电源滤波器的相关标准、试验和测量程序、选型及安装指南

1. 滤波器相关标准：

EC939-1:Complete filter units for radio interference suppression.

Part 1: Generic specification

IEC939-2:Complete filter units for radio interference suppression.
Part 2: Sectional specification. Selection of methods of test and general requirements

UL1283:Standard for Electromagnetic Interference Filters

CSA C22.2 No.8:Electromagnetic Interference (EMI) Filters

CISPR－17 :Methods of measurement of the suppression characteristics of passive radio
interference filters and suppression components

UL1414：Standard for Capacitors and Suppressors for Radio- and Television-Type Appliances

IEC335－1:Standard for Safety of Household and Similar Electrical Appliances.
Part 1:General Requirements（家用或类似电器设备的安全.第一部分:总规范）

EN 133000: 总规范.电磁干扰抑制用无源滤波器

EN133200: 分规范.电磁干扰抑制用无源滤波器装置(安全试验规定的滤波器)

GB/T15287：抑制射频干扰整件滤波器.第一部分:总规范

GB/T15288：抑制射频干扰整件滤波器.第二部分分规范: 试验方法的选择和一般要求

GB7343：10KHz-30MHz无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法

IEC384－14Ⅱ（EN132400）：电子设备用固定电容器 第14部分:抑制射频干扰用固定电容器:试验方法
的选择和一般要求

GB/T14472： 电子设备用固定电容器 第14部分:抑制电磁干扰和电源网络连接用固定电容器

IEC68 ：基本环境试验规程

2. 耐电压相关：

按照IEC的建议,高压测试遵循为两种规范,一种是鉴定测试,一种是产品测试.鉴定测试是在产品开发以及质量鉴定时所做的测试,要求在所有的接线端子之间施加指定值的测试电压,维持时间至少60秒,并且按照IEC的推荐,可以拆除滤波器内部的泄放电阻.产品测试是在生产现场的产品例行检验,维持时间2-5秒.并且在重复多次做高压试验时,测试电压只需要指定值的80%.同时,按照标准规定,试验电压应从零开始,以不超过150V/S的速度缓慢升压到实验电压.
在此需要说明对于三相电源滤波器特别是大电流滤波器,Y电容取值一般都比较大,如果使用交流测试,普通耐压测试仪器都不能输出较大的判定电流,所以建议用相应的直流来代替.

国际上，耐压的安全规范各种标准有所区别，在下表中列出：

3. 直流耐压试验时耐压测试仪漏电保护值的确定(判定电流)：

GB/T15288? GB/T14472及IEC384－14对直流试验，要求时间常数R1×Cx不应超过1S，但应大于0.01S，R1为耐压测试仪内阻。针对普通电源滤波器引出端之间跨接X类电容器容量一般在uF级别,要求耐压测试仪内阻大于10KΩ以上。同时为正确判定滤波器是否满足耐压要求，耐压测试仪漏电保护值设置还需要满足如下要求：

图1.滤波器内部电容充电过程

i1、i3:分别为电容Cx1、Cx2从0充电开始到耐压测试仪漏电取样电路的取样延时时间t2止的充电电流值
i2: 耐压测试仪漏电保护值
i4：初始充电电流，即耐压测试仪短路电流值
t1、t3: 分别为电容Cx1、Cx2从0充电开始到耐压测试仪漏电保护值i2所需时间
t2：耐压测试仪漏电取样电路的取样延时时间，针对某一测试仪为一常数

如图1所示，只有当电容从0充电开始到漏电保护值所需时间(t1)小于漏电取样电路的取样延时时间(t2)时，或到漏电取样电路的取样延时时间(t2)止，充电电流(i1)小于漏电保护值(i2)时，才不至于引起耐压测试仪误动作，才能正确判定滤波器符合耐压要求。一般市售的耐压测试仪有两种类别，一种适用于绝缘介质材料的测试，为保证其灵敏度，取样延时时间一般都选择较低，不适合用于电容器及滤波器的测试。另一种为专用于电容及滤波器测试的耐压测试仪，取样延时时间设置较大，不容易引起误动作。但由于其取样延时时间针对某一测试仪都为固定常数值，相对于各种滤波器，不能保证电容充电时间能小于耐压测试仪取样延时时间，也有可能会引起误动作。一是采用缓慢升压的方式，避免电容器充电电流超过漏电保护值，但测试时间较长，一般都只适用于1分钟的鉴定批准和周期试验。在生产现场的逐批质量一致性试验和100％试验（一般为2S），只能通过加大漏电报警设置值的方法加以解决。

