一种滤波电路、电源电路及用电设备

文档序号:1924875 发布日期:2021-12-03 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 一种滤波电路、电源电路及用电设备 (Filter circuit, power supply circuit and electric equipment ) 是由 黄强 吴洪清 吴勇 濮兴昕 吴赟 于 2021-08-04 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种滤波电路、电源电路及用电设备,该滤波电路通过共模扼流圈抑制电源出线侧的高频共模电磁干扰,通过共模滤波旁路将所述高频共模电磁干扰旁路到电源的地线上,通过带阻模块改变滤波单元的阻抗特性,吸收地线上的高频共模电磁干扰,提高了对高频共模电磁干扰的滤波效果。(The invention relates to a filter circuit, a power supply circuit and electric equipment, wherein the filter circuit inhibits high-frequency common-mode electromagnetic interference on the outgoing line side of a power supply through a common-mode choke coil, bypasses the high-frequency common-mode electromagnetic interference to the ground line of the power supply through a common-mode filter bypass, changes the impedance characteristic of a filter unit through a band elimination module, absorbs the high-frequency common-mode electromagnetic interference on the ground line, and improves the filtering effect on the high-frequency common-mode electromagnetic interference.)

一种滤波电路、电源电路及用电设备

技术领域

本发明涉及滤波电路技术领域,具体涉及一种滤波电路、电源电路及用电设备。

背景技术

滤波电路作为抑制电磁干扰的重要手段,是电路设计中不可或缺的一部分。传统的滤波电路多以共模电感搭配Y电容,对电磁干扰进行衰减、旁路。但共模电感的寄生参数严重影响其高频阻抗特性,导致共模电感对高频电磁干扰的抑制效果并不理想。若将高频干扰直接旁路至机壳地,电磁干扰又会从地线传入电源线辐射导致测试不合格。

参见图1,现有技术公开了一种高低频段滤波装置及电器设备。该滤波装置使用高频陷波电感与第一Y电容Y1和第二Y电容Y2电容与共模扼流圈寄生电容发生并联谐振,在高频时呈高阻状态,抑制高频共模干扰流入地线。但共模扼流圈的寄生参数导致其高频阻抗特性差,高频干扰可直接通过L、N线传播,导致电源线辐射测试结果差。

参见图2,现有技术公开了一种具有电源滤波以及信号滤波的EMI滤波装置。该滤波装置在电源滤波电路中增加了一对由电感和串联穿心电容组成的接地穿心滤波器,去提高高频滤波效果。但由接地电容旁路到地上的高频干扰会通过空间耦合到电源线上,使得滤波电路失效,或者直接导致地线上高频干扰过大导致电源线辐射不能通过测试。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种滤波电路、电源电路及用电设备,以解决现有技术中滤波电路抑制高频共模电磁干扰效果差的问题。

根据本发明实施例的第一方面,提供一种滤波电路,包括:

至少一个滤波单元,所述滤波单元包括:

共模扼流圈,设置在电源的零线、火线上,用于抑制电源出线侧的高频共模电磁干扰;

共模滤波旁路,用于将所述高频共模电磁干扰旁路到电源的地线上;

带阻模块,设置在电源的地线上,用于吸收地线上的高频共模电磁干扰。

优选地,所述共模扼流圈的左右两侧,各设有一个差模滤波电容;

所述差模滤波电容,用于吸收电源出线侧的高频差模电磁干扰。

优选地,所述共模扼流圈的左右两侧,各设有一个所述共模滤波旁路;和/或,所述共模滤波旁路,包括:

Y电容,跨接在电源的零线、火线,及地线之间。

优选地,电源进线侧的共模滤波旁路,其左右两侧的地线上至少各设有一个所述带阻模块。

优选地,每两个共模滤波旁路之间的地线上,至少设有一个所述带阻模块。

优选地,所述地线与机壳地相连;

所述机壳地左右两侧的地线上,至少各设有一个所述带阻模块。

优选地,越靠近机壳地的带阻模块,其高频阻抗特征值越低。

所述带阻模块为以下形式中的一种或多种的组合,包括:

电阻、电感、电阻串联电感、穿心磁珠、磁环。

根据本发明实施例的第二方面,提供一种电源电路,包括:

上述的滤波电路。

根据本发明实施例的第三方面,提供一种用电设备,包括:

上述的电源电路。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

通过共模扼流圈抑制电源出线侧的高频共模电磁干扰,通过共模滤波旁路将所述高频共模电磁干扰旁路到电源的地线上,通过带阻模块改变滤波单元的阻抗特性,吸收地线上的高频共模电磁干扰,提高了对高频共模电磁干扰的滤波效果。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据背景技术示出的一种滤波电路的电路原理图;

图2是根据背景技术示出的一种滤波电路的电路原理图;

图3是根据一示例性实施例示出的一种滤波电路的电路原理图;

图4是根据一示例性实施例示出的带阻模块的示意图;

图5是根据一示例性实施例示出的用电设备未采用图3所示的滤波电路时的电磁干扰测试示意图;

