CN101577532B - 一种源阻抗稳定网络 - Google Patents
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Abstract
一种源阻抗稳定网络，作为传导电磁干扰测量的标准负载。区别于传统源阻抗稳定网络之处在于，去除源阻抗稳定网络中的50欧姆标准负载，改由等效输入阻抗为50欧姆的耦合电路代替。改进的源阻抗稳定网络不再单独测量火线或者零线的电磁干扰，而是从共模干扰和差模干扰的定义出发，在同时检测火线和零线干扰信号的基础上，利用耦合电路，分别同时获得共模干扰和差模干扰。可以被广泛应用于各种传导电磁干扰的测量中。
Description
技术领域
本发明属于电力电子研究领域，具体涉及一种传导电磁干扰测量用的源阻抗稳定网络。
背景技术
传导干扰测量系统中，源阻抗稳定网络作为受试设备的标准电磁干扰负载，是测量必不可少的设备之一。根据电磁干扰信号的产生机理、传播途径和抑制手段的不同，传导干扰分为共模干扰和差模干扰。在受试设备输入端的火线或者零线上，既有共模干扰又有差模干扰的成分。传统的源阻抗稳定网络每次测量中，只能给出受试设备火线或者零线某一根线上的干扰噪声频谱，且无法区分其中的共模成分和差模成分各自所占地比重。这对电磁干扰的研究工作虽然有一定的指导意义，但还不够充分。因此，现有的技术手段尚不够理想，还有待于进一步的改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于传导电磁干扰的测量能够检测共模干扰和差模干扰的源阻抗稳定网络。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：包括一个CLCπ型滤波器串联一个LC型滤波器，以及一个与LC型滤波器的1000欧姆电阻并联连接的等效输入阻抗50欧姆的耦合电路。
本发明的CLCπ型滤波器包括两个分别串联在交流输入线的火线“L”和零线“N”之上的250μH电感，两组10Ω电阻串联4μF电容结构，以及两组5Ω电阻串联8μF电容结构，两组10Ω电阻串联4μF电容结构分别并联连接在两个250μH电感的左侧的火线与地线之间、零线与地线之间，两组5Ω电阻串联8μF电容结构分别并联在两个250μH电感的右侧的火线与地线之间、零线与地线之间；
LC型滤波器包括两个分别串联在交流输入线的火线和零线之上的50μH电感，两组1000Ω电阻串联0.25μF电容结构，分别并联连接在两个50μH电感不与CLCπ型滤波器连接的那一侧的火线与地线之间、零线与地线之间。
耦合电路包括一个1∶4传输线变压器串联连接一个1∶1传输线变压器，耦合电路的“A”“B”两个输入端口分别连接至LC型滤波器的节点“2”“1”处即1000Ω电阻与0.25μF电容之间，其中，1∶4传输线变压器的端子“C”与端子“B”相连，同时，端子“C”与地线之间连接25欧姆电阻，作为共模检测信号的输出端口“CM”，端子“C”与端子“B”之间连接补偿电容，进一步修正耦合电路的阻抗特性，1∶1变压器副边同样并联用于修正阻抗特性的补偿电容，变压器的端子“D”与地线之间连接100欧姆阻抗，作为检测差模信号的输出端口“DM”。
本发明的源阻抗稳定网络检测信号输出有两个端口，分别是共模干扰输出和差模干扰输出。区别于传统源阻抗稳定网络仅输出火线“L”或者仅输出零线“L”干扰信号，且无法区分共模、差模的方式。
附图说明
以下结合附图和发明人实现的实施例作进一步详细说明。
图1为本发明改进源阻抗稳定网络的结构原理图；
图2示出一个实施本发明的源阻抗稳定网络的例子；
图3为本发明实施例子的实验结果，(a)为未采用本发明的干扰信号频谱，
(b)为采用本发明后的共模干扰信号频谱，(c)为采用本发明后的差模干扰信号频谱。
具体实施方式
参见图1，本发明一个拆除50欧姆标准电阻的50Ω/50μH+5Ω型源阻抗稳定网络(拆掉的电阻如图中虚线所示)，用于滤除电网乱真信号的同时，检测受试设备经由火线“L”和零线“N”传导至源阻抗稳定网络的传导干扰信号。一个变压器耦合电路，连接在原有50欧姆阻抗所在处，从阻抗关系上保证源阻抗稳定网络符合电磁兼容标准的基本规定同时，保证源阻抗稳定网络在干扰检测频段内的等效阻抗保持50欧姆不变，耦合出受试设备的共模和差模信号。
参见图2，本发明的源阻抗稳定网络包括一个CLCπ型滤波器串联一个LC型滤波器，以及一个等效输入阻抗50欧姆的耦合电路，与LC型滤波器的1000欧姆电阻并联连接。
