專利名稱：一種開(kāi)關(guān)電源的三相輸入濾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源領(lǐng)域，尤其涉及開(kāi)關(guān)電源中的三相輸入濾波裝置。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)用于通信等領(lǐng)域的開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容(EMC)性能要求越來(lái)越嚴(yán)格。而輸入濾波技術(shù)就是提高開(kāi)關(guān)電源的EMC性能的主要方法之一。而電源單體功率的不斷增大，采用三相輸入方式已是一種趨勢(shì)。現(xiàn)有的三相輸入濾波裝置，
圖1所示是一種現(xiàn)有濾波裝置的典型電路原理示意圖，主要包括兩個(gè)共模電感、兩級(jí)共模電容、三級(jí)差模電容、三級(jí)差模電容的公共點(diǎn)到地的三個(gè)共模電容。其連接方式是三相進(jìn)線輸入端A1、B1、C1依次經(jīng)過(guò)X電容CX11、CX12、CX13，共模電感L1，X電容CX21、CX22、CX23，Y電容CY1、CY2、CY3，共模電感L2，X電容CX31、CX32、CX33，Y電容CY7～CY9，最后到輸入濾波裝置的輸出端。X電容CX11、CX12和CX13，CX21、CX22和CX23，CX31、CX32和CX33各有一個(gè)公共點(diǎn)，公共點(diǎn)到地分別接共模電容CY4、CY5、CY6?，F(xiàn)有的三相輸入濾波裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所用元器件較多。如圖1中的差模電容CX21、CX22、CX23和輸出端口的共模電容CY7、CY8、CY9要用多個(gè)電容，而且接在差模電容公共點(diǎn)到地的電容CY4、CY5、CY6，由于三相電壓不可能完全平衡，不平衡的電流將通過(guò)該電容流入地回路，產(chǎn)生干擾，影響三相輸入濾波裝置的濾波效果。當(dāng)這一電容出現(xiàn)在濾波裝置的輸入端時(shí)，如圖1中的CY4，其產(chǎn)生的干擾影響更大。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另一種濾波裝置的典型電路原理示意圖，與圖1相比多用了一級(jí)差模電感，主要包括兩個(gè)共模電感、兩級(jí)共模電容、三級(jí)差模電容和一個(gè)差模電感。其連接方式是三相進(jìn)線輸入端A1、B1、C1依次經(jīng)過(guò)X電容CX11、CX12、CX13，共模電感L1，X電容CX21、CX22、CX23，Y電容CY1、CY2、CY3，共模電感L2，X電容CX31、CX32、CX33，差模電感L3、L4、L5，Y電容CY7～CY9，最后到輸入濾波裝置的輸出端。X電容CX11、CX12和CX13，CX21、CX22和CX23，CX31、CX32和CX33各有一個(gè)公共點(diǎn)。
由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的濾波裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、所用元器件多，成本高。由于三相電壓不可能完全平衡，不平衡的電流將通過(guò)電容流入地回路，產(chǎn)生干擾，得不到很好的濾波效果。
本實(shí)用新型提供了一種開(kāi)關(guān)電源三相輸入濾波裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的濾波效果差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、所用元器件的問(wèn)題，而且可以節(jié)省成本。
一種開(kāi)關(guān)電源的三相輸入濾波裝置，包括電感L1、L2，X電容CX11、CX12、CX13、CX21、CX22、CX23和Y電容CY1、CY2、CY3，和電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6。
其中，6個(gè)X電容相等，3個(gè)Y電容相同；電感L1、L2均為共模電感，且L1、L2采用高導(dǎo)磁率的磁芯材料-Mn-Zn鐵氧體。電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6也相等。
所述濾波裝置的三相交流輸入端口A1、B1、C1，分別與電網(wǎng)的三根相線相連，G為地線，與大地相接；A1、B1、C1分別接至X電容CX11、CX12、CX13的一端和共模電感L1的“1”、“3”、“5”端，X電容CX11、CX12、CX13，采用星型連接方式，其另一端接在一起，公共點(diǎn)為M，或者X電容CX11、CX12、CX13采用三角型連接方式，每個(gè)電容分別跨接在A1與B1、B1與C1、C1與A1兩相之間；共模電感L1的“2”、“4”、“6”端分別經(jīng)過(guò)Y電容CY1、CY2、CY3的一端與共模電感L2的“1”、“3”、“5”端相連，CY1、CY2、CY3另一端接地；共模電感L2的“2”、“4”、“6”端分別與X電容CX21、CX22、CX23的一端相連，X電容CX21、CX22