本實(shí)用新型涉及電磁兼容濾波技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種電磁兼容濾波器及家用電器。

背景技術(shù)：

電器設(shè)備通過電源線連接至電網(wǎng)，電器設(shè)備自身產(chǎn)生的干擾信號(hào)可以通過電源線傳到電網(wǎng)上，對(duì)網(wǎng)上其他設(shè)備構(gòu)成危害。為此，制定了家電EMC(Electro Magnetic compatibility電磁兼容性)測(cè)試法規(guī)規(guī)定了傳導(dǎo)測(cè)試頻率范圍，以及該頻段內(nèi)信號(hào)的幅度限值，以保障電器設(shè)備接入電網(wǎng)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成信號(hào)污染。

一方面，為了通過家電EMC測(cè)試，家電產(chǎn)商需要為家電產(chǎn)品增設(shè)EMC濾波電路。現(xiàn)有技術(shù)中一般是通過在電源端增設(shè)Π型或者多級(jí)低通濾波電路，并且該Π型或者多級(jí)低通濾波電路多采用基于共模電感加上差模濾波電路組成的的多階濾波的方式，使得家電產(chǎn)品的能夠通過EMC測(cè)試；但是，采用多級(jí)低通濾波電路會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本增大，更降低了電源轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)也增大了家電產(chǎn)品中電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。

另一方面，隨著IEC 2016年新家電EMC測(cè)試法規(guī)的修訂，將傳導(dǎo)測(cè)試的頻率范圍由150kHz～30MHz變更為9KHz～30MHz。顯然，針對(duì)舊家電EMC測(cè)試法規(guī)要求所設(shè)計(jì)的EMC濾波電路相對(duì)于家電產(chǎn)品的濾波效果已經(jīng)無法滿足EMC測(cè)試法規(guī)的要求。

由此可知，一款設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低廉且能使得家電產(chǎn)品符合家電EMC測(cè)試所規(guī)定的電磁兼容濾波器是目前業(yè)界亟待解決的技術(shù)難題。

需要說明的是，以上技術(shù)問題是本發(fā)明人在實(shí)踐本實(shí)用新型的過程中所發(fā)現(xiàn)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型一方面的目的是提供一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低廉且能使得家電產(chǎn)品通過家電EMC測(cè)試的電磁兼容濾波器；本實(shí)用新型另一方面的目的是提供一種包含上述電磁兼容濾波器的家用電器，用以至少解決上述背景技術(shù)中所闡述的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例一方面提供一種電磁兼容濾波器，包括：

電源接口，上述電源接口用于連接至交流電源；

整流模塊，上述整流模塊包含交流輸入端口和直流輸出端口，其中上述交流輸入端口包含交流輸入火線端口和交流輸入零線端口，以及上述直流輸出端口包含直流正極端口和直流負(fù)極端口；

電容，上述電容位于上述整流模塊和上述電源接口之間，且跨接上述整流模塊的交流輸入火線端口及上述交流輸入零線端口；

電感，上述電感的第一端連接至上述直流正極端口，在上述電感的第二端和上述直流負(fù)極端口之間適于連接負(fù)載，其中上述負(fù)載包含電器控制電路。

優(yōu)選地，上述電容為X型安規(guī)電容。

優(yōu)選地，上述電容的電容量的大小為0.1uF～10uF。

優(yōu)選地，上述電容的電容量的大小為2uF～5.5uF。

優(yōu)選地，上述電感的電感量的大小為20uH～10mH。

優(yōu)選地，上述電感的包含電感線圈和磁芯，上述電感的電感量的大小為200-400uH，以及上述磁芯為非晶磁芯。

優(yōu)選地，上述電感的包含電感線圈和磁芯，上述電感的電感量的大小為300-450uH，以及上述磁芯為鐵硅磁芯。

優(yōu)選地，上述電感線圈包含銅漆包線和/或鍍銅鋁漆包線。

優(yōu)選地，在該電磁兼容電路中：

其中，f指代上述電磁兼容濾波器的截止頻率，L指代上述電感的電感值，C指代上述電容的電容值。

優(yōu)選地，上述整流模塊為整流橋。

本實(shí)用新型實(shí)施例另一方面提供一種家用電器，包括：上文上述的電磁兼容濾波器；電器控制電路，上述電器控制電路包含電源正極端口和電源負(fù)極端口；上述電源正極端口連接至上述電感的上述第二端，上述電源負(fù)極端口連接至上述電磁兼容濾波器中的上述直流負(fù)極端口。

