工业设备的单相 EMI 滤波器选择和 CE 合规性

单相 EMI 滤波器是放置在电源和设备之间的无源网络，可衰减双向传播的传导干扰 - 负载注入回电源的噪声以及来自电源的噪声。针对该产品组合发布的涵盖 EMI 滤波器系列 1A 至 40A 的单相和三相单元。选择一个取决于四个已公布的参数加上一个安装决策：最大连续工作电压、额定电流、连接类型以及数据表引用的高电位测试电压，与滤波器所处的环境相匹配。合规性问题是独立的且更大的。过滤器是一个组件；重要的标记应用于您的成品，而过滤器是您组装的证据的一部分。

要点

• 过滤器可以双向工作。 它限制设备的辐射并提高对电源干扰的免疫力。

• 额定电流是一个热值。 公布的额定值是在规定的环境温度（通常为 40 °C）下引用的，并且必须针对较热的机柜降低滤波器的额定值。

• 连接类型决定安装方式。 插入件、线路接线、端子块、螺栓和 IEC 入口变体适合不同的面板实践。

• 高电位测试电压是公布的规格，而不是标记。 将数据表图与您的装配要求进行比较。

• 单极和双极变体的不同之处在于它们所参考的内容。 根据您的接地布置进行选择，而不是仅根据额定电流进行选择。

• 过滤器是合规性的输入之一，而不是证书。 标准适用于终端设备，供应商自己的声明属于您的项目文件。

单相 EMI 滤波器的实际用途

干扰从何而来？

在开关电源中，最快的转换是产生最宽频谱的转换。整流器恢复、开关沿和寄生电容都会产生电流，否则这些电流将沿着电源导体返回。滤波器提供了一条低阻抗路径，可在这些电流离开外壳之前将其转移，并且它对称地工作：同一网络会衰减来自外部的干扰。

滤波器保护哪条路径——差模还是共模？

两者都是，而且它们在物理上是不同的。差模噪声在带电导体上流出并在中性线上返回，因此它被串联电感器和线间电容器衰减。共模噪声在两个导体上流出并通过地返回，因此它被共模扼流圈和线对地电容器衰减。当您阅读数据表时，这一点很重要：被描述为双极或两级的变体正在添加针对这些路径之一的元件，这就是为什么具有相同电流额定值的两个滤波器在同一安装中可能表现不同的原因。

阅读单相 EMI 滤波器数据表

电压和电流额定值有何作用？

最大连续工作电压决定了您可以连接的电源，额定电流决定了热范围。线型 CW1B EMI滤波器的 最大连续工作电压为115/250VAC，工作频率为50/60Hz，最大40℃时的额定电流范围为1A、3A、6A和10A，可定制高达15A。人们会跳过短语“最高 40 °C”。在运行温度超过 40 °C 的密封柜中，可用电流低于铭牌数字，并且降额遵循适用于旁边电源的相同逻辑。

为什么高电位测试电压很重要？

它告诉您过滤器的制造和测试绝缘等级是多少，这是组件自身安全评估的输入。同一份 CW1B 数据表引用了 1500 VDC 线对线和 1500 VAC 线对地的一分钟高电位测试电压、分类为 25/085/21 的 −25 °C 至 +85 °C 的工作和存储温度范围以及线路端子接线连接类型。阅读这些已发布的组件规格数据，并确认它们如何与您的最终产品必须满足的要求保持一致。

连接类型如何改变安装？

它决定过滤器如何机械连接面板以及其周围需要多少布线规则。插入式单元使用快速连接或插入式端子，线路式单元直接接线，端子块或螺栓连接单元接受具有定义的扭矩和布线的现场接线。一个面板中的混合做法是滤波器在工作台上测量正确但在机柜中表现不佳的常见原因，因为技术人员在滤波器和负载之间留下的接线环路可以直接耦合通过滤波器。

表 1：连接和安装方式

将过滤器与安装相匹配

面板安装还是 IEC 入口？

IEC 入口滤波器将电器入口与滤波器网络集成在一起，这种方法在 带有集成保险丝和开关的 IEC 入口滤波器 系列中发布，该系列提供 1A 至 10A 的 IEC 插座输入型号，并可选择带或不带灯、单保险丝或双保险丝的开关。对于入口暴露且单独的过滤器需要自己的外壳的设备来说，这是正确的答案。对于机器面板，传统选择是在主电源输入点附近安装接线盒或螺栓连接滤波器，而 带有快速连接端子的插入式滤波器则 适合组装在工作台上的设备，其中已公布的 40 °C 最大温度下 1A 至 15A 范围涵盖了大多数仪器负载。

单极还是双极？

单极是指滤波器网络围绕的极数；双极变体添加了针对第二参考路径的元素。在接地布置不寻常或安装单级滤波器后测得的共模噪声仍然很高的情况下，这种区别最为重要。两者均作为 CW3 和 CW4 系列的标准变体发布，因此决策是根据测量而不是规格表做出的。

