从另外一个角度理解滤波器的阻抗失配
一、差模滤波
最简单的差模滤波器电路:
1、差模电感工作原理
上图中的
电感绕组的低频率低阻抗,高频率高阻抗决定了在高频时利用它的高阻抗衰减差模信号。如:
当频率为50Hz时,线圈阻抗接近于0,相当于一根导线,不起任何衰减作用。
当频率为500kHz时,阻抗明显增大(假设5kR),而理想状态下,此时负载阻抗一般考虑为50R,根据上面公式,此时差模线圈分得了99%的差模干扰电压,而负载只分得了1%的差模干扰电压。
同时,差模电流也有很大衰减。
从阻抗失配的角度理解,如果负载是高阻,那电感线圈与负载的分压效果就不明显,则对差模干扰电压的抑制能力就不那么明显。(当然,对于差模干扰电流的抑制效果还是在的,但由于原理的负载阻抗本身较大,差模干扰电流本身也比较小。)
2、差模滤波电容
可以看到,电容特性低频率高阻抗,高频率低阻抗。滤波器利用电容在高频时它的低阻抗短路掉差模干扰。
当频率为50Hz时,电容阻抗趋近于无穷大,相当于短路,不起任何衰减作用。
当频率为500kHz时,电容阻抗很小,根据上式可以看到差模负载的电流衰减为趋近于0。
如当频率为500kHz时负载50欧,容抗0.05欧,此时电容分得了99.9%的差模干扰电流,而负载只分得了0.1%的差模干扰电流。
从阻抗失配的角度理解,如果负载是低阻,那电容对负载的分流效果就不明显,则对差模干扰电流的抑制能力就不那么明显。
二、共模滤波
共模电容的滤波原理与差模一样,只不过滤除的是电源线与PE之间的回路。
三、总结
综上所述,从阻抗失配的角度理解,如果负载为高阻,则配置前面滤波器的输出侧为电容,为高频低阻特性,阻抗处于失配状态,滤波效果较好。
如果负载为低阻,则配置前面滤波器的输出侧为电感,为高频高阻特性,阻抗处于失配状态,滤波效果较好。
对于滤波器输入与其前端供电电路的阻抗失配也是同样的理解方法。
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