本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種濾波器，具體地是一種適用于防護(hù)電磁脈沖干擾的濾波器。

背景技術(shù)：

電磁脈沖武器是現(xiàn)代軍事中一種利用核爆炸或其他方法產(chǎn)生的強(qiáng)電磁脈沖摧毀來(lái)襲導(dǎo)彈或破壞雷達(dá)、通信系統(tǒng)和武器系統(tǒng)中電子設(shè)備或擾亂人的大腦神經(jīng)系統(tǒng)、使人暫時(shí)失去知覺(jué)的先進(jìn)武器。其可使晶體二極管、晶體管集成電路、電阻電容、繼電器等電子元器件受到損壞；可以在長(zhǎng)導(dǎo)線和其它導(dǎo)體上產(chǎn)生大幅度的電壓和電流。典型的高空核爆炸電磁脈沖的上升前沿時(shí)間約為10ns，脈沖寬度為500ns，其峰值場(chǎng)強(qiáng)可達(dá)50Kv/m。電磁脈沖的頻率覆蓋很寬，可以從甚低頻到幾百兆赫茲，主要能量集中在正常無(wú)線電頻率范圍，因而對(duì)電子、電氣設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。因此研制能夠防護(hù)強(qiáng)電磁脈沖濾波器是急待解決的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為系統(tǒng)及設(shè)備輸入、輸出線纜如電源線、信號(hào)線等電磁脈沖防護(hù)的無(wú)源濾波器提供足夠的強(qiáng)電磁脈沖抑制能力和插入損耗，確保強(qiáng)電磁脈沖通過(guò)系統(tǒng)及設(shè)備線纜引起的損壞。

為此，本發(fā)明提供了一種適用于防護(hù)電磁脈沖干擾的濾波器，包括瞬態(tài)抑制電路、穩(wěn)態(tài)濾波電路和屏蔽殼體，所述的瞬態(tài)抑制電路與穩(wěn)態(tài)濾波電路之間采用串聯(lián)連接方式，瞬態(tài)抑制電路輸出端與穩(wěn)態(tài)濾波電路的輸入端連接，形成L-L＇通道和N-N＇通道，瞬態(tài)抑制電路與穩(wěn)態(tài)濾波電路固定在屏蔽殼體內(nèi)。

所述的屏蔽殼體為長(zhǎng)方體殼體，屏蔽殼體內(nèi)部由隔板分為第一腔體和第二腔體，所述的瞬態(tài)抑制電路安裝在第二腔體內(nèi)，穩(wěn)態(tài)濾波電路安裝在第一腔體內(nèi)，屏蔽殼體上對(duì)應(yīng)于第二腔體的位置設(shè)置有連接器，屏蔽殼體上對(duì)應(yīng)于第一腔體的位置設(shè)置有導(dǎo)線輸出口。

所述的連接器連接L-L＇通道和N-N＇通道的輸入端L、N；所述的導(dǎo)線輸出口連接L-L＇通道和N-N＇通道的輸出端L＇和N＇。

所述的瞬態(tài)抑制電路采用線與線間串聯(lián)壓敏電阻再與地之間串聯(lián)陶瓷氣體放電管的結(jié)構(gòu)。

所述的瞬態(tài)抑制電路包括兩個(gè)壓敏電阻和一個(gè)陶瓷氣體放電管，壓敏電阻MOV₁和壓敏電阻MOV₂串聯(lián)接在L-L＇通道和N-N＇通道之間，壓敏電阻MOV₁和壓敏電阻MOV₂中間的連線連接陶瓷氣體放電管后接地線。

所述的穩(wěn)態(tài)濾波電路包括電感LA₁和電感LA₂組成的第一共模電感、電感LB₁和電感LB₂組成的第二共模電感，電感LA₁和電感LB₁串聯(lián)連接在L-L＇通道上，電感LA₂和電感LB₂串聯(lián)連接在N-N＇通道上，電感LA₁的輸入端、電感LB₁的輸入端、電感LA₂的輸出端和電感LB₂輸出端連接有差模電容，并且電感LA₁的輸出端、電感LB₁的輸出端、電感LA₂的輸出端和電感LB₂輸出端連接有共模電容。

所述的電感LA₁的輸入端和電感LB₁的輸入端連接差模電容Cx₁，電感LA₂的輸出端和電感LB₂輸出端之間連接差模電容Cx₂，所述的電感LA₁的輸出端、電感LB₁的輸出端、電感LA₂的輸出端和電感LB₂輸出端分別通過(guò)共模電容Cy₁、共模電容Cy₂、共模電容Cy₃和共模電容Cy₄連接接地線。

