Emi濾波器及電源emi濾波器接入電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種EMI濾波器及電源EMI濾波器接入電路，其中，該EMI濾波器包括：可調(diào)共模電感；第一差模工作電容，與可調(diào)共模電感的輸入端并聯(lián)；第二差模工作電容，與可調(diào)共模電感的輸出端并聯(lián)；可調(diào)差模電感，輸入端與可調(diào)共模電感的輸出端串聯(lián)；第一共模工作電容和第二共模工作電容，與可調(diào)差模電感的輸入端串聯(lián)，第一共模工作電容和第二共模工作電容相互之間形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。通過本實(shí)用新型實(shí)施例使得EMI濾波器可以在傳導(dǎo)干擾頻率范圍內(nèi)能夠提供較高的插入損耗，以便最大程度地衰減EMI信號，使得設(shè)備的電磁可以滿足標(biāo)準(zhǔn)，有效提高了濾波效果。
【專利說明】
EMI濾波器及電源EMI濾波器接入電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電路濾波技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種EMI濾波器及電源EMI濾波器接入電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品及與電力電子器件有關(guān)的變換裝置的廣泛應(yīng)用，電磁干擾(Electromagnetic Interference，簡稱為EMI)日益嚴(yán)重，而且成為了一種公害?？照{(diào)產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾可以通過EMI電源濾波器降低到電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。EMI濾波器的插入損耗與源阻抗和負(fù)載阻抗有直接的關(guān)系，因此，即使EMI濾波器的插入損耗設(shè)計(jì)值可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，如果對EMI濾波器使用不當(dāng)，也可能因?yàn)樵醋杩购拓?fù)載阻抗的變化而得不到最佳的濾波效果。
[0003]針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種EMI濾波器，用以提高濾波效果，該EMI濾波器包括:
[0005]可調(diào)共模電感;第一差模工作電容，與所述可調(diào)共模電感的輸入端并聯(lián);第二差模工作電容，與所述可調(diào)共模電感的輸出端并聯(lián);可調(diào)差模電感，輸入端與所述可調(diào)共模電感的輸出端串聯(lián);第一共模工作電容和第二共模工作電容，與所述可調(diào)差模電感的輸入端串聯(lián)，所述第一共模工作電容和所述第二共模工作電容相互之間形成并聯(lián)結(jié)構(gòu);其中，所述第一差模工作電容和所述第二差模工作電容與所述可調(diào)差模電感組成二階LC濾波器。
[0006]在一個(gè)實(shí)施方式中，上述EMI濾波器還包括:泄放電阻，并聯(lián)在所述可調(diào)共模電感的輸出端和所述可調(diào)差模電感的輸入端之間。
[0007]在一個(gè)實(shí)施方式中，上述EMI濾波器還包括:控制器，與所述EMI濾波器的輸入端口和所述EMI濾波器的輸出端口相連，用于采樣所述EMI濾波器輸入端口的電壓電流信號和輸出端口的電壓電流信號，并根據(jù)所述輸入端口的電壓電流信號和輸出端口的電壓電流信號計(jì)算出源阻抗和負(fù)載阻抗，根據(jù)所述源阻抗和負(fù)載阻抗確定所述可調(diào)共模電感和所述可調(diào)差模電感的電感值。
[0008]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述可調(diào)共模電感的鐵芯為管狀結(jié)構(gòu)，所述可調(diào)差模電感的鐵芯為管狀結(jié)構(gòu)。
[0009]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述可調(diào)共模電感沿管狀鐵芯內(nèi)外繞有交流控制繞組，沿管狀鐵芯外圍繞有直流主繞組，其中，交直流繞組和對應(yīng)的交直流磁通相互正交。
[0010]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述可調(diào)差模電感沿管狀鐵芯內(nèi)外繞有直流控制繞組，沿管狀鐵芯外圍繞有交流主繞組，其中，交直流繞組和對應(yīng)的交直流磁通相互正交。