4. 交流电压试验时耐压测试仪漏电保护值的确定：

由于电源滤波器在引出端与接地端或引出端与外壳间跨接有Y类电容，在施加交流电压于引出端与接地端或引出端与外壳之间时，会有容性电流流过，电流的大小与施加的电压，频率，及电容量有关，可以按以下公式计算：

I=2*π*f*V*Cy

I:滤波器交流耐压试验时引出端与接地端或引出端与外壳间的电流值
V:耐压试验值
Cy:滤波器Y电容值
Cy电容量，可以近似为滤波器所有Y电容量的代数和，如不能确定，可以用LCR测量仪测量引出端与接地端或引出端与外壳间的电容量值，以此确定交流耐压试验时耐压试验仪的所需设定的最小漏电保护值。

GB/T15288、GB/T14472 及IEC384－14对交流耐压试验要求：当用于鉴定批准和周期试验时，应施加50/60Hz电压，电压可以通过变压器施加或通过可调变压器施加。电压应以不超过150V/S的速率从零升高到试验电压，试验时间应以达到试验电压计算。对于质量一致性试验，可以直接施加试验电压。但要注意避免过电压峰值。对于直接施加试验电压，由于测试表棒在接触滤波器引出端瞬间，会在表棒与引出端间引起电弧，瞬间过电压可能会损坏内部Y类电容器，这需要引起特别注意。同时暂态不稳定时的过电流可能超过耐压测试仪漏电报警设置值，引起误动作。解决方法之一也是加大漏电报警设置值，另外依据GB/T14472 及IEC384－14标准中规定：对于Y2类电容器的逐批试验，交流试验可以用规定交流电压的1.5倍的直流电压代替。滤波器引出端和外壳之间或引出端与接地端之间1500Vac的交流耐压试验可以用2250Vdc的直流电压代替。

5. 额定电流的选择

额定电流(IN)是指滤波器在额定温度下能连续工作的最大直流工作电流或在额定频率下的最大交流工作电流有效值,此额定环境温度一般为40度。当环境温度发生变化时，应按照下式对工作电流作调整。

I=IN

从公式可知道，当环境温度升高时，滤波器必须降额使用。

6. 泄漏电流与安全

滤波器的泄漏电流，是指在额定的电压和频率下，引出端与外壳或接地端子之间流过的电流，是由连接在引出端与外壳或接地端子之间的Y电容的容性电流引起的。它主要取决于连接在相线和中线与地间的共模电容(Y电容).泄漏电流是滤波器的一个重要参数.Y电容越大,共模阻抗越小,共模噪声抑制效果越好.可以说泄漏电流是滤波器的一项性能指标,泄漏电流越大,滤波器性能越好.泄漏电流的大小不应随意确定，因为一个较大的泄漏电流可能滤波器的成本降低，体积减小，应根据设备的安全要求来确定。以下是IEC335－1对各种电器设备泄漏电流的要求：

在三相滤波器中给出的漏电流是开关均合上时测量得出的最大值,如同断开任意两相,漏电流值将是此数的6～8倍.

注:参见GB4706.1-84

O类:依靠基本绝缘来防止触电危险的电器,它没有接地保护的连接手段.
OI类:至少有基本绝缘和接地端子的电器.但其电源软线没有接地导线插头也没有接地插脚,不能插入带有接地端的电源插座.
I类:该类电器的防触电保护不仅依靠基本的绝缘,而且还有一个附加的安全预防措施.其方法是将易接触的技术部件与已安装固定线路钟的保护接地导线连接起来,使易触及的技术部件在基本绝缘损坏时不成为带电体.
II类:该类电器在防止触电保护方面,不仅依靠基本绝缘,而起还具有附加的安全预防措施.其方法是采用双重绝缘或加强绝缘结构,但没有保护接地或依赖安装条件的措施.
III类:电器在防触电保护方面,依靠安全特低电压供电,同时在电器内部任何部位均不会产生比安全特低电压高的电压.

在此需指出的是，把滤波器安装到整机中后，还需要考虑整机内部其他器件和外壳之间的分布电容，造成泄漏电流增大的可能。泄漏电流的测试方法如下：

隔离变压器

?
单相滤波器泄漏电流测试原理图 三相滤波器泄漏电流测试原理图

7. 插入损耗

插入损耗应按照CISPR－17或GB7343的规定方法进行测量，测试仪器应符合相关规范要求。通常都提供未加载及50Ω阻抗状态下的共模和差模测试结果。测试电路如下所示：

??????

未接入滤波器前终端电压???????????????????????? 接入滤波器后终端电压

图2:插入损耗的定义

共模插入损耗

差模插入损耗

图3:插入损耗的测量原理图