单相还是三相？

单相涵盖了大多数工业控制和仪表设备，而三相三线版本（例如 CW12B-10A-R 至 CW12B-40A-R）则适用于 380 VAC 电源。插入 式单相 EMI 滤波器 覆盖单极和双极配置的 3A 至 30A 频段，这是大多数自动化机柜所在的位置。当负载为单相时选择三相会增加成本，并且会使接地路径更难以控制，因此将滤波器与设备实际使用的电源相匹配。

表 2：型号系列和电流额定值

上述评级引用自已发布的模型表。订购前请在数据表上确认确切的型号、环境额定值和端接。

合规性：CE 标志对设备制造商的要求

适用哪些标准？适用于什么？

标准遵循您的产品，而不是过滤器。 EMC 指令通过满足适用的协调标准来满足，这些标准对于工业环境来说通常是通用抗扰度和辐射标准，而其他类别的设备则遵循该类别的特定标准。在安全方面，管理您的最终产品的标准（例如信息和通信技术设备的 IEC/EN 62368-1）规定了您的组件必须满足的绝缘和间距要求。 EMI 滤波器作为组件包含在其自己的组件标准 IEC 60939 中，该标准在阅读滤波器数据表时是有用的参考。与您的合规合作伙伴确认适用的版本和范围。

为什么仅靠过滤器无法实现合规性？

因为排放和抗干扰性是成品组件的特性。电缆布线、接地连接、外壳质量、电源开关频率以及机柜内未经滤波的电源接线的长度都会影响测量。在滤波器和负载之间安装有长无绞环的正确额定滤波器的性能可能比直接安装在入口点的较小滤波器的性能更差。将滤波器视为多个受控变量之一。

应该收集什么文件？

收集供应商自己的滤波器声明、包含额定电压、电流和高电位测试数据的数据表页，以及实际订购的变型记录。如果使用快速连接或插入式滤波器，还需记录配合连接器部件，因为替换会改变接触电阻，并可能使原型上进行的噪声测量无效。将所有内容与项目文件一起保存，而不是放在属于单个工程师的文件夹中。

表 3：过滤器涵盖和不涵盖的内容

仅作为说明性方法；不是 SMUN 产品规格。

请求报价之前的选择工作流程

步骤 1 — 确认供应和频率。 确定设备实际使用的最大连续工作电压和线路频率。

步骤 2 — 降低额定电流。 从铭牌电流开始，然后根据实际内部环境温度高于 40 °C 降低电流。

步骤 3 — 识别干扰模式。 通过测量来确定是差分干扰还是共模干扰占主导地位，以及指示的是单极干扰还是双极干扰。

第 4 步 — 将终止与您的小组实践相匹配。 插入件、线路、端子块、螺栓或 IEC 入口。

第 5 步 — 比较公布的测试电压。 根据您的组件必须满足的要求设置数据表引用的高潜力数字。

步骤 6 — 固定安装位置。 在布局允许的情况下尽可能靠近电源入口，并采用最短的可行未过滤回路。

结论

单相 EMI 滤波器是从四个已公布的数字中选择的组件——最大连续工作电压、规定环境下的额定电流、端接类型和高电位测试电压——然后根据其安装情况进行判断。安装与选择一样重要，因为滤波器和负载之间的环路是数据表承诺的大部分性能丧失的地方。

合规性问题位于组件之上一级。该标记属于您的成品，管理它的标准遵循其类别而不是过滤器，过滤器提供证据而不是结论。将滤波器数据表视为合规性文档是这部分设计中最常见的误解。

在请求报价之前，请确认电源电压和频率、内部环境下的降额电流、测量显示的干扰模式、面板实践期望的端接以及最终产品必须满足的组装要求。

常问问题

问：如何在单极和双极型号之间进行选择？

答：基于测量而不是规格表。单极覆盖普通情况；双极性变体增加了针对第二参考路径的元件，并且在单级滤波器后测得的共模干扰仍然很高或接地布置不寻常的情况下值得考虑。

问：额定电流适用于任何环境温度吗？

答：不会。公布的额定值是在规定的环境条件下引用的——CW1B 系列的最高温度通常为 40 °C——并且可用电流随着内部温度的升高而下降。在密封柜中，根据您在安装位置测量的环境降低滤波器的额定值，就像对旁边的电源进行降额一样。

问：我可以为多个负载安装一个过滤器吗？

答：负载共享一个供电点是可能的，但滤波器会看到组合电流和组合干扰，并且机柜内未经过滤的接线会变得更长。将滤波器安装在电源进入外壳的位置，靠近主要噪声源，通常比使用更大的滤波器提供更好的结果。

问：高电位测试电压告诉我什么？

答：它描述了滤波器的制造和测试的绝缘水平，引用为在定义端子之间规定电压下的一分钟测试。将发布的数据与您的组件自身的安全评估要求进行比较，并将其视为一项输入，而不是作为成品符合要求的证据。

问：如果我的电源内部已有滤波器，还需要加滤波器吗？

答：带有内部滤波器的电源可以减少其自身端子处的干扰，但机柜内的电源接线仍然携带剩余的任何东西，并且可以耦合到附近的导体。是否需要额外的过滤器是通过测量成品组件来决定的，而不是假设内部过滤器就足够了。