[0011]本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種電源EMI濾波器接入電路，該電路包括:電源;源阻抗，與所述電源串聯(lián);上述EMI濾波器，輸入端口與所述電源和所述源阻抗形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；負(fù)載阻抗，與所述EMI濾波器的輸出端口形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0012]在上述實(shí)施例中，在EMI濾波器中設(shè)置了兩個(gè)參數(shù)可調(diào)的電感，搭配共模工作電容和差模工作電容形成一個(gè)電源EMI兩級濾波器，因?yàn)殡姼械膮?shù)是可調(diào)的，因此可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行電感參數(shù)的調(diào)整，從而使得EMI濾波器可以在傳導(dǎo)干擾頻率范圍內(nèi)能夠提供較高的插入損耗，以便最大程度地衰減EMI信號，使得設(shè)備的電磁可以滿足標(biāo)準(zhǔn)，有效提高濾波效果。
【附圖說明】

[0013]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0014]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的EMI濾波器的電路示意圖；
[0015]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源EMI濾波器接入電路的電路示意圖；
[0016]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的EMI濾波器的具體電路示意圖；
[0017]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的可調(diào)共模電感的電磁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的可調(diào)差模電感的電磁結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說明用于解釋本實(shí)用新型，但并不作為對本實(shí)用新型的限定。
[0020]考慮到常規(guī)的空調(diào)電源EMI濾波器的各個(gè)器件的參數(shù)都是固定的，由于源阻抗和負(fù)載阻抗的變化，往往得不到較好的濾波效果。為此，在本實(shí)用新型實(shí)施例中提供了一種EMI濾波器，如圖1所示，可以包括:
[0021]可調(diào)共模電感LI;差模工作電容CX，與可調(diào)共模電感LI的輸入端并聯(lián);共模工作電容CY與可調(diào)差模電感L2組成LC 二階濾波;可調(diào)差模電感L2，輸入端與可調(diào)共模電感LI的輸出端串聯(lián);差模工作電容CX串聯(lián)在回路中，消除差模信號共模工作電容CY直接接地，消除共模信號，
[0022]在上述實(shí)施例中，在EMI濾波器中設(shè)置了兩個(gè)參數(shù)可調(diào)的電感，搭配共模工作電容和差模工作電容形成一個(gè)電源EMI兩級濾波器，因?yàn)殡姼械膮?shù)是可調(diào)的，因此可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行電感參數(shù)的調(diào)整，從而使得EMI濾波器可以在傳導(dǎo)干擾頻率范圍內(nèi)能夠提供較高的插入損耗，以便最大程度地衰減EMI信號，使得設(shè)備的電磁可以滿足標(biāo)準(zhǔn)。
[0023 ]如圖1所示，EMI濾波器還可以包括:泄放電阻R，并聯(lián)在所述可調(diào)共模電感的輸出端和所述可調(diào)差模電感的輸入端之間，R的阻值較高，在不工作時(shí)，由R迅速泄放存儲在CX中的電量，以免電擊操作人員。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)對可調(diào)電感的電感值的調(diào)節(jié)，上述EMI濾波器中還可以設(shè)置一控制器，該控制器與EMI濾波器的輸入端口和EMI濾波器的輸出端口相連，用于采樣EMI濾波器輸入端口的電壓電流信號和輸出端口的電壓電流信號，并根據(jù)輸入端口的電壓電流信號和輸出端口的電壓電流信號計(jì)算出源阻抗和負(fù)載阻抗，根據(jù)源阻抗和負(fù)載阻抗確定可調(diào)共模電感和可調(diào)差模電感的電感值。
[0025]具體的，上述的可調(diào)共模電感LI的鐵芯可以是管狀結(jié)構(gòu)，可調(diào)差模電感L2的鐵芯可以是管狀結(jié)構(gòu)，可調(diào)共模電感沿管狀鐵芯內(nèi)外繞有交流控制繞組，沿管狀鐵芯外圍繞有直流主繞組，其中，交直流繞組和對應(yīng)的交直流磁通相互正交?？烧{(diào)差模電感沿管狀鐵芯內(nèi)外繞有直流控制繞組，沿管狀鐵芯外圍繞有交流主繞組，其中，交直流繞組和對應(yīng)的交直流磁通相互正交。