所述的電感LA₁的輸入端和電感LB₁的輸入端之間還聯(lián)接著碳膜電阻R。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的這種適用于防護(hù)電磁脈沖干擾的濾波器，由多個(gè)響應(yīng)時(shí)間及啟動(dòng)電壓特性不同的瞬態(tài)抑制器件組成瞬態(tài)濾波電路；由不同頻率特性的共模電感、分布電感很小的共模電容組成的穩(wěn)態(tài)濾波電路構(gòu)成。由于優(yōu)化了瞬態(tài)抑制器件參數(shù)，使得所發(fā)明的濾波器瞬態(tài)抑制能力強(qiáng)，同時(shí)采用輸入、輸出端口屏蔽隔離結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)及設(shè)備的強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)要求及寬頻帶濾波要求。它適用于系統(tǒng)及設(shè)備輸入、輸出線纜的強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)及濾波。

附圖說(shuō)明

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的電路原理示意圖。

圖2是屏蔽殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是屏蔽殼體外部結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、壓敏電阻MOV₁；2、碳膜電阻R；3、差模電容Cx₁；4、共模電感LA₁；5、共模電容Cy₁；6、共模電感LB₁；7、共模電容Cy₃；8、差模電容Cx₂；9、共模電容Cy₄；10、共模電感LB₂；11、共模電容Cy₂；12、共模電感LA₂；13、陶瓷氣體放電管；14、壓敏電阻MOV₂。15、第一腔體；16、隔板；17、第二腔體；18、連接器；19、導(dǎo)線輸出口。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

對(duì)于線纜強(qiáng)電磁干擾防護(hù)，主要依靠注入法測(cè)試，即在設(shè)備輸入、輸出線纜上注入瞬態(tài)干擾來(lái)實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例提供一種適用于防護(hù)電磁脈沖干擾的濾波器，如圖1所示，包括瞬態(tài)抑制電路、穩(wěn)態(tài)濾波電路和屏蔽殼體，所述的瞬態(tài)抑制電路與穩(wěn)態(tài)濾波電路之間采用串聯(lián)連接方式，瞬態(tài)抑制電路輸出端與穩(wěn)態(tài)濾波電路的輸入端連接，形成L-L＇通道和N-N＇通道，瞬態(tài)抑制電路與穩(wěn)態(tài)濾波電路固定在屏蔽殼體內(nèi)。

本發(fā)明是把濾波器串入線纜中，將瞬態(tài)高電壓、大電流泄放，來(lái)保護(hù)后級(jí)設(shè)備，其中，瞬態(tài)抑制電路是要實(shí)現(xiàn)在電磁脈沖干擾來(lái)時(shí)，將瞬態(tài)干擾泄放到地上，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁脈沖的抑制，保護(hù)后級(jí)設(shè)備；穩(wěn)態(tài)濾波電路是為了延緩電磁脈沖干擾的上升時(shí)間，使瞬態(tài)抑制電路能充分地響應(yīng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬頻帶濾波的功能。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例對(duì)屏蔽殼體進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明，結(jié)合圖2和圖3所示，所述的屏蔽殼體為長(zhǎng)方體殼體，屏蔽殼體內(nèi)部由隔板16分為第一腔體15和第二腔體17，所述的瞬態(tài)抑制電路安裝在第二腔體17內(nèi)，穩(wěn)態(tài)濾波電路安裝在第一腔體15內(nèi)，屏蔽殼體上對(duì)應(yīng)于第二腔體17的位置設(shè)置有連接器18，屏蔽殼體上對(duì)應(yīng)于第一腔體15的位置設(shè)置有導(dǎo)線輸出口19。

連接器18連接L-L＇通道和N-N＇通道的輸入端L、N；所述的導(dǎo)線輸出口19連接L-L＇通道和N-N＇通道的輸出端L＇和N＇。

連接器18為濾波器輸入端，導(dǎo)線輸出口19為濾波器輸出端，第二腔體17裝配瞬態(tài)抑制電路，第一腔體15裝配穩(wěn)態(tài)濾波電路，將濾波器通過(guò)輸入端連接器18和導(dǎo)線輸出口19串接安裝在設(shè)備或系統(tǒng)上，安裝面導(dǎo)電連接可靠，實(shí)現(xiàn)濾波器輸入、輸出屏蔽隔離，實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)電磁脈沖的抑制，同時(shí)滿足濾波器高插入損耗的要求。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例對(duì)瞬態(tài)抑制電路進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例中，瞬態(tài)抑制電路采用線與線間串聯(lián)壓敏電阻再與地之間串聯(lián)陶瓷氣體放電管的結(jié)構(gòu)。

