开关电源输入端抗辐射干扰滤波器
阅读说明：本技术 开关电源输入端抗辐射干扰滤波器 (Anti-radiation interference filter for input end of switching power supply ) 是由 陈雪峰 杨宇帆 于 2021-05-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了开关电源输入端抗辐射干扰滤波器,包括LC滤波电路与第二级LC滤波电路,第一级LC滤波电路与第二级LC滤波电路处于同一轴线处,第一级LC滤波电路包括C1环形管状电容、C2环形管状电容、C3差模电容、C4差模电容与第一线圈。通过环形管状电容和差模电容,采用以上设计的开关电源输入端抗辐射干扰滤波器,可直接更换普通EMI电源滤波器,使用开关电源输入端抗辐射干扰滤波器后,辐射发射(RE)测试结果良好,完全符合电磁兼容中辐射发射相关标准要求,有效的解决了开关电源输入端传导发射干扰和辐射发射干扰,并符合相关电磁兼容标准,可以广泛应用在有开关电源要求的民用、工业、军用电子设备产品上。(The invention discloses a radiation interference resistant filter at an input end of a switching power supply, which comprises an LC filter circuit and a second-stage LC filter circuit, wherein the first-stage LC filter circuit and the second-stage LC filter circuit are positioned at the same axis, and the first-stage LC filter circuit comprises a C1 annular tubular capacitor, a C2 annular tubular capacitor, a C3 differential mode capacitor, a C4 differential mode capacitor and a first coil. Through the annular tubular capacitor and the differential mode capacitor, the anti-radiation interference filter of the switching power supply input end is adopted, the common EMI power supply filter can be directly replaced, after the anti-radiation interference filter of the switching power supply input end is used, the Radiation Emission (RE) test result is good, the relevant standard requirements of radiation emission in electromagnetic compatibility are completely met, the conducted emission interference and the radiation emission interference of the switching power supply input end are effectively solved, the relevant electromagnetic compatibility standard is met, and the anti-radiation interference filter can be widely applied to civil, industrial and military electronic equipment products with the switching power supply requirements.)
技术领域
本发明属于电源技术领域，具体为开关电源输入端抗辐射干扰滤波器。
背景技术
电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，其特点是可为专用集成电路（ASIC)、数字信号处理器 (DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列 (FPGA) 及其他数字或模拟负载提供供电，一般来说，这类模块称为负载点 (POL) 电源供应系统或使用点电源供应系统 (PUPS)，由于模块式结构的优点甚多，因此模块电源广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等。