[0026]基于上述的EMI濾波器在本實(shí)用新型實(shí)施例中還提供了一種電源EMI濾波器接入電路，該電路包括:電源;源阻抗，與電源串聯(lián);EMI濾波器，輸入端口與所述電源和所述源阻抗形成并聯(lián)結(jié)構(gòu);負(fù)載阻抗，與ΕΜΓ濾波器的輸出端口形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0027]S卩，提出一種參數(shù)可調(diào)單相電源EMI濾波器控制方法，通過檢測輸入、輸出端電壓電流信號計(jì)算出源阻抗和負(fù)載阻抗，然后匹配EMI濾波器二端口阻抗，在傳導(dǎo)干擾頻率范圍內(nèi)提供較高的插入損耗，使EMI信號得到最大的衰減。
[0028]下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例對上述EMI濾波器及電源EMI濾波器接入電路進(jìn)行說明，然而值得注意的是，該具體實(shí)施例僅是為了更好地說明本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0029]考慮到電路中接入EMI濾波器的目的是在干擾源和敏感設(shè)備之間插入阻抗轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)，它能夠使有用的信號順利過，限制無用的EMI信號通過，從而使得沿線路傳輸?shù)腅MI信號能量被衰減到最低。插入損耗是衡量EMI濾波器性能的重要指標(biāo)，是指濾波器沒有接入線路時(shí)和接入線路后由源傳送給負(fù)載的功率之比。
[0030]對于源阻抗ZS和負(fù)載阻抗ZL不等的電路，如果如圖2所示，將一個(gè)端口特性阻抗ZCl和ZC2分別等于源內(nèi)阻ZS和負(fù)載阻抗ZL的理想二端口網(wǎng)絡(luò)接在源和負(fù)裁之間，則此時(shí)二端口網(wǎng)絡(luò)僅起匹配阻抗作用，源所能提供的功率將全部被負(fù)載吸收。
[0031]如圖3所示，濾波器的電路是無源網(wǎng)絡(luò)，它具有互易性，將負(fù)載接到濾波的電源端(Lin端和Nin端)，或接到負(fù)載端(Lout端和Nout端)，原則上都是可以的，特別是在電源內(nèi)阻(源阻抗)與負(fù)載電阻(負(fù)載阻抗)相等時(shí)，這種互換性測得的插入損耗也是相等的。如圖3所示為參數(shù)可調(diào)的單相電源EMI濾波器電路拓?fù)涫疽鈭D，電源EMI濾波器是由共模濾波電路和差模濾波電路綜合構(gòu)成，LI為共模扼流圈，L2為差模扼流圈，CX為差模工作電容，CY為共模工作電容，R為泄放電阻(阻值較高)，在不工作時(shí)，由R迅速泄放存儲在CX中的電量，以免電擊操作人員。
[0032]如圖4所示為可調(diào)共模電感的電磁結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示為可調(diào)差模電感的電磁結(jié)構(gòu)示意圖，鐵芯采用管狀結(jié)構(gòu)，可調(diào)差模電感沿管狀鐵芯內(nèi)外繞有直流控制繞組，沿管狀鐵芯外圍繞有交流主繞組，可調(diào)共模電感沿管狀鐵芯內(nèi)外繞有交流控制繞組，沿管狀鐵芯外圍繞有直流主繞組，交直流繞組及其所對應(yīng)的交直流磁通相互正交。因此，交直流磁通互不影響，直流電流不會影響電抗器的線性特性。此外，直流磁路為閉合的鐵芯結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生較強(qiáng)的直流控制磁場所需直流功率較小，橫向直流磁場越強(qiáng)，則縱向磁導(dǎo)率越低。從能量的角度講，橫向直流磁場的存在提高了鐵芯的各向異性能，從而抑制了鐵芯的磁導(dǎo)率。就可調(diào)電感而目，在無置加直流磁場時(shí)，鐵芯的磁導(dǎo)率最尚，電感量也最大。隨著直流磁場的增強(qiáng)，鐵芯在交流磁場方向的磁導(dǎo)率下降，因而電感的電感量隨之減小。
[0033]EMI濾波器的插入損耗與源阻抗和負(fù)載阻抗有直接關(guān)系，因此，即使EMI濾波器的插入損耗設(shè)計(jì)值達(dá)標(biāo)，如果其使用不當(dāng)也有可能因?yàn)樵醋杩购拓?fù)載阻抗的變化而得不到最佳的濾波效果，甚至有可能因?yàn)榘l(fā)生諧振而使EMI信號得到增益。在本例中采樣濾波器輸入端口和輸出端口電壓、電流信號，輸入MCU中可計(jì)算出相應(yīng)的源阻抗和負(fù)載阻抗，MCU通過PffM信號控制直流電源輸出來，從而改變可調(diào)電感的電感值，實(shí)現(xiàn)阻抗的動態(tài)匹配。
[0034]采用伏安法中的另一個(gè)比較簡單的算法來設(shè)計(jì)RLC數(shù)字電橋，即只要知道被測元件兩端的電壓和流經(jīng)測試元件的電流，就可以確定出被測元件的阻抗，又因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)電阻是已知的，因此，只要測得標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓即可。被測阻抗Zx兩端的電壓Ux與標(biāo)準(zhǔn)阻抗Zs兩端的電壓Us之間的關(guān)系為:
