电源滤波器

电源滤波器

R = 1.0 MΩ
C_X = 100 nF（X电容）
C_Y = 2.2 nF（Y电容）
L = 2×1.0 mH

电源滤波器（英语：line filter）或噪声滤波器（英语：noise filter）是指一种安装在电子设备和其电源之间的电子滤波器，其目的是在降低设备和电源之间电源线上传导的电磁干扰，而电磁干扰的信号一般都是高频的噪声，因此使用的电源滤波器一般会一种低通滤波器就能解决此问题，物理上，多半是由电容器及电感器所组成。

电源滤波器可以整合在连接器内，例如交流电源滤波器可以整合在模组化的IEC电源接头，或是电源输入模块中，而电话线上的电源滤波器可以整合在RJ11接头中。

电源滤波器可以贴装在印刷电路板上，也可以是一个安装在设备内的独立元件，也有些电源滤波器会安装在房间或配电盘的电源侧。

特性

电源滤波器的目的是在抑制电磁噪声，噪声的影响可分为以下二种：

• 发射（Emissions）：是要将由设备产生，影响电源或其他设备的噪声降到法规（例如FCC part 15）允许值以下，例如由开关电源产生的噪声。
• 抗扰（Immunity）: 是要将进入设备的噪声降低到不会使设备出现异常动作的程度，例如用在广播电台发射设备中的仪器。

电源滤波器要抑制的噪声可分为以下的二种：

• 共模：在二条（或多条）电源线都相同的噪声，可视为电源线对地的噪声。
• 差模：电源线和电源线之间的噪声。

同一个电源滤波器对于共模噪声及差模噪声的抑制能力会有所不同，一般会用频率对应抑制量（以分贝表示）的频谱来说明。

结构

电源滤波器一般都设计为只由电阻、电容及扼流圈组成的被动滤波器，没有像晶体管之类的主动元件。右图是一个电源滤波器的例子，电源滤波器的上方接电源，电源端有一个共模扼流圈，也就是电源的二条线依同一个方向绕在铁心上，电源线上若有共模讯号，其在扼流圈产生的磁场会相加，因此有较大的阻抗，而差模讯号在扼流圈产生的磁场会互相抵消，因此可以流过扼流圈。电源流过的电流主要是差模的，但上面也可能会噪声以差模的形式出现，若要抑制差模噪声，需要另外使用差模扼流圈，或是各相有个别的电感器。

在电源滤波器上会使用特别的安规解耦电容，分为X电容及Y电容二类：

• X电容：抑制差模干扰（电源线之间的干扰）。
• Y电容：抑制共模干扰（各组电源线对地之间的干扰）。

由于Y电容提高会使电器的漏电流增加，而电器的漏电流有其规定范围，因此Y电容不能太大，一般都会比X电容要小。

X电容和Y电容属于安规电容，即其失效后不会造成电击，也不会影响人身安全。二者都有自我复原（self-healing）作用，会使局部短路的部分恢复原来的绝缘状态。

对其他零件的影响

接地故障断路器

对于Class I（有接地的设备）而言，单相电源的二个Y电容会造成流经接地导体电流的增加提高。医疗设备要求接地漏电流不得超过0.5mA，其他保护等级Class I的设备接地漏电流不得超过3.5mA。也因此Y电容的大小会受到限制

若接地漏电保护插座上有多台设备使用电源滤波器，其漏电流可能会累积到30 mA，使得漏电保护开关跳脱，因此需使用有延时机能的漏电断路器，漏电断路器的额定电流可能需加大。

外壳漏电压

若保护等级Class I的设备中，接地保护的导体没有导通，则设备的金属外壳会有电流流到地。这是Y电容产生的电容分压的结果，电源对地的电压约为115伏。一般医疗用的设备其漏电流需小于0.5 mA，其电源滤波器的Y电容会更小，而其电感感值则会对应增加。

回路接地

若一个有接地的设备（如电脑）以非平衡的接线方式接到一个没有接地的设备，其接地设备的Y电容、信号线的地线及电脑的接地会形成回路接地，也就是各设备的接地电位不同，造成有电流在各接地点之间流动的情形。