در سیستم های الکترونیکی و الکتریکی مدرن، تجهیزات اتوماسیون صنعتی، ابزار پزشکی دقیق، ایستگاه های پایه ارتباطی،الکترونیک مصرفی و لوازم خانگی فرکانس متغیر با چالش های دوگانه مواجه هستند: تداخل الکترومغناطیسی از شبکه های برق و آلودگی صوتی تولید شده توسط خود تجهیزات. به عنوان یک جزء فیلتر کردن منفعل به ویژه برای پورت های قدرت طراحی شده است.فیلتر خط برق به عنوان دستگاه اصلی برای کاهش تداخل خط برق هدایت می شود.این دستگاه انرژی الکتریکی با فرکانس قدرت را با از دست دادن ناچیز انتقال می دهد در حالی که به طور موثر انتقال دو طرفه سیگنال های تداخل فرکانس بالا را مسدود می کند.که به عنوان یک "مصفات نویز" برای سیستم های برق عمل می کند..

I. تعریف اصلی و ویژگی های اساسی فیلترهای خطوط برق

همچنین به عنوان فیلترهای خط برق EMI شناخته می شوند، فیلترهای خط برق شبکه های فیلتر کم عبور دو طرفه معمولی هستند. آنها از اجزای منفعل مانند محرک ها،خازن ها و مقاومت ها با توجه به توپولوژی های خاص و نیاز به هیچ منبع تغذیه کمکی برای عملیات فیلتر کردن ندارند.

ویژگی اصلی عملکرد آن عبور سیگنال های فرکانس پایین در حالی که جلوگیری از سر و صدا فرکانس بالا است.این اجازه می دهد تا 50 هرتز / 60 هرتز AC یا قدرت DC به آرامی عبور و ارائه کاهش قابل توجهی به تداخل الکترومغناطیسی فرکانس بالا بالاتر از 10 kHz. این ویژگی عملکرد سرکوب دو طرفه را دارد: مانع از نفوذ تداخل های خارجی شبکه از تجهیزات بار برای اطمینان از عملکرد پایدار می شود،و باعث جلوگیری از سر و صداهای تولید شده از تجهیزات داخلی در شبکه عمومی می شودبه این ترتیب، جداسازی الکترومغناطیسی بین تجهیزات و شبکه های تامین برق تحقق می یابد.

فیلترهای خط برق به فیلترهای نوع انعکاس تعلق دارند. در محدوده فرکانس تداخل، آنها مانع سری بالا و مانع شنت پایین ایجاد می کنند.ایجاد عدم تطابق شدید مقاومت بین سیگنال های تداخل و مقاومت های بار منبعانرژی تداخل به جای صرفاً جذب شدن به سوی منبع خود منعکس می شود. این مکانیسم کارایی فیلتر کردن بالاتر و عمر طولانی تری را ارائه می دهد.دستگاه های بدون فیلترهای واجد شرایط خط برق مستعد حرکت سیگنال هستند.علاوه بر این، آنها نمی توانند الزامات استاندارد جهانی EMC و گواهینامه ایمنی از جمله CCC، CE و FCC را برآورده کنند.فیلترهای خط برق به قطعات استاندارد در ورودی قدرت اکثر تجهیزات الکترونیکی الکتریکی تبدیل شده اند.

۲. اصول اصلی کار فیلترهای خط برق

1. سرکوب تداخل حالت دیفرانسیل

   تداخل حالت دیفرانسیل به سر و صدا متماثل ضد فاز بین خطوط فعال و خنثی اشاره دارد.موج های برق سوئیچینگ و هارمونیک های شبکه، معمولاً در فرکانس های نسبتاً پایین. نویز حالت دیفرانسیل با ترکیبی از محرک های حالت دیفرانسیل و خازن های X سرکوب می شود.اندوکتورهای حالت دیفرانسیل به صورت سری در حلقه های فعال و خنثی متصل می شوند و مانع بالایی نسبت به سر و صدای فرکانس بالا برای مسدود کردن مسیرهای انتقال دارندخازن های X از طریق خطوط فعال و خنثی متصل می شوند.ارائه مسیرهای تخلیه با مقاومت پایین برای تداخل حالت فرقی و کوتاه کردن سر و صدا قبل از ورود به مدارهای داخلی تجهیزات.