、CX23，采用星型連接方式，其另一端接在一起，公共點(diǎn)為N，或者X電容CX11、CX22、CX23采用三角型連接方式，每個(gè)電容分別跨接在A2與B2、B2與C2、C2與A2兩相之間；共模電感L2的“2”、“4”、“6”端經(jīng)過(guò)一組斷電放電電阻R1～R6后，分別接至濾波裝置的輸出端A2、B2、C2；共模電感的“1、2”、“3、4”和“5、6”為一個(gè)繞組；共模電感的“1”、“3”、“5”為一組同名端，“2”、“4”、“6”為另一組同名端；斷電放電電阻R1～R6采取三角型連接方式，即電阻R1與R2串聯(lián)，跨接于A2與B2兩相之間，電阻R3與R4串聯(lián)，跨接于B2與C2兩相之間，電阻R5與R6串聯(lián)，跨接于C2與A2兩相之間；所述濾波裝置的輸出端口A2、B2、C2接至開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的三相整流橋的交流輸入端。
所述濾波裝置的輸入、輸出完全對(duì)稱，輸入、輸出可互換使用。
采用所述濾波裝置，省去了共模電感之間的差模電容，省去了M、N兩點(diǎn)到地及濾波裝置輸出端口的共模電容，且不再需要差模電感，簡(jiǎn)化了電路，減少了元器件，節(jié)省了成本。省去M、N兩點(diǎn)到地的電容后，還減少了由于三相不平衡流入地回路的干擾電流，抑制干擾的效果明顯提高。
所述濾波裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，輸入、輸出完全對(duì)稱，輸入、輸出可互換使用，既能有效地抑制開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部產(chǎn)生的電磁干擾，還可以降低開(kāi)關(guān)電源對(duì)來(lái)自外部電磁干擾的敏感度，提高了抗干擾的能力。
圖1是一種現(xiàn)有濾波裝置的典型電路原理示意圖；圖2是另一種現(xiàn)有濾波裝置的典型電路原理示意圖；圖3是本實(shí)用新型的輸入濾波裝置原理示意圖；圖4是本實(shí)用新型所述的另一種輸入濾波裝置示意圖；圖5是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖3是本實(shí)用新型的輸入濾波裝置原理示意圖。包括兩個(gè)共模電感、一級(jí)共模電容、兩級(jí)差模電容。其連接方式是三相進(jìn)線輸入端A1、B1、C1依次經(jīng)過(guò)X電容CX11、CX12、CX13，共模電感L1，Y電容CY1、CY2、CY3，共模電感L2，X電容CX21、CX22、CX23，最后到達(dá)輸入濾波裝置的輸出端。與現(xiàn)有的典型濾波裝置(如圖1、圖2所示)相比，去掉了差模電感、輸出端口的共模電容、共模電感之間的差模電容、差模電容公共點(diǎn)到地的Y電容，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、元器件數(shù)量減少、成本降低。
圖4是本實(shí)用新型的輸入濾波裝置方案的變形，即圖3的變形。與圖3的區(qū)別在于，差模電容的連接方法不同，圖3的差模電容的連接方法是星形，而圖4的差模電容的采用三角形連接。要注意的是采用三角形連接時(shí)要求差模電容的電壓等級(jí)較高(相對(duì)星形連接而言)。
如圖5所示，其中包括輸入端A1、B1、C1，接地端E，輸出端Vo+、Vo-；由X電容CX11、CX12、CX13、共模電感L1、Y電容CY1、CY2、CY3、共模電感L2、X電容CX21、CX22、CX23和放電電阻R1～R6組成的輸入濾波裝置；由整流橋VB1組成整流電路，將輸入三相交流轉(zhuǎn)換為直流；濾波電感LP、濾波電容C1組成LC濾波裝置，同時(shí)可提高電路的功率因數(shù)；由四個(gè)開(kāi)關(guān)管VT1～VT4和開(kāi)關(guān)變壓器T組成的逆變電路；整流輸出濾波裝置。
輸入的三相交流電壓從A1、B1、C1端輸入，依次經(jīng)過(guò)X電容CX11、CX12、CX13的一端與共模電感L1的“1”、“3”、“5”端相連，X電容CX11、CX12、CX13的另一端接在一起，公共點(diǎn)為M；共模電感L1的“2”、“4”、“6”端分別經(jīng)過(guò)Y電容CY1～CY3的一端與共模電感L2的“1”、“3”、“5”端相連，CY1～CY3另一端接地；共模電感L2的“2”、“4”、“6”端分別經(jīng)過(guò)X電容CX21、CX22、CX23的一端(X電容CX21、CX22、CX23的另一端接在一起，公共點(diǎn)為N；共模電感的“1、2”、“3、4”和“5、6”為一個(gè)繞組；共模電感的“1”、“3”、“5”為一組同名端，“2”、“4”、“6”為另一組同名端。)輸入到整流橋VB1的三個(gè)交流輸入端進(jìn)行整流，將交流電壓變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓，經(jīng)過(guò)LC濾波后變?yōu)楸容^平滑的直流電壓(同時(shí)LC濾波還能起到校正功率因數(shù)的作用)，再到逆變電路將平滑的直流電壓變?yōu)槊}沖電壓，高頻開(kāi)關(guān)變壓器T降壓，最后經(jīng)過(guò)全波整流濾波后輸出到負(fù)載RL。
