管状电容

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什么是馈通滤波器

馈通滤波器又名低通滤波器、穿心电容，EMI滤波器。是一种由电感和电容组成的无源滤波器。它能让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰有抑制作用。该滤波器是近年来被推广应用的一种新型元器件。它能有效地抑制电网噪声，提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性，可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源、测控系统等领域。

馈通滤波器、低通滤波器、穿心电容，EMI滤波器的构成
　　滤波器所用的电容一般为陶瓷电容。由于其物理结构，这种陶瓷电容又称为穿心式电容。
　　穿心式电容自电感较普通电容小得多，故而自谐振频率很高。同时，穿心式设计，也有效地防止了高频信号从输入端直接耦合到输出端。这种低通高阻的组合，在 1GHz 频率范围内，提供了极好的抑制效果。
　　最简单的穿心结构是由内外电极和陶瓷构成的一个（ C 型）或两个电容（ Pi 型）。这种电容的容量可从 10pF ，工作电压可达 2000VDC 。管式穿心电容因为其同轴性，即使在 10GHz 频率，也不会产生明显的自谐振。
　　穿心电容的介质为陶瓷介质，而陶瓷电容的容量会随环境温度变化而变化，这种容量变化会影响滤波器的滤波截止率。陶瓷电容的容量温度变化率是由陶瓷介质本身决定的。因此，选择适当的陶瓷介质非常重要。常见陶瓷介质及其容量温度变化率如下：

EIA介质类别

COG（NP0）

X7R

Z5U

Y5V

超稳定

稳定

一般用途

工作温度范围

-55℃~ 125℃  

-55℃~ 125℃  

-10℃~ 85℃ 

-30℃~ 85℃ 

最大容量温度变化率

0±30ppm/℃ 

± 15 %

-22% ~ 56 %

-22%~ 82%

绝缘电阻 Ri

≥104mΩ

Cr ≤ 25nF Ri ≤ 4000MΩ
Cr ≤ 25nF Ri* ≤ 100S

损耗（ tanб ）

Cr>50pF≤0.015
Cr≤50pF≤0.015
（15/Cr 0.7）

<0.025

<0.030

0.050

介质强度

工作电压

200V

500V

>1KV

施加工作电压的倍数（加压时间 5 秒，充电电流 50max ）

X2.5

X2.5

X2.5

X2.5

X1.5

X1.5

X1.5

—

X1.5

X125

—

—

老化率10进对数时间

0

1 %

6 %

6 %

穿心电容、馈通滤波器、EMI滤波器、低通滤波器有几种常见电路形式：

穿心电容的内部电路形式有很多种，利用电容和铁氧体磁珠按照不同的电路结构组合起来，可以构成C、LC、Pi、T型等滤波电路。这些电路提供了不同的滤波特性。滤波器的器件越多，通带与阻带之间的过渡带越短，插入损耗越大。

   C型滤波器，单电容结构。是一种避免高频对地的噪音干扰的低自感应装置,适用于信号线滤波和直流电源线滤波，适合应用于高阻抗源和高负载的场合。

   LC型滤波器，这是款带有电感元件和电容元件的EMI滤波器。不同的安装方式(方向)可以分别用于源阻抗高、负载阻抗低，或源阻抗低、负载阻抗高的场合。

Pi型滤波器，是由两个电容元件和在两个电容元件之间的一个电感元件组成。 比C型，LC型结构提供更好的高频滤波性能。适用于源阻抗和负载阻抗都高，并且对干扰抑制性能要求高（插入损耗）的场合。 

 T型滤波器，由两个电感元件和一个电容元件组成。它和Pi 型滤波结构相似，但没有Pi型滤波器应用广泛,适用于源阻抗和负载阻抗都低，并且对干扰抑制性能要求高（插入损耗）的场合。 

EMI的安装方式：

穿心电容安装方式有焊接式和螺纹式两种，且必需安装在具有很低接地阻抗的金属板上，金属板既作滤波接地又起隔离滤波器输入、输出端耦合作用。

 EMI滤波器特性和应用：

1）焊接式EMI滤波器

焊接式EMI滤波器是对于安装空间狭小时最理想的产品；

应用：主要用于滤波信号、数据线和AC电源线；

电信设备、传输设备、微波滤波器、工控机、复合电路滤波器组件；

尺寸小：有效利用空间；

额定电压：可达1000VDC；

多种电路结构：C型、Pi型、L型电路都可以提供；

高温构造：可以防止安装时的回流；

认证：可供MIL-F-15733 QPL 和 MIL-C-11015 (CK99)认证的滤波器；

2）树脂密封螺纹式EMI滤波器

树脂密封螺栓式EMI滤波器用所配的螺母和垫圈可以很方便地安装到通孔位置；

在坚固外壳的两端用树脂密封提供良好的环境保护；

应用：主要用于信号、数据线、DC电源线滤波；其中微型挤压安装或螺装是应用在不宜焊接时的理想选择，适合微波及其他高频应用；

电压：可到达2500VDC/240VAC

认证：可供MIL-F-15733认证产品

电路结构：C型、L型、Pi型

3）高电流高电压树脂密封EMI滤波器

应用：高电流滤波器主要应用于高流开关式电源、DC充电系统；

    高电压滤波器主要应用于高压电源、坚固螺栓式结构容易安装；  

特点：高电流可达100Amps

电压：可达2500VDC和240VAC@400HZ  

4）玻璃密封高性能EMI滤波器

此系列滤波器采用玻璃密封装、具有优良EMI滤波性能；对那些在恶劣的环境仍要求高可靠性滤波的， 这款产品是最好的选择，可供10KHz 到大于10GHz的宽频高性能EMI滤波，玻璃密封系列高度防潮、防腐蚀、防其他可能在军事应用中遇到的恶劣环境的影响。