2. سرکوب تداخل حالت مشترک

   تداخل حالت مشترک به صدا در فاز خطوط فعال و خنثی نسبت به زمین محافظ اشاره دارد. این علت اصلی نقض انتشار تابش و هدایت شده است.با فرکانس بیشتر و مشکل سرکوب بیشتر. سر و صدای حالت مشترک عمدتاً توسط خفه کننده های حالت مشترک و کانسکتورهای Y مدیریت می شود. یک محرک حالت مشترک از دو پیچ در یک جهت در اطراف یک هسته مغناطیسی استفاده می کند.جریان های مغناطیسی تولید شده توسط جریان های بار فرکانس قدرت بدون تأثیر بر تحویل قدرت طبیعی، یکدیگر را لغو می کننددر مقابل، جریان هایی که توسط جریان های تداخل حالت مشترک ایجاد می شوند، برای تولید موانع بالا و مسدود کردن سر و صدا حالت مشترک به طور موثر ایجاد می شوند.بازماندگان تداخل حالت مشترک از طریق Y-Capacitors برای فیلتر کردن کامل به زمین محافظ هدایت می شوند.

III. طبقه بندی محصول و تطابق سناریوهای کاربرد

1. طبق نوع منبع برق
   • فیلترهای تک فازی AC: برای تجهیزات 220 V غیرنظامی، کنترل صنعتی، پزشکی و فناوری اطلاعات.
   • فیلترهای سه فازی AC: برای اینورترهای صنعتی 380 ولت، محرک های موتور، ماشین آلات CNC و اینورترهای فتوولتائیک.
   • فیلترهای DC: برای وسایل نقلیه انرژی جدید، پلاگین های شارژ، منابع برق مخابراتی و دستگاه های DC.
2. بر اساس سناریوی کاربرد
   • نوع صنعتی عمومی: برای تجهیزات استاندارد اتوماسیون و لوازم خانگی.
   • نوع جریان کم نشت پزشکی: برای مانیتورهای بیمار، اسکنرهای فوق صوتی، MRI و سایر دستگاه های پزشکی.
   • نوع نظامی با قابلیت اطمینان بالا: برای تجهیزات نظامی و هوافضا با مقاومت ارتعاش برتر و عملکرد در دمای بالا.
   • نوع PCB: اندازه فشرده برای دستگاه های الکترونیکی کوچک و صفحه های مداری.
3. طبق توپولوژی مدار
   • فیلترهای تک مرحله ای: ساختار ساده و هزینه پایین برای محیط های تداخل نور.
   • فیلترهای چند مرحله ای: پهنای باند فیلتر گسترده تر و عملکرد ضعیف تر برای مزاحمت سنگین و تجهیزات با دقت بالا.

IV. مشخصات تجهیزات مهندسی

1. نصب به عنوان نزدیک به عنوان ممکن است به ورودی قدرت: به حداقل رساندن طول کابل ورودی برای جلوگیری از بازپرداخت تداخل در سیم های ورودی.
2. زمین گیری قابل اعتماد: محفظه فلزی فیلتر باید به کابینت فلزی تجهیزات با زمین گیری منطقه بزرگ با مقاومت پایین متصل شود.زمین گیری ضعیف به طور مستقیم سرکوب تداخل حالت مشترک را باطل می کند.
3. سیم کشی ورودی و خروجی جداگانه: کابل های ورودی و خروجی باید به صورت جداگانه هدایت شوند.بسته بندی موازی و پیچاندن متقاطع برای جلوگیری از اتصال سر و صدا از خروجی به ورودی ممنوع است.
4. از پیکربندی نامناسب اجتناب کنید: دستگاه های جریان باقیمانده نباید به سمت بالا از فیلتر نصب شوند، زیرا جریان نشت از کانسکتورهای Y ممکن است باعث غلط شدن شود.اجتناب از وارد کردن اجزای اضافی در حلقه مدار فیلتر.

با پیشرفت هوش صنعتی، فرکانس های عملیاتی بالاتر تجهیزات و گسترش برق، الزامات برای پاکیزگی منبع برق همچنان در حال افزایش است.فیلترهای خط برق با نشت کم و قابلیت اطمینان بالا، قطعات کلیدی ضروری در سراسر صنعت باقی خواهند مانددر صنعت مهندسی، انتخاب دقیق مدل و نصب استاندارد بر اساس الگوهای تداخل،پارامترهای تجهیزات و شرایط کاری لازم است تا عملکرد کامل فیلترهای خط برق را به کار گیرند و عملکرد ایمن و پایدار سیستم را تضمین کنند..