)采用多層屏蔽技術(shù),進(jìn)一步強(qiáng)化噪聲濾波器的功能。金屬屏蔽罩將整個(gè)濾波電路包裹起來,阻擋外界電磁場的干擾,同時(shí)也防止內(nèi)部噪聲向外泄漏,為電源設(shè)備營造一個(gè)相對(duì) “安靜” 的電磁環(huán)境。
綜上所述,電源設(shè)備中的噪聲濾波器通過電感、電容的巧妙組合,以及特殊的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),精準(zhǔn)識(shí)別、攔截不同類型的噪聲,確保電源輸出的純凈,為與之相連的電子設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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電源設(shè)備中噪聲濾波器是如何工作的
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