瞬態(tài)抑制電路的設(shè)計(jì)參考MIL-STD-125-2指標(biāo)，線纜上峰值電流最大為1000A，上升阻抗為小于20ns，半高寬為500到550ns，結(jié)合上述指標(biāo)，瞬態(tài)抑制器件的過(guò)流量至少為1000A。同時(shí)結(jié)合設(shè)備的額定電壓，確定瞬態(tài)抑制器件的啟動(dòng)電壓和箝位電壓，一般取額定電壓的1.8～2.0倍；因此根據(jù)常用瞬態(tài)抑制器件的特性，本實(shí)施例采用線與線間串聯(lián)壓敏電阻再與地之間串聯(lián)陶瓷氣體放電管的結(jié)構(gòu)，完成瞬態(tài)濾波電路的設(shè)計(jì)。

瞬態(tài)抑制電路包括兩個(gè)壓敏電阻和一個(gè)陶瓷氣體放電管13，壓敏電阻MOV₁1和壓敏電阻MOV₂14串聯(lián)接在L-L＇通道和N-N＇通道之間，壓敏電阻MOV₁1和壓敏電阻MOV₂14中間的連線連接陶瓷氣體放電管13后接地線。

正常工作狀態(tài)下，陶瓷氣體放電管13起著一個(gè)開(kāi)關(guān)的作用，近似于將壓敏電阻與系統(tǒng)隔開(kāi)，使壓敏電阻中幾乎無(wú)泄漏電流，有效減緩壓敏電阻的老化衰退，同時(shí)壓敏電阻的V1mA可以選的較低，比使用單只壓敏電阻有更低的殘壓；電磁脈沖干擾來(lái)時(shí)，陶瓷氣體放電管13導(dǎo)通后將瞬態(tài)干擾泄放到地上,實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁脈沖的抑制，保護(hù)后級(jí)設(shè)備。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例對(duì)穩(wěn)態(tài)濾波電路進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，穩(wěn)態(tài)濾波電路參數(shù)根據(jù)設(shè)備的屏效要求及信號(hào)的頻率特征，保證信號(hào)完整通過(guò)的情況下，選擇合適的濾波電路，完成穩(wěn)態(tài)濾波器的涉及。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)及設(shè)備的強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)要求及寬頻帶濾波要求，它適用于系統(tǒng)及設(shè)備輸入、輸出線纜的強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)及濾波。本實(shí)施例中，穩(wěn)態(tài)濾波電路包括電感LA₁4和電感LA₂12組成的第一共模電感、電感LB₁6和電感LB₂10組成的第二共模電感，電感LA₁4和電感LB₁6串聯(lián)連接在L-L＇通道上，電感LA₂12和電感LB₂10串聯(lián)連接在N-N＇通道上，電感LA₁4的輸入端、電感LB₁6的輸入端、電感LA₂12的輸出端和電感LB₂10輸出端連接有差模電容，并且電感LA₁4的輸出端、電感LB₁6的輸出端、電感LA₂12的輸出端和電感LB₂10輸出端連接有共模電容。電感LA₁4的輸入端和電感LB₁6的輸入端之間還聯(lián)接著碳膜電阻R2。

電感LA₁4的輸入端和電感LB₁6的輸入端連接差模電容Cx₁3，電感LA₂12的輸出端和電感LB₂10輸出端之間連接差模電容Cx₂8，所述的電感LA₁4的輸出端、電感LB₁6的輸出端、電感LA₂12的輸出端和電感LB₂10輸出端分別通過(guò)共模電容Cy₁5、共模電容Cy₂11、共模電容Cy₃7和共模電容Cy₄9連接接地線。

電感LA₁4、電感LA₂12、電感LB₁6、電感LB₂10及對(duì)地漏電流很小的共模電容Cy₁5、共模電容Cy₂11、共模電容Cy₃7和共模電容Cy₄9組成雙極L型共模濾波電路；共模電感的漏感與差模電容Cx₁3、差模電容Cx₂8組成π型差模濾波電路，碳膜電阻R為泄放電阻。由于穩(wěn)態(tài)濾波電路中共模電感的存在，在電磁脈沖整個(gè)頻率范圍內(nèi)提供了較高的阻抗，延緩了電磁脈沖干擾的上升時(shí)間，使瞬態(tài)抑制電路能充分地響應(yīng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬頻帶濾波的功能。

綜上所述，本發(fā)明提供的這種適用于防護(hù)電磁脈沖干擾的濾波器，瞬態(tài)抑制能力強(qiáng)，同時(shí)采用輸入、輸出端口屏蔽隔離結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)及設(shè)備的強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)要求及寬頻帶濾波要求，適用于系統(tǒng)及設(shè)備輸入、輸出線纜的強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)及濾波。

以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。