通過上述技術(shù)方案，基于電感和電容所組成的具有低通濾波特性的電磁兼容濾波器，能夠有效衰減或?yàn)V除電流的工作頻段超過截止頻率的高頻噪聲，對(duì)于衰減低頻傳導(dǎo)噪聲具有明顯的效果，并且該電磁兼容濾波器還具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、增加電能熱轉(zhuǎn)換效率，成本低的優(yōu)點(diǎn)，非常適用于家用電器，尤其是應(yīng)用在小型家電產(chǎn)品中。進(jìn)一步地，由于該電磁兼容濾波器中包含有整流模塊，使得該電磁兼容濾波器在具有電磁濾波功能的同時(shí)還具有整流的特性，能夠被直接用作直流電源。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1示出的是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電磁兼容濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出的是應(yīng)用圖1所示的電磁兼容濾波器的框架示意圖；

圖3示出的是包含圖1所示電磁兼容濾波器的家用電器在一實(shí)施例下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4A和圖4B示出的是當(dāng)電器電路回路中不包含濾波電路時(shí)，針對(duì)電器電路回路的EMC測(cè)試結(jié)果；

圖5A和圖5B示出的是當(dāng)電器電路回路中包含Π型濾波器時(shí)，針對(duì)電器電路回路的EMC測(cè)試結(jié)果；

圖6示出的是當(dāng)電器電路回路中包含本實(shí)用新型實(shí)施例中的電磁兼容濾波電路時(shí)，針對(duì)電器電路回路的EMC測(cè)試結(jié)果。

附圖標(biāo)記說明

10、201 電磁兼容濾波器 20 家用電器

202 電器控制電路 ACL、ACN 交流電源接口

L₁ 電感 C₁ 差模電容

AC 整流橋交流端 V+ 整流橋直流正極端

V- 整流橋直流負(fù)極端

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本實(shí)用新型的說明書中使用的措辭“包括”是指存在上述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或無線耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的全部或任一單元和全部組合。

參見圖1示出的是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電磁兼容濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，該電磁兼容濾波器10包括：交流電源接口ACL和ACN用于連接至交流電源；電容C₁，電容C₁的兩端分別連接至交流電源接口ACL和ACN，由此基于該差模電容C₁能夠抑制差模干擾；整流橋，該整流橋的兩個(gè)交流輸入端(交流輸入火線端口和交流輸入零線端口)分別與交流電源接口ACL和ACN連接，并且在該電磁兼容濾波器中還包含有電感L₁，該電感L₁的一端連接至整流橋的直流正極端口V+，且在電感的第二端和所述直流負(fù)極端口V-之間適于連接負(fù)載。由此使得電磁兼容濾波器具有LC低通濾波特性。

為了使得本實(shí)施例更容易被公眾所理解，以下公開該具有低通LC濾波特性電磁兼容濾波器的設(shè)計(jì)思想：電源接口(包含電源線)上的高頻傳導(dǎo)噪聲可以用差模和共模噪聲信號(hào)來描述；差模噪聲在兩傳輸導(dǎo)線之間流動(dòng)，屬于對(duì)非稱性干擾；共模噪聲在傳出導(dǎo)線與地之間傳輸，屬于對(duì)稱性干擾，所以針對(duì)電源接口的低通濾波需要從差模和共模兩方面入手。因此，本實(shí)施例中采用差模電容C₁以抑制差模干擾。需要指出的是，本實(shí)用新型中的電磁兼容濾波器的技術(shù)要點(diǎn)的一部分在于電容C₁、整流橋和電感L₁在該電磁兼容濾波器中的相對(duì)位置。由于該電磁兼容濾波器所采用的具有LC低通濾波特性的電路設(shè)計(jì)方式，使得該電磁兼容濾波器具有一定的截止頻率，能夠?qū)⑼ㄟ^該電磁兼容濾波器的電流中超過該截止頻率的頻段的干擾信號(hào)進(jìn)行衰減或?yàn)V除。

