BDL EMI滤波器的结构是由A、B多层电容器+屏蔽电极构成,如图2a)所示;BDL的内外结构示意图如图2b)所示。
3BDL EMI滤波器和常规EMI滤波器的比较 以下举常规的双线式和贯通式EMI滤波器和BDL EMI滤波器进行比较,他们的结构和电原理图见图3。
1. 双线式EMI滤波器存在的不足 2. 贯通式EMI滤波器存在的不足 3. BDL EMI滤波器的优点 - 串音抑制性能超群
- 不受到电流的限制。(因为它是并联使用)
分析如下: 单线屏蔽的串音抑制效果
如果我们对BDL EMI滤波器中的一个电极记进行屏蔽,那么双线间的串音抑制效果取决耦合电容Cc’和屏蔽层对地搭接阻抗Zb的分压,由于Zb<<Xc’可近似表达为: Zb/Xc’ 因此,对地搭接阻抗Zb越小,双线间的串音抑制效果越好。 双线屏蔽的串音抑制效果
如果我们对BDL EMI滤波器的两个电极都进行屏蔽 ,那么双线间的串音抑制效果可近似表达为: Zb2/Xc1 Xc“ 因此,双线间的串音抑制效果将进一步得到提高。 BDL的串音抑制效果 如果我们把两个屏蔽层的间隔减为另并合而为一,结果Xc“将趋于无穷大,为此串音也就不复存在。 c.对共、差模噪声的抑制 下面举一个正常工作的电路为例,说明由于共模电流引起差模噪声的过程,见图6。 具有信号电压Vs和内阻抗Zs的信号源通过特性阻抗Zw的电缆将信号电压Vs传递给负载阻抗ZL;当电路接地的地平面有各种不期望的地电流流过时,在地平面阻抗ZG上的压降Vi就是共模噪声。注意,对于共模噪声Vi存在两个ABCD地电流回路,其中一个地电流回路有回路阻抗Zw;另一个地电流回路有回路阻抗Zs、Zw、和ZL。由于两个地电流回路的阻抗不平衡必然会在负载阻抗ZL上产生压降Vo。Vo就是差模噪声,换句话说由于电路的不平衡共模噪声可以转换为差模噪声。
因此抑制地电流的关键是阻断地电流的传递信道或降低地电流的数量;抑制共模噪声转换为差模噪声的关键是采用平衡电路如采用差分电路等。 采用BDL可以解决上述问题的第一种分析方法:是因为它具有阻断地电流噪声和流向电容器A、B电极和将A、B电极上的旁路噪声到地功能,见图7。
关于具有阻断地电流噪声的功能可由图8 BDL电极间的电荷分布情况看到,当地电流企图流向+、-电极时,由于它所产生的磁场和+、-电极电流的磁场相反,所以被阻断。
采用BDL可以解决上述问题的第二种分析方法:是因为BDL能大大减小地电流回路的面积。下面应用右手定则比较常规电容和BDL形成地电流回路面积的区别。 图9中的黄色面积是常规电容的地电流回路面积,由地电流流过A、B电极的方向可知,A、B电极所产生的磁力线是相互叠加的;
同样图10中的黄色面积是BDL的地电流回路面积,此地电流回路面积仅由A、B两个电极间的间距所构成,因此地电流回路面积大大减小,由地电流流过A、B的方向可知,A、B电极所产生的磁力线是相减的。
我们也可以用另一种方法来描绘BDL A、B电极所产生磁力线的相互对削过程,见图11。
图11 BDL内部A、B电极磁力线对消和常规标准电容外部磁力线对消的比较 由图11看到BDL内部的A、B电极磁力线在中间地电极发生对消;常规标准容C1、C2所产生的磁力线在外部发生对消而在内部磁力线是相互叠加的。 所以,对共、差模噪声的抑制BDL也可以采用图12的示意图表示:
采用BDL可以解决上述问题的第三种分析方法:是BDL具有极好的平衡特性,因此抑制地电流的功能也极好。BDL的平衡特性可由以下的测试曲线证实。
图13 BDL两个对称电容在微波夹具中测得的幅值和相位 数据显示BDL被试样件为1206 100nF、测量频率30KHz~6GHz,测试结果表明:两个对称电容的幅度误差<0.1dB;相位误差为另。从相位测试中发现在频率26.7967MHz点出现自谐振点。
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