一种EMI滤波器信号特性的分析研究

邓发玉

摘要：本文介绍了一种EMI滤波器故障排查处理情况的分析研究方式，包括问题概述、故障查找与定位、原因及机理分析、采取的措施及验证情况等，是EMI滤波器故障排查与故障处理的一种可行有效的方式，为指导EMI滤波器故障排除提供了一种可供参考的方法。

关键词：EMI滤波器；故障定位；采取措施

中图分类号：TN713 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）06-0131-01

1 引言

EMI滤波器是一类特殊用途的滤波器，主要用来滤除导线上的电磁干扰。它的优点在于工作频率范围很宽，一般从几十kHz到1GHz以上，EMI滤波器所连接的电路阻抗变化范围很宽，主要用在干扰信号频率比工作信号频率高的场合[1]。

2 问题概述

测试组合在开机时，发现信号源在电源开关打开的状态下，电源开关指示灯、信号指示灯均不亮且无信号输出。

3 故障查找与定位

在故障出现后，用万用表对信号源220V交流供电电源进行检测，检测电压值为223V。因此，判断出故障出现在信号源组合内部电源线路出现异常。

经打开机箱盖板，对各模块进行外观检查，发现电源模块中与供电电源输入端相连接的EMI滤波器壳体有灼黑的痕迹，经进一步检查发现EMI滤波器壳体火线输入端附近有直径约5mm的孔洞。故障原因初步定位为EMI滤波器损坏，造成信号源供电异常，无法正常开机。电源开关前面电路框图如图1所示。

4 原因及机理分析

故障原因初步定位为EMI滤波器损坏，造成信号源供电异常，无法正常开机。EMI滤波器原理图如图2所示，EMI滤波器由直插电容和自制电感组成。

滤波器内部图如图3所示。

通过对EMI滤波器拆解，可以看到电路板火线输入端附近焊盘、电路板已被烧毁、灼黑。而电路板火线输出端上下板面虽有灼黑的痕迹，但电路板和焊盘没有损伤。火线输出端自制差模电感剥离硅橡胶后观察表面无损伤，拆掉后输入端输出端导通且电感值正常，可以判定差模电感与故障无关。根据相同的方式，自制共模电感表面无损伤，导通与电感值正常，可以判定共模电感与故障无关。直插电容拆卸后表面无损伤，通过电容测试仪测量均无异常，说明直插电容均正常。

电路板与EMI滤波器壳体之间硅橡胶厚度非常薄，如图3所示，且硅橡膠涂覆后有气泡。由于电路板与EMI滤波器壳体之间硅橡胶很薄或有气泡，非常容易发生电压击穿现象，当交流220V电压通电瞬间，EMI滤波器电路板火线输入端极易产生电弧、电晕，相当于火线与地相连，瞬间产生的大电流会把电路板火线输入端焊盘、电路板烧毁，并产生极大热量。由于电路板组件上部灌封的硅橡胶比较多，电路板烧毁瞬间产生的极大热量无法从电路板上部凝固的硅橡胶释放，热量会沿电路板底部流动且EMI滤波器壳体比较薄，热量会击穿EMI滤波器壳体，从而达到能量释放的过程，最终结果导致EMI滤波器壳体被击穿，电路板底部和EMI滤波器壳体内部底面灼黑，EMI滤波器电路板火线输入端烧毁。

因此，本次故障可定位为EMI滤波器壳体与EMI滤波器电路板组装件之间硅橡胶太薄，且涂覆后有气泡残留。当有瞬间大电压接通时，极易发生击穿现象。

5 采取措施与验证

5.1 采取的措施

确认失效原因后采取以下措施：

（1）重新更改EMI滤波器电路板设计，更改后火线零线焊盘与电路板边缘最短间距1.6mm，保证焊盘与滤波器壳体壁绝缘良好。

（2）更改EMI滤波器组装件装配工艺，电路板与壳体之间添加麦拉片，麦拉片耐压效果好，防止电路板与壳体之间被击穿。

（3）将试验验证合格的EMI滤波器装入信号源中，确保滤波器的性能良好。

5.2 验证情况

重新制作的EMI滤波器装配到信号源上，对直波信号源进行交变湿热试验和环境应力筛选试验，试验结果合格，整个过程中无异常情况发生。

6 结语

综上所述，EMI滤波器损坏原因是EMI滤波器壳体与EMI滤波器电路板组装件之间硅橡胶太薄，且涂覆后有气泡残留。通过更换试验验证合格的EMI滤波器，有效地防止此类事故再次发生。

参考文献

[1]杨继深.电磁兼容技术之产品研发与认证[M].电子工业出版社，2004.endprint