電磁干擾通常以兩種方式存在共模和差模干擾。由差?；騒電容CX11、CX12、CX13、CX21、CX22、CX23和共模電感L1、L2的漏感及其由于不對(duì)稱所產(chǎn)生的差模成(由于這個(gè)原因，輸入濾波裝置中的差模電感可去掉。)分共同作用，可抑制來(lái)自于電網(wǎng)或由開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部產(chǎn)生企圖進(jìn)入電網(wǎng)的差模干擾；由共?；験電容CY1～CY3和共模電感L1、L2共同作用，可抑制來(lái)自于電網(wǎng)或由開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部產(chǎn)生企圖進(jìn)入電網(wǎng)的共模干擾。輸入濾波裝置的輸入和輸出端不加共模電容，滿足最大失配原則，還可以減少地回路中的電磁騷擾電流。
該濾波裝置的傳導(dǎo)和輻射騷擾測(cè)試結(jié)果均低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的B級(jí)限值要求，且還有很大的余量。
權(quán)利要求1一種開(kāi)關(guān)電源的三相輸入濾波裝置，包括電感L1、L2，X電容CX11、CX12、CX13、CX21、CX22、CX23，Y電容CY1、CY2、CY3，和電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，其特征在于所述濾波裝置的三相交流輸入端口A1、B1、C1，分別與電網(wǎng)的三根相線相連，G為地線，與大地相接；A1、B1、C1分別接至X電容CX11、CX12、CX13的一端和共模電感L1的“1”、“3”、“5”端，X電容CX11、CX12、CX13，采用星型連接方式，其另一端接在一起，公共點(diǎn)為M；或者X電容CX11、CX12、CX13采用三角型連接方式，每個(gè)電容分別跨接在A1與B1、B1與C1、C1與A1兩相之間；共模電感L1的“2”、“4”、“6”端分別經(jīng)過(guò)Y電容CY1、CY2、CY3的一端與共模電感L2的“1”、“3”、“5”端相連，CY1、CY2、CY3另一端接地；共模電感L2的“2”、“4”、“6”端分別與X電容CX21、CX22、CX23的一端相連，X電容CX21、CX22、CX23，采用星型連接方式，其另一端接在一起，公共點(diǎn)為N；或者X電容CX11、CX22、CX23采用三角型連接方式，每個(gè)電容分別跨接在A2與B2、B2與C2、C2與A2之間；共模電感L2的“2”、“4”、“6”端經(jīng)過(guò)一組斷電放電電阻R1～R6后，分別接至濾波裝置的輸出端A2、B2、C2；共模電感的“1、2”、“3、4”和“5、6”為一個(gè)繞組；共模電感的“1”、“3”、“5”為一組同名端，“2”、“4”、“6”為另一組同名端；斷電放電電阻R1～R6采取三角型連接方式，即電阻R1與R2串聯(lián)，跨接于A2與B2兩相之間，電阻R3與R4串聯(lián)，跨接于B2與C2兩相之間，電阻R5與R6串聯(lián)，跨接于C2與A2兩相之間；所述濾波裝置的輸出端口A2、B2、C2接至開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的三相整流橋的交流輸入端。
2如權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電源的三相輸入濾波裝置，其特征在于6個(gè)X電容CX11、CX12、CX13、CX21、CX22、CX23相同，3個(gè)Y電容相同，電感L1，L2均為共模電感，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6相等。
3如權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電源的三相輸入濾波裝置，其特征在于共模電感L1、L2采用高導(dǎo)磁率的磁芯材料-Mn-Zn鐵氧體。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種開(kāi)關(guān)電源的三相輸入濾波裝置,包括:兩個(gè)共模電感、一級(jí)共模電容、兩級(jí)差模電容和斷電放電電阻,三相進(jìn)線輸入端A1、B1、C1依次經(jīng)過(guò)X電容CX11、CX12、CX13,共模電感L1,Y電容CY1、CY2、CY3,共模電感L2,X電容CX21、CX22、CX23,最后到達(dá)輸入濾波裝置的輸出端,與現(xiàn)有技術(shù)相比,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、減少了元器件數(shù)量、降低了成本,可用于各類三相輸入的電源裝置中。
文檔編號(hào)H02M5/02GK2482269SQ00268508
公開(kāi)日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2000年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月28日
發(fā)明者劉樹(shù)林, 張波 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司