开关电源具有功耗小、高效率、高功率密度、体积小重量轻、稳压范围宽等优点，开关电源的缺点是产生较强的电磁干扰（EMI），EMI信号既具有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导发射和辐射发射会污染电磁环境，对通信设备和电子产品造成干扰，使得电子设备不符合相关电磁兼容标准的要求，开关电源干扰的主要途径是电源的输入端，其干扰主要是传导发射干扰和辐射发射干扰。
发明内容
本发明的目的在于：通过环形管状电容和差模电容，采用以上设计的开关电源输入端抗辐射干扰滤波器，可直接更换普通EMI电源滤波器，使用开关电源输入端抗辐射干扰滤波器后，辐射发射（RE）测试结果良好，完全符合电磁兼容中辐射发射相关标准要求，有效的解决了开关电源输入端传导发射干扰和辐射发射干扰，保障了电子产品能正常良好地工作，并符合相关电磁兼容标准，可以广泛应用在有开关电源要求的民用、工业、军用电子设备产品上。
本发明采用的技术方案如下：开关电源输入端抗辐射干扰滤波器，包括LC滤波电路与第二级LC滤波电路，所述第一级LC滤波电路与第二级LC滤波电路处于同一轴线处，所述第一级LC滤波电路包括C1环形管状电容、C2环形管状电容、C3差模电容、C4差模电容与第一线圈，所述C1环形管状电容与C2环形管状电容的内壁分别嵌设有开关电源正极与开关电源负极，所述开关电源正极与开关电源负极的电极端通过导线分别与C3差模电容的两个电极端电性连接，所述第一线圈共设置有两个，每个所述第一线圈的电极端均通过导线分别与C3差模电容的两个电极端电性连接；
第二级LC滤波电路包括C9环形管状电容、C1环形管状电容、C8差模电容、C4差模电容、C5环形管状电容、C6环形管状电容与第二线圈，所述C9环形管状电容与C1环形管状电容的内壁分别嵌设于开关电源正极与开关电源负极的一端处，所述第二线圈共设置有两个，每个所述第二线圈的电极端均通过导线分别与C8差模电容的两个电极端电性连接，其中一个所述第一线圈与第二线圈相互靠近的一端通过C5环形管状电容相互电性连接，剩余一个所述第一线圈与第二线圈相互靠近的一端通过C6环形管状电容相互电性连接。
进一步的，所述C1环形管状电容与C9环形管状电容的电极端通过导线电性连接有开关电源正极。
进一步的，所述C2环形管状电容与C1环形管状电容的电极端通过导线电性连接有开关电源负极。
进一步的，两个所述第一线圈与第二线圈的内壁中心处均嵌设有磁芯。
进一步的，所述C1环形管状电容、C2环形管状电容、C9环形管状电容与C1环形管状电容的外壁嵌设有金属外壳。
进一步的，所述C5环形管状电容与C6环形管状电容嵌设于金属外壳的内壁中心两侧处。
进一步的，所述C3差模电容、C4差模电容、C7差模电容与C8差模电容由一个或多个电容器组成，所述电容材质、容量及耐压可根据实际使用灵活选择。
进一步的，所述导线根据实际的功率选用合适直径的导线。
进一步的，所述C1环形管状电容、C2环形管状电容、C5环形管状电容、C6环形管状电容、C9环形管状电容与C1环形管状电容的金属外壁与金属外壳电性连接。
进一步的，所述C1环形管状电容、C2环形管状电容、C5环形管状电容、C6环形管状电容、C9环形管状电容与C1环形管状电容的内壁均滑动嵌设有橡胶环。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，通过环形管状电容和差模电容，采用以上设计的开关电源输入端抗辐射干扰滤波器，可直接更换普通EMI电源滤波器，使用开关电源输入端抗辐射干扰滤波器后，辐射发射（RE）测试结果良好，完全符合电磁兼容中辐射发射相关标准要求，有效的解决了开关电源输入端传导发射干扰和辐射发射干扰，保障了电子产品能正常良好地工作，并符合相关电磁兼容标准，可以广泛应用在有开关电源要求的民用、工业、军用电子设备产品上。
附图说明
图1为本发明的电路示意图；
图2为本发明的传导发射（CE102）测试结果示意图；
图3为本发明没有使用开关电源输入端抗辐射干扰滤波器的辐射发射（RE）测试示意图；
图4为本发明的使用开关电源输入端抗辐射干扰滤波器辐射发射（RE）测试示意图。
图中标记：1、C1环形管状电容；2、C2环形管状电容；3、C3差模电容；4、C4差模电容；5、C5环形管状电容；6、C6环形管状电容；7、C7差模电容；8、C8差模电容；9、C9环形管状电容；10、C10环形管状电容；11、第一线圈；12、第二线圈；13、开关电源正极；14、开关电源负极；15、金属外壳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