图6是根据一示例性实施例示出的用电设备采用图3所示的滤波电路时的电磁干扰测试示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是,本发明所提及的高频电磁干扰(包括高频共模电磁干扰和高频差模电磁干扰),是指频段在10M H z-30M H z之间的电磁干扰;本发明所提及的低频电磁干扰(包括低频共模电磁干扰和低频差模电磁干扰),是指频段在150k H z-700k H z之间的电磁干扰。

实施例一

图3是根据一示例性实施例示出的一种滤波电路,如图3所示,该滤波电路包括:

至少一个滤波单元10,所述滤波单元10包括:

共模扼流圈(如图3中的共模扼流圈1或共模扼流圈2),设置在电源的零线、火线上,用于抑制电源出线侧的高频共模电磁干扰;

共模滤波旁路11,用于将所述高频共模电磁干扰旁路到电源的地线上;

带阻模块(如图3中的带阻模块1、带阻模块2、带阻模块3、带阻模块4),设置在电源的地线上,用于吸收地线上的高频共模电磁干扰。

可以理解的是,本实施例提供的技术方案,通过共模扼流圈抑制电源出线侧的高频共模电磁干扰,通过共模滤波旁路将所述高频共模电磁干扰旁路到电源的地线上,通过带阻模块改变滤波单元的阻抗特性,吸收地线上的高频共模电磁干扰,提高了对高频共模电磁干扰的滤波效果。

优选地,参见图3,

所述共模扼流圈的左右两侧,各设有一个差模滤波电容;

所述差模滤波电容,用于吸收电源出线侧的高频差模电磁干扰。

在本实施例中,所述差模滤波电容选用X电容。

例如,图3中共模扼流圈1左侧设有X电容1,右侧设置有X电容2;

共模扼流圈2左侧设有X电容2,右侧设置有X电容3。

所述共模扼流圈的左右两侧,各设有一个所述共模滤波旁路;和/或,

所述共模滤波旁路11,包括:

Y电容,跨接在电源的零线、火线,及地线之间。

例如,图3中共模扼流圈1的左侧设有Y电容1,右侧设有Y电容2;共模扼流圈2的左侧设有Y电容2,右侧设有Y电容3。

需要说明的是,X电容是跨接在电源线两线(L-N)之间的电容,一般选用金属薄膜电容;Y电容是分别跨接在电源线两线和地之间(L-E,N-E)的电容,一般是成对出现。基于漏电流的限制,Y电容值不能太大,一般X电容是uF级,Y电容是nF级。X电容抑制差模干扰,Y电容抑制共模干扰。

电源进线侧的共模滤波旁路,其左右两侧的地线上至少各设有一个所述带阻模块。

每两个共模滤波旁路之间的地线上,至少设有一个所述带阻模块。

例如,图3中电源进线侧的Y电容1的左侧设有带阻模块1,右侧设有带阻模块2;Y电容1和Y电容2之间设有带阻模块2;Y电容2和Y电容3之间设有带阻模块3和带阻4。

这样设置的好处在于,保证高频共模电磁干扰无论通过何种路径到地线上,都可以被地线上的带阻模吸收掉,保证滤波效果。

所述地线与机壳地相连;

所述机壳地左右两侧的地线上,至少各设有一个所述带阻模块。

越靠近机壳地的带阻模块,其高频阻抗特征值越低。

例如,图3中机壳地左右两侧的地线上,分别设有带阻模块3和带阻模块4。

参见图3,可设置带阻模块1>带阻模块2>带阻模块4>带阻模块3,该特征值可以通过阻抗分析仪进行测量。这样设置的好处在于,使得电源出线侧的高频差模电磁干扰尽可能地被靠近机壳地的滤波单元吸收掉,减少高频电磁差模电磁干扰的传播路径,提高滤波效果。

参见图4,所述带阻模块为以下形式中的一种或多种的组合,包括:

电阻、电感、电阻串联电感、穿心磁珠、磁环。

电阻阻抗一般小于1KΩ,一般选用水泥电阻;电感采用工字电感或普通环形差模电感,感量一般在0.1uH~3uH。

参见图3,图3所示的滤波电路包括二个滤波单元,为二阶滤波电路,该二阶滤波电路的工作原理如下:

当低频电磁干扰到来时,一路经过Y电容3,Y电容3将低频电磁干扰旁路到地线;另一路经过共模扼流圈2和X电容3,共模扼流圈2抑制低频共模电磁干扰,X电容3吸收低频差模电磁干扰。

通过共模扼流圈2和X电容3后残留的低频电磁干扰会进一步被下一个滤波单元滤波,例如,通过下一个滤波单元的Y电容2将残留的低频电磁干扰旁路到地线,通过共模扼流圈1抑制掉残留的低频共模电磁干扰,通过X电容2吸收掉残留的低频差模电磁干扰。通过共模扼流圈1和X电容2后残留的低频电磁干扰会被Y电容1旁路到地线,同时被X电容1吸收掉。

