电力线载波通信EMI滤波电路研究

2 滤波电路设计
基于以上对于电力线通信电磁兼容性的分析，可以在电力线通信系统的收端接一个EMI滤波器，用以抑制系统所产生的共模干扰。由于两根电力线不可能完全重合，也就是说差模电流所产生的电磁场不能完全抵消，所以在设计滤波电路时，也应考虑到差模干扰的抑制。
EMI滤波电路基本网络结构如图3所示。

图3中，差模抑制电容为Cl和C2，共模抑制电容为C3和C4，共模电感为L，并将共模电感缠绕在铁氧体磁芯圆环上，构成共模扼流圈。共模扼流圈对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。由于干扰信号有差模和共模两种，因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。其基本原理为：
(1)利用电容通高频隔低频的特性，将电源正极，电源负极高频干扰电流导入地线(共模)，或将电源正极高频干扰电流导入电源负极(差模)。
(2)利用电感线圈的阻抗特性，将高频干扰电流反射回干扰源。

3 实验结果
在图3滤波电路中取差模电容C1，C2为7 000 pF，共模电容C3，C4为0．015 μF，共模扼流圈磁芯采用锰一锌铁氧体，每路绕30匝，电感量为3．7 mH。
3．1 EMI滤波网络滤波性能仿真
图4为干扰噪声随频率关系的模拟仿真，由此可见干扰信号的频率越高，则干扰信号通过该滤波网络后衰减越大。共模干扰的频率一般在2 MHz以上，所以说该滤波电路能对共模干扰起到良好的抑制作用。

3．2 EMI滤波网络输出结果分析
当采用输入为24 V，输出为12 V，功率为25 W的开关电源模拟输入信号时，用带宽为20 MHz的示波器测得滤波前后信号纹波分别为50 mV和5 mV。由此可见该滤波网络对干扰信号衰减了20 dB，良好地抑制了电路中所产生的干扰噪声。

4 结 语
电力线通信技术作为一种强有力的手段，有着雄厚的发展基础和广阔的市场，应有其使用和生存的发展环境和空间。但是，低压电力线并不是专门用来传输通信数据的，它的拓扑结构和物理特性都与传统的通信传输介质(如双绞线、同轴电缆、光纤等)不同。它在传输通信信号时信道特性相当复杂，负载多、噪声干扰强、信道衰减大，通信环境相当恶劣。目前还有很多亟待解决的问题，例如PLC的电磁辐射问题，调制技术和编码技术的改进，通信信号衰减的抑制等。本文研究的EMI滤波电路旨在抑制接收端由于共模电流和差模电流产生的共模和差模干扰，今后还有待于结合电磁原理，在PLC设备和网络的电路及电磁辐射特性等方面做深入研究。