在本實(shí)施例的一些可選實(shí)施方式中，選擇具有特定電感量的電感L₁和具有特定電感量的電容C₁，使得該電磁兼容濾波器具有優(yōu)秀的低通LC濾波特性，以將電路的電磁兼容性校準(zhǔn)至期望水平。優(yōu)選地，電容C₁適合選用大容量的X型的安規(guī)電容，該電容C₁的耐壓值應(yīng)當(dāng)超過交流電源的電壓值，例如當(dāng)將此電路接入中國(guó)的電網(wǎng)時(shí)，該差模電容C₁的耐壓值應(yīng)當(dāng)超過得220V；電感L₁的電感線圈(未示出)可選用銅漆包線和/或鍍銅鋁漆包線；電感L₁的磁芯(未示出)選自以下一種或多種：鐵氧體、鐵硅磁芯、鐵粉磁芯、非晶磁芯，由此配合X型安規(guī)電容，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的濾波效果。

需要說明的是，本實(shí)施例中的整流橋僅僅用做示例，該整流橋可以被其他元器件所替換，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的整流的功能效果的整流模塊都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。結(jié)合圖2，對(duì)本實(shí)施例所提供的電磁兼容濾波器的應(yīng)用做進(jìn)一步的闡述，在整流橋的直流輸出端可連接電器控制電路，該交流電源可以選取市電電網(wǎng)，則相應(yīng)地電源接口ACL和ACN可分別用于連接至市電網(wǎng)絡(luò)的火線和零線。

參見圖3示出的是包含圖1所示電磁兼容濾波器的家用電器在一實(shí)施例下的結(jié)構(gòu)示意圖，該家用電器20包含電磁兼容濾波器201及電器控制電路202，關(guān)于電磁兼容濾波器201的具體結(jié)構(gòu)可參考上文描述，故在此不加以贅述。該電磁兼容濾波器設(shè)置在靠近電源接口處，并與電控電路連接，能夠有效控制工作狀態(tài)下電控電路的工作電流頻段，保障了工作狀態(tài)下的電控電路不會(huì)干擾市電電網(wǎng)，能夠符合EMC測(cè)試的規(guī)定要求。

可以理解的是，為了使得該家用電器20能夠通過家電EMC測(cè)試，本實(shí)施例利用電磁兼容濾波器將傳導(dǎo)電流頻率降至EMC法規(guī)規(guī)定傳導(dǎo)測(cè)試頻段的下限值9KHz以下的一個(gè)值2KHz。關(guān)于其實(shí)現(xiàn)的工作原理，是利用電磁兼容濾波器201的LC低通濾波特性，基于其所具有的截止頻率，將高于該截止頻率電流的干擾信號(hào)進(jìn)行衰減和濾除，其中該截止頻率可以由電感L₁的電感量和電容C₁的電容量所確定；在本實(shí)施例中，關(guān)于電感L₁和電容C₁的選型和確定，應(yīng)當(dāng)根據(jù)所要求達(dá)到的EMC法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)所確定的；進(jìn)一步地，當(dāng)電感L₁的電感量的取值范圍為20uH～10mH，電容C₁的電容量的取值范圍為0.1uF～10uF時(shí)，能有效保障因此確定的電磁兼容濾波器的截止頻率能夠滿足EMC法規(guī)的要求；關(guān)于上述電感量和電容量取值范圍的確定方法可以是：根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)、余量要求而定出EMC濾波器的插損曲線，進(jìn)而獲取得到幅度衰減，將該幅度衰減/10倍頻后的值作為該EMC濾波器的截止頻率，然后根據(jù)該截止頻率和電容量和電感量的對(duì)應(yīng)關(guān)系換算以確定取值范圍。