所述的CLCπ型滤波器包括两个250μH电感分别串联在交流输入线的火线和零线之上，两组10Ω电阻串联4μF电容结构，以及两组5Ω电阻串联8μF电容结构，分别并联连接在250μH电感左右两侧的火线与地线之间、零线与地线之间。CLCπ型滤波器的作用主要是用于消除电网对测试系统引入的不必要的扰动以及乱真信号。
所述的LC型滤波器包括两个50μH电感分别串联在交流输入线的火线和零线之上，两组1000Ω电阻串联0.25μF电容结构，分别并联连接在50μH电感右侧的火线与地线之间、零线与地线之间。LC型滤波器的作用主要是检测经由受试设备传导至接收机的高频传导电磁干扰。
所述的耦合电路包括一个1∶4传输线变压器串联连接一个1∶1传输线变压器。耦合电路的“A”“B”两个输入端口分别连接至LC型滤波器的节点“1”“2”处。由于耦合电路两输入端口的等效输入阻抗为50Ω，因此，上述连接方式用于保证源阻抗稳定网络之LC型滤波器基本结构和电气参数的确定不变性。
1∶1传输线变压器的原副边分别并联20pF电容，用以进一步提高耦合电路50Ω阻抗特性的稳定性。
所述源阻抗稳定网络的检测信号输出，分别经由耦合电路的端口“C”“D”输出。端口“C”与地线之间连接25Ω电阻，作为共模干扰信号的输出；端口“D”与地线之间连接100Ω电阻，作为差模干扰信号的输出
图3为采用本发明前后，源阻抗稳定网络对同一个受试设备的噪声频谱的测量结果。可以看出，未采用本发明时，源阻抗稳定网络只能够检测出受试设备的噪声频谱，而无法进一步区别其中共模信号和差模信号各自所占地比重。
采用本发明之后，源阻抗稳定网络可以分别输出受试设备的共模噪声频谱和差模噪声频谱，其中在较低频段200kHz附近，共模噪声明显高于差模噪声，在较高频段10MHz附近，差模噪声又高于共模噪声。上述信息采用传统的源阻抗稳定网络是无法观测到的，而这对于电磁干扰滤波器的设计则具有非常重要的指导意义。
Claims (2)
1.一种源阻抗稳定网络，其特征在于，包括一个CLCπ型滤波器串联一个LC型滤波器，以及一个与LC型滤波器的1000欧姆电阻并联连接的等效输入阻抗50欧姆的耦合电路；
所述的LC型滤波器包括两个50μH电感分别串联在交流输入线的火线和零线之上，两组1000Ω电阻串联0.25μF电容结构，分别并联连接在两个50μH电感不与CLCπ型滤波器连接的那一侧的火线与地线之间、零线与地线之间；
即所述的LC型滤波器的两组1000Ω电阻串联0.25μF电容结构中第一组的0.25μF电容一端连接火线、另一端连接1000Ω电阻，1000Ω电阻的另一端接地线；第二组的0.25μF电容一端连接零线、另一端连接1000Ω电阻，1000Ω电阻的另一端接地线；
所述的耦合电路包括一个1∶4传输线变压器串联连接一个1∶1传输线变压器，耦合电路的“A”“B”两个输入端口分别连接至LC型滤波器的节点“2”“1”处即1000Ω电阻与0.25μF电容之间，其中，1∶4传输线变压器的端子“C”与端子“B”相连，同时，端子“C”与地线之间连接25欧姆电阻，作为共模检测信号的输出端口“CM”，即“CM”输出端口与25欧姆电阻并联连接，端子“A”与节点“1”之间连接补偿电容，进一步修正耦合电路的阻抗特性，1∶1变压器副边同样并联用于修正阻抗特性的补偿电容，1∶1变压器的端子“D”与地线之间连接100欧姆阻抗，作为检测差模信号的输出端口“DM”，即“DM”输出端口与100欧姆电阻并联连接；
所述的节点“1”为与零线连接的1000Ω电阻和0.25μF电容相连的节点；节点“2”为与火线连接的1000Ω电阻和0.25μF电容相连的节点；
耦合电路的端子“A”为1∶4变压器的原边绕组与1∶1变压器原边绕组相连的节点；耦合电路的端子“B”为1∶4变压器的副边绕组与节点“1”相连的位置；耦合电路的端子“C”为1∶4变压器原边绕组和副边绕组相连的节点；耦合电路的端子“D”为1∶1变压器原边绕组和100欧姆电阻相连的节点。
2.根据权利要求1所述的源阻抗稳定网络，其特征在于，所述的CLCπ型滤波器包括两个分别串联在交流输入线的火线“L”和零线“N”之上的250μH电感，两组10Ω电阻串联4μF电容结构，以及两组5Ω电阻串联8μF电容结构；
所述的两组10Ω电阻串联4μF电容结构中的第一组的4μF电容一端连接火线、另一端连接10Ω电阻，10Ω电阻的另一端接地线；第二组的4μF电容一端连接零线、另一端连接10Ω电阻，10Ω电阻的另一端接地线；
所述的两组5Ω电阻串联8μF电容结构中的第一组的8μF电容一端连接火线、另一端连接5Ω电阻，5Ω电阻的另一端接地线；第二组的8μF电容一端连接零线、另一端连接5Ω电阻，5Ω电阻的另一端接地线。
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