电源防护与EMI滤波电路

电源防护与EMI滤波电路

该电路是电源防护与EMI滤波电路,用于对输入电源进行瞬态过压保护、高低频噪声滤波及共模干扰抑制,为后级电路提供稳定、干净的电源。

元器件作用详细分析

1. 双向稳压管D18、D19

属于瞬态电压抑制二极管(TVS),双向特性使其可抑制正、负向浪涌电压。当电源线上出现瞬态过压(如雷击、电源波动)时,TVS管快速导通,将电压钳位在安全范围,保护后级电路免受高压损坏。

2. 电容C26(10uF)、C29(10uF)

是低频滤波电解电容。由于大容量电解电容对低频信号容抗小,可有效旁路电源中的低频纹波(如市电整流后的低频波动),起到平滑电压、减少低频干扰的作用。

3. 电容C27(0.1uF)、C28(0.1uF)

是高频滤波电容(一般为陶瓷电容)。小容量电容对高频信号容抗小,可旁路电源中的高频噪声(如开关电源干扰、电磁辐射耦合的高频信号),与低频电容配合实现“高低频兼顾”的宽频滤波。

4. 0欧姆电阻R26、R27

主要作用是提供导通路径,同时可用于PCB布线调整、电流通路预留(如后期可替换为保险丝),或作为“假负载”辅助阻抗匹配。0欧姆电阻虽标称阻值为0,但实际存在极小电阻,不影响正常电源传输。

5. 共模电感T3

由两个匝数一样、绕向相反的绕组绕制在同一磁芯上。对共模干扰(V+、V-线上同相位、同幅度的干扰信号)呈现高阻抗,从而抑制干扰;对差模信号(正常电源电流,V+、V-线电流方向相反),绕组磁通抵消,近似“短路”,不影响正常电源传输。因此,共模电感用于抑制电源线上的共模电磁干扰,提升电路的电磁兼容性(EMC)。

工作过程原理

输入电源从 V+ 、 V- 进入后,第一经D18进行瞬态过压保护;随后通过C26(低频滤波)和C27(高频滤波),初步滤除高低频干扰;接着流经共模电感T3,T3抑制共模干扰,允许差模的正常电源电流通过;再经R26、R27(0欧姆,提供导通路径)后,由C28(高频滤波)和C29(低频滤波)进一步滤波;最后输出到 /V+ 、 /V- ,同时D19对输出侧的瞬态过压进行保护。整个电路实现了“过压保护+高低频滤波+共模干扰抑制”的功能,为后级电路提供稳定、抗干扰的电源。

故障维修分析

1. 过压损坏故障

若后级电路因过压损坏,重点检查D18、D19。用万用表二极管档测量,正常双向TVS管应呈现“反向高阻、正向(低于击穿电压时)高阻”特性;若测量为短路或正向导通,说明TVS管失效,需更换同规格双向TVS管。

2. 纹波大、滤波差故障

若电源纹波明显增大,检查C26、C27、C28、C29。用万用表电容档(或替换法)测量容量,若电解电容(C26、C29)容量大幅下降或开路,陶瓷电容(C27、C28)短路或容量失效,需更换对应电容(注意电解电容的耐压、容量匹配,陶瓷电容的耐压和封装)。

3. 电磁干扰故障(如对外辐射大、易受干扰)

检查共模电感T3。测量其绕组电阻,正常时两个绕组阻值应极小且基本一致;若绕组开路、短路,或磁芯破裂/饱和,需更换同规格共模电感。同时排查电源端共模干扰源,如周边是否有强电磁设备。

4. 电源不通故障

检查R26、R27(0欧姆电阻)。用万用表电阻档测量,若显示开路,说明电阻熔断,需更换0欧姆电阻(注意功率等级,若频繁熔断,需排查后级是否短路)。

5. 共模电感发热异常故障

若T3发热严重,可能是磁芯饱和或绕组短路,需更换共模电感;同时检查输入电源的共模干扰强度,或后级电路是否存在异常共模电流(如负载漏电)。

通过以上元器件作用、工作原理和故障维修的分析,可全面掌握该电路的功能与维护方法,确保其稳定运行。

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