由于在濾波電路中，電容的作用就是通過高頻阻隔低頻，電容的電容量越大低頻越不容易通過；在濾波過程中，小電容量的電容就是濾除高頻，如本實(shí)用新型中電容量范圍在0.1uF-10uF的電容，就是用來濾除高頻，并且在濾波電路中搭配使用電感L₁，能夠?qū)崿F(xiàn)較佳的濾波效果。更具體地，關(guān)于電感L₁的電感量和電容C₁的具體取值可以參考公式：其中f指代上述電磁兼容濾波器的截止頻率；需要說明的是，為了符合當(dāng)前家電EMC測(cè)試法規(guī)的要求，同時(shí)也考慮到濾波電路中噪聲浮動(dòng)的因素，應(yīng)當(dāng)將該電磁兼容濾波器的截止頻率設(shè)置為EMC法規(guī)規(guī)定傳導(dǎo)測(cè)試頻段的下限值9KHz以下的一個(gè)值，本實(shí)施例中所選用的濾波電路的截止頻率為2KHz，由此能夠保障工作電流的頻段在9KHz以上的干擾信號(hào)能夠被有效濾除；可以理解的是，本實(shí)施例中的濾波電路的截止頻率為2KHz僅僅作為示例，截止頻率低于9KHz的濾波電路也應(yīng)該是屬于本實(shí)用新型所涵蓋的保護(hù)范圍。基于本實(shí)施例，僅僅利用一階LC濾波電路，便能夠使得家用電器滿足EMC法規(guī)的要求；同時(shí)，相比于多階濾波電路或Π型濾波電路，本實(shí)施例方案中的電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單并能夠有效降低家用電器的附加生產(chǎn)成本。

在本實(shí)施例中，家用電器20可以是電磁爐，因一般情況下電磁爐的電磁加熱工作時(shí)的電流工作頻段為20KHz～40KHz，很顯然這樣的電流工作頻段是無法符合EMC測(cè)試法規(guī)的要求的。但是當(dāng)采用了電磁兼容電路10之后，便可以實(shí)現(xiàn)在保障生產(chǎn)成本控制的條件下使得電磁爐能夠通過家電EMC測(cè)試?？梢岳斫獾氖?，本實(shí)施例中的家用電器應(yīng)不僅僅限定為電磁爐，還可以包含有洗衣機(jī)、空調(diào)等家用電器。

需要在此再次說明的是，本實(shí)用新型中所公開的電感、電容的特定選型，以及由此選型所確定的濾波電路，是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的的一個(gè)重要因素?？梢赃@么理解，如果對(duì)于電感或電容的選型與本實(shí)用新型不同，是不能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的部分實(shí)用新型目標(biāo)的。為了使本實(shí)用新型思想和效果更令公眾所信服，下面將公開利用現(xiàn)有技術(shù)和圖1所示直流電源執(zhí)行EMC測(cè)試的相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

關(guān)于EMC測(cè)試對(duì)象的選用具體如下：

參照實(shí)驗(yàn)對(duì)象一：電器電路回路中不包含有電磁兼容濾波器，相應(yīng)地其試驗(yàn)結(jié)果參照?qǐng)D4A和4B，EMC測(cè)試結(jié)論是：超標(biāo)嚴(yán)重；

參照實(shí)驗(yàn)對(duì)象二：包含有通用Π型濾波器的電器電路回路，相應(yīng)地其試驗(yàn)結(jié)果參照?qǐng)D5A和5B，EMC測(cè)試結(jié)論是：通過；

實(shí)驗(yàn)對(duì)象：包含本實(shí)用新型實(shí)施例中的電磁兼容濾波器，相應(yīng)地其試驗(yàn)結(jié)果參照?qǐng)D6，EMC測(cè)試結(jié)論是：通過。

并且，雖然通用Π型濾波器和本實(shí)施例中的電磁兼容濾波器均能夠?qū)崿F(xiàn)通過EMC測(cè)試，但是通過對(duì)比圖6結(jié)合圖5A和圖5B，可以發(fā)現(xiàn)：采用本實(shí)施例中的濾波器所帶來的濾波效果比Π型濾波器還要優(yōu)秀。.

現(xiàn)在此繼續(xù)公開實(shí)驗(yàn)對(duì)象下該電磁兼容電路中的電容和電感的選型參數(shù)：安規(guī)薄膜X電容，其電容量為2-5.5uF；關(guān)于電感的選用：非晶電感：其電感量為200uH-400uH。由于篇幅的關(guān)系，本實(shí)用新型還對(duì)電感選用在電感量為300-450uH的鐵硅電感進(jìn)行了相應(yīng)的測(cè)試，也能夠獲取通過EMC測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。