[0035]Zx=Ux/Ix = Ux/Us Rs
[0036]將上述EMI濾波器應(yīng)用到空調(diào)電源中，當(dāng)空調(diào)壓縮機(jī)功率變化時(shí)，以此保證阻抗最大失配的條件下，使濾波網(wǎng)絡(luò)實(shí)際工作時(shí)，既有較大的插入損耗，又有最大的反射損耗，從而實(shí)現(xiàn)對EMI信號的有效抑制。
[0037]從以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:在EMI濾波器中設(shè)置了兩個(gè)參數(shù)可調(diào)的電感，搭配共模工作電容和差模工作電容形成一個(gè)電源EMI兩級濾波器，因?yàn)殡姼械膮?shù)是可調(diào)的，因此可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行電感參數(shù)的調(diào)整，從而使得EMI濾波器可以在傳導(dǎo)干擾頻率范圍內(nèi)能夠提供較高的插入損耗，以便最大程度地衰減EMI信號，使得設(shè)備的電磁可以滿足標(biāo)準(zhǔn)。
[0038]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種ΕΜΓ濾波器，其特征在于，包括: 可調(diào)共模電感； 第一差模工作電容，與所述可調(diào)共模電感的輸入端并聯(lián)； 第二差模工作電容，與所述可調(diào)共模電感的輸出端并聯(lián)； 可調(diào)差模電感，輸入端與所述可調(diào)共模電感的輸出端串聯(lián)； 第一共模工作電容和第二共模工作電容，與所述可調(diào)差模電感的輸入端串聯(lián)，所述第一共模工作電容和所述第二共模工作電容相互之間形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)； 其中，所述第一差模工作電容和所述第二差模工作電容與所述可調(diào)差模電感組成二階LC濾波器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EMI濾波器，其特征在于，還包括:泄放電阻，并聯(lián)在所述可調(diào)共模電感的輸出端和所述可調(diào)差模電感的輸入端之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EMI濾波器，其特征在于，還包括: 控制器，與所述EMI濾波器的輸入端口和所述EMI濾波器的輸出端口相連，用于采樣所述EMI濾波器輸入端口的電壓電流信號和輸出端口的電壓電流信號，并根據(jù)所述輸入端口的電壓電流信號和輸出端口的電壓電流信號計(jì)算出源阻抗和負(fù)載阻抗，根據(jù)所述源阻抗和負(fù)載阻抗確定所述可調(diào)共模電感和所述可調(diào)差模電感的電感值。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的EMI濾波器，其特征在于，所述可調(diào)共模電感的鐵芯為管狀結(jié)構(gòu)，所述可調(diào)差模電感的鐵芯為管狀結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的EMI濾波器，其特征在于，所述可調(diào)共模電感沿管狀鐵芯內(nèi)外繞有交流控制繞組，沿管狀鐵芯外圍繞有直流主繞組，其中，交直流繞組和對應(yīng)的交直流磁通相互正交。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的EMI濾波器，其特征在于，所述可調(diào)差模電感沿管狀鐵芯內(nèi)外繞有直流控制繞組，沿管狀鐵芯外圍繞有交流主繞組，其中，交直流繞組和對應(yīng)的交直流磁通相互正交。7.一種電源ΕΜΓ濾波器接入電路，其特征在于，包括: 電源； 源阻抗，與所述電源串聯(lián)； 權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的EMI濾波器，輸入端口與所述電源和所述源阻抗形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)； 負(fù)載阻抗，與所述EMI濾波器的輸出端口形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源EMI濾波器接入電路，其特征在于，所述電源為空調(diào)電源。
【文檔編號】H02M1/44GK205725450SQ201620552295
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】戴彪, 宋愛, 程海松
【申請人】珠海格力電器股份有限公司