开关电源输入端抗辐射干扰滤波器，包括LC滤波电路与第二级LC滤波电路，第一级LC滤波电路与第二级LC滤波电路处于同一轴线处，所述第一级LC滤波电路包括C1环形管状电容1、C2环形管状电容2、C3差模电容3、C4差模电容4与第一线圈11，C1环形管状电容1与C2环形管状电容2的内壁分别嵌设有开关电源正极13与开关电源负极14，开关电源正极13与开关电源负极14的电极端通过导线分别与C3差模电容3的两个电极端电性连接，第一线圈11共设置有两个，每个第一线圈11的电极端均通过导线分别与C3差模电容3的两个电极端电性连接；
第二级LC滤波电路包括C9环形管状电容9、C1环形管状电容1、C8差模电容8、C4差模电容4、C5环形管状电容5、C6环形管状电容6与第二线圈12，C9环形管状电容9与C1环形管状电容1的内壁分别嵌设于开关电源正极13与开关电源负极14的一端处，第二线圈12共设置有两个，每个第二线圈12的电极端均通过导线分别与C8差模电容8的两个电极端电性连接，其中一个第一线圈11与第二线圈12相互靠近的一端通过C5环形管状电容5相互电性连接，剩余一个第一线圈11与第二线圈12相互靠近的一端通过C6环形管状电容6相互电性连接，环形管状电容由于它直接安装在金属面板上，因此它的接地电感更小，几乎没有引线电感的影响，另外，它的输入输出端被金属板隔离，消除了高频耦合，这两个特点决定了环形管状电容具有接近理想电容的滤波效果，环形管状电容的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 10Kz到10GHz 频率范围内，提供了极好的抑制效果，环境适应性好：环形管状电容高度防潮、 防腐蚀、防其他可能在军事应用中遇到的恶劣环境的影响，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，环形管状电容空心管状设计，可容纳高导金属线缆穿心通过，适用于大电流高功率应用；同时，其可选系列高达2.5KVac以上耐压，允许其在20Vac交流类及各类直流开关电源使用，环形管状电容外形，开关电源输入端抗辐射干扰滤波器，同时采用多级LC高频、低频共模及差模滤波器组合，对整过10Kz到10GHz 频率范围内的辐射干扰均具有良好的抑制效果，采用金属外壳15一体化设计，采用二腔体组合，C3差模电容、第一线圈11、C4差模电容等第一级LC滤波电路，滤除开关电源反馈到输入端的高频辐射干扰，C3差模电容、C7差模电容、第二线圈12与C8差模电容，第二级LC滤波电路，滤除开关电源反馈到输入端的中、低频频辐射干扰。
具体的，C1环形管状电容1与C9环形管状电容9的电极端通过导线电性连接有开关电源正极13。
具体的，C2环形管状电容2与C1环形管状电容1的电极端通过导线电性连接有开关电源负极14。
具体的，两个第一线圈11与第二线圈12的内壁中心处均嵌设有磁芯。
具体的，C1环形管状电容1、C2环形管状电容2、C9环形管状电容9与C1环形管状电容1的外壁嵌设有金属外壳15。
具体的，C5环形管状电容5与C6环形管状电容6嵌设于金属外壳15的内壁中心两侧处。
具体的，C3差模电容3、C4差模电容4、C7差模电容7与C8差模电容8由一个或多个电容器组成，电容材质、容量及耐压可根据实际使用灵活选择。
具体的，导线根据实际的功率选用合适直径的导线。
具体的，C1环形管状电容1、C2环形管状电容2、C5环形管状电容5、C6环形管状电容6、C9环形管状电容9与C1环形管状电容1的金属外壁与金属外壳15电性连接。
具体的，C1环形管状电容1、C2环形管状电容2、C5环形管状电容5、C6环形管状电容6、C9环形管状电容9与C1环形管状电容1的内壁均滑动嵌设有橡胶环。
使用时：C1环形管状电容等由于它直接安装在金属外壳的金属面板上，因此它的接地电感更小，几乎没有引线电感的影响，另外，它的输入输出端被金属板隔离，消除了高频耦合，这两个特点决定了环形管状电容具有接近理想电容的滤波效果，环形管状电容的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 10Kz到10GHz 频率范围内，提供了极好的抑制效果，环境适应性好：环形管状电容高度防潮、 防腐蚀、防其他可能在军事应用中遇到的恶劣环境的影响，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，环形管状电容空心管状设计，可容纳高导金属线缆穿心通过，适用于大电流高功率应用；同时，其可选系列高达2.5KVac以上耐压，允许其在20Vac交流类及各类直流开关电源使用。
的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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