应用：电源、信号线、火箭点火装置、飞机、军事通讯、医疗设备、多段式滤波；

优化设计: 多种尺寸形状及C 、L和Pi型电路供选择、瞬间抑制Pi、T、&TT电路可选；

可靠性: 参照MIL-F-15733和MIL-F-28861标准制造、符合QPL要求；

     基于MIL-F-28861、太空应用“S”级水平

FED/MIL认证: 符合MIL-F-15733和 MIL-F-28861标准

特性: 插入损耗范围 0.01MHz-10GHz

电容量和温度特性:  1pF-1μF;NPO、X7R、Z5U等

温度范围: -55℃- 125℃ ；-40℃- 85℃

最大电压值: 400VDC 240VAC@400Hz  

最大电流: 30Amps

穿心电容、馈通滤波器安装注意事项

　　穿心式滤波器的核心是盘状多层或管状陶瓷电容器。与其他陶瓷物品一样，会受到温度突变、机械震动和过高电压而损坏。在安装穿心式滤波器到板面上，焊接滤波器的导针以及整形时必须小心将各类应力减小到最小。

安装螺纹型穿越式滤波器

　　安装旋转力—在将滤波器安装到隔板或面板时应使用相对外壳推荐的安装旋转力。这点很重要。否则，由于外壳的变形可以引起里面电容器损坏。当安装到螺纹孔，最大安装扭转力应采用推荐给用螺母的 50% 。

　　安装工具—六角形的滤波器应用合适的套管工个安装。圆形的采用以下方法（不能用钳子工具来安装，以免破坏滤波器）。

　　顶部带开槽的圆形滤波器打用简单专用工具旋进螺纹孔。

　　接地—为了保证滤波器的正常工作，滤波器的外壳必须足够连接到面板的地，从而为干扰提供有效通路。不推荐采用粘合剂锁定，如果要使用，则应该在滤波器安装完毕后才使用。

　　最小板厚—用户应该注意到有时穿心式滤波器在螺纹和壳体的安装边缘之间有退刀槽。当装进板内的厚度小于这个退刀槽的长度时，螺纹孔的紧密配合与滤波器的定位方面便会产生问题。因此，在可能的情况下，面板的厚度都应该大于这个退刀槽的长度。

　　最大板厚—这指标用做保证包括使用垫片的情况下，螺母能完全齿。

安装直接焊接穿越式滤波器

　　焊接过程应该控制到滤波器不会受到突变热冲击导致内部陶瓷电容破裂。

　　预热升温时速度保持在 2 ℃/秒。实际上，在乎于不同基板和元件，在 1.5 ~4 ℃/秒范围内都有成功焊接的例子。

　　焊接前采用均热区是很有用的。这样使基板温度均匀而不致于变形。在冷却时，任何基板变形恢复会产生损坏滤波器的应力。

　　焊接材料可 SN60 ， SN62 或相近类型。

　　焊接时间应该减到，并温度应该控制到不超过 250 ℃（适合于焊接式穿心系列）。冷却至室温应采用自然冷却。让焊接点的温差应力逐松弛，避免气流冷却。强行气流冷却会带来温差损害，焊接后马上用冷液体清洁会使陶瓷电容破坏。

接线端焊接

　　无论是螺装型或直接焊接型，将导针焊接时都应该注意以下各点：

　　烙铁端的温度不宜超过 300 ℃，焊接材料时间最长 3 ~ 5 秒，尽减小热冲击破坏电容的危险

　　焊接材料可 SN60 ， SN62 或相近类型。

　　在焊接点与壳体之间尽可能用散热器，特别在焊接时间较长的情况尤其重要。

导针的弯曲的修剪

　　滤波器导针的弯曲不应在环氧密封的 4mm 之内进行，修剪导针时应把导针支撑起。

EMI滤波器种类

片式滤波器

有贴片式和引线式两种，体积小，可用于表面安装，节约 PCB 空间和安装时间。

树脂密封封装滤波器

这种滤波器根据安装方式不同分为两种：焊接式和螺纹安装式，电路结构有 C 型、 L 型、 LC 型、 Pi 型、 T 型可以选用。

玻璃密封封装滤波器

采用玻璃封装，适用于恶劣的环境，滤波性能高，广泛用于军用、航空等领域。电路结构有 C 型、 LC 型、 Pi 型、 T 型和双 T 型。

滤波阵列

滤波阵列是多个焊接式滤波器的组合，可根据客户要求选择多个不同滤波特性的滤波器，焊接在同一底板上。滤波阵列可用排县插接，安装使用非常方便。

滤波连接器

滤波连接器是在标准连接器上加装滤波器。滤波连接器使用有 I/O 接口上，能提供良好的电磁干扰抑制效果。滤波连接器有 D 型、圆形等各种形式，可与标准连接器对接。

电源滤波器

电源滤波器用于电路的供电系统，可以抑制经由电源线传导给电路的电磁干扰，也可以抑制电路产生的干扰反馈到供电电源，是解决 EMI 问题最经济的选择。

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