由于低频电磁干扰通过图3所示的滤波电路后,要么被共模滤波旁路传递到地线,要么被共模扼流圈抑制掉,要么被共模滤波电容吸收掉,从而使得图3所示的滤波电路能够满足低频电磁干扰的滤波特性测试要求(低频电磁干扰的滤波特性测试要求零线和火线上的电磁干扰辐射值尽可能为0)。

当高频电磁干扰到来时,一路经过Y电容3,Y电容3将高频共模电磁干扰旁路到地线,由于地线上设有带阻模块4,电阻模块4吸收掉高频共模电磁干扰,然后再将残留的共模电磁干扰泄放到机壳地,使得地线上残留的高频共模电磁干扰尽可能小;另一路经过共模扼流圈2和X电容3,共模扼流圈2抑制高频共模电磁干扰,X电容3吸收高频差模电磁干扰。

通过共模扼流圈2和X电容3后残留的高频电磁干扰会进一步被下一个滤波单元滤波,例如,通过下一个滤波单元的Y电容2将残留的高频电磁干扰旁路到地线,由于地线上设有带阻模块3,电阻模块3吸收掉高频共模电磁干扰,然后再将残留的共模电磁干扰泄放到机壳地,使得地线上残留的高频共模电磁干扰尽可能小;通过共模扼流圈1抑制掉残留的高频共模电磁干扰,通过X电容2吸收掉残留的高频差模电磁干扰。通过共模扼流圈1和X电容2后残留的高频电磁干扰会被Y电容1旁路到地线,由于地线上设有带阻模块2和电阻模块3,电阻模块2和3吸收掉高频共模电磁干扰,然后再将残留的共模电磁干扰泄放到机壳地,使得地线上残留的高频共模电磁干扰尽可能小;同时被X电容1吸收掉残留的高频差模电磁干扰。

由于高频电磁干扰通过图3所示的滤波电路后,要么被共模滤波旁路传递到地线后,被带阻模块吸收,要么被共模扼流圈抑制掉,要么被共模滤波电容吸收掉,从而使得图3所示的滤波电路能够满足高频电磁干扰的滤波特性测试要求(高频电磁干扰的滤波特性测试要求零线、火线及地线上的电磁干扰辐射值尽可能为0)。

需要说明的是,图3所示的滤波电路只是一种示例,在具体实践中,可以根据需要,增减图3所示的滤波电路中的滤波单元的个数及改变滤波单元的结构。例如,根据电源出线侧的路端阻抗情况,可以有选择地减少使用X电容3和/或Y电容3,保证滤波效果。任何在本实施例提供的这种滤波电路的电路结构上的变形,都在本实施例的保护范围内。

为了验证了图3所示的滤波电路的滤波性能,在具体实践中,将图3所示的滤波电路安装在一变频空调中。在实验中,带阻模块1采用地线单圈穿过纳米晶磁环,带阻模块2采用200Ω/2W电阻,带阻模块3采用50Ω/2W电阻,带阻模块4采用100Ω/2W电阻。

参见图5,当该变频空调未采用图3所示的滤波电路时,出现高频电磁干扰;参见图6,当该变频空调采用图3所示的滤波电路后,可以有效降低28MHz附近的电磁干扰的幅值。

可以理解的是,本实施例提供的技术方案,通过在地线上增加带阻模块,从而改变每一个滤波单元的高频阻抗特性,对电磁干扰进行合理分流,使得共模扼流圈同时发挥作用,衰减电磁干扰,从而增强滤波效果。

实施例二

根据一示例性实施例示出的一种电源电路,其特征在于,包括:

上述的滤波电路。

可以理解的是,本实施例提供的技术方案,由于包括上述的滤波电路,而上述的滤波电路通过共模扼流圈抑制电源出线侧的高频共模电磁干扰,通过共模滤波旁路将所述高频共模电磁干扰旁路到电源的地线上,通过带阻模块改变滤波单元的阻抗特性,吸收地线上的高频共模电磁干扰,提高了对高频共模电磁干扰的滤波效果,因此,本实施例提供的这种电源电路对高频共模电磁干扰的滤波效果好。

实施例三

根据一示例性实施例示出的一种用电设备,其特征在于,包括:

上述的电源电路。

需要说明的是,所述用电设备包括但不限于:变频空调、冰箱、洗衣机、电视机、新风机、加湿器、电饭煲等各种用电设备。

可以理解的是,本实施例提供的技术方案,由于包括上述的电源电路,而上述的电源电路包括上述的滤波电路,而上述的滤波电路通过共模扼流圈抑制电源出线侧的高频共模电磁干扰,通过共模滤波旁路将所述高频共模电磁干扰旁路到电源的地线上,通过带阻模块改变滤波单元的阻抗特性,吸收地线上的高频共模电磁干扰,提高了对高频共模电磁干扰的滤波效果,因此,本实施例提供的这种用电设备对高频共模电磁干扰的滤波效果好。

可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

12页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:具有电磁干扰防护功能的变压器监测终端装置及监测方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!