CN101825664A - 一种线性阻抗稳定网络 - Google Patents

Abstract

一种线性阻抗稳定网络，包括：一条由至少二个电感串联构成的第一支路；一条由至少二个电感串联构成的第二支路；作为接地线的第三支路；用于火线噪声隔离的第一电容，该第一电容跨接于所述第一支路电网侧一端与所述第三支路之间；用于火线噪声隔离的第二电容；用于中线噪声隔离的第三电容，该第三电容跨接于所述第二支路电网侧一端与所述第三支路之间；用于中线噪声隔离的第四电容，该第四电容跨接于所述第二支路负载侧一端与所述第三支路之间。本发明能够测量大功率设备的传导电磁干扰噪声，降低了寄生参数的影响，提高了性能，简化了制作工艺，节约制作成本。

Description

一种线性阻抗稳定网络

技术领域

本发明涉及一种传导电磁干扰噪声测量设备，尤其涉及一种线性阻抗稳定网络。

背景技术

目前，公知的线性阻抗稳定网络是一种传导电磁干扰噪声测量的标准设备。线阻抗稳定网络插在电网与EUT即被测设备之间，其功能有以下四项：

(1)为50Hz市电提供通路。由于靠电网这一侧的电感小，不足以在市电频率下形成大的阻抗，因此市电可以畅通无阻的为被测设备提供电能，同时电网侧的电容还能进一步衰减来自电网的干扰信号。

(2)隔离被测设备产生的射频电磁骚扰(测量频率为0.01-30MHz)。利用网络电感在射频下的高阻抗，阻止由被测设备产生的射频骚扰信号进入电网。

(3)通过靠近被测设备一侧的耦合电容转接由被测设备产生的射频骚扰信号至测量接收机。

(4)阻抗稳定。由于各个电网的阻抗不同，使得被测设备骚扰电压的值也各不相同，为此，标准规定了一个统一的阻抗(50Ω)，以便于测试结果的相互比较。图3-1中，在被测设备的受试端子(通过耦合电容)与参考地之间提供了一个稳定阻抗(在耦合电容下方接一个1KΩ的电阻，它与测量接收机的输入端并联。由于测量接收机的输入阻抗是50Ω，故被测设备的负载阻抗近似于50Ω)。

公知的线性阻抗稳定网络设备多用于中、小功率场合，而在矿山、地铁等大功率场合没有合适的线性阻抗稳定网络设备可供使用，原因如下：

(1)由于线性阻抗稳定网络是一种高频设备(标准规定的频率范围10KHz-30MHz)，随着功率增大，寄生参数的影响更加不可忽视，例如线性阻抗稳定网络的电感上存在明显的寄生电容效应，严重降低了线性阻抗稳定网络性能，影响噪声测量结果。

(2)随着功率的增大，线性阻抗稳定网络内的元器件制作工艺的难度增加，成本上升，限制了线性阻抗稳定网络的推广应用。

因此如何解决现有设计一种适宜应用在大功率场合的线性阻抗稳定网络，是本发明研究的问题。

发明内容

本发明提供一种线性阻抗稳定网络，其目的是提高线性阻抗稳定网络大功率场合的性能、并降低产品成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种线性阻抗稳定网络，一种线性阻抗稳定网络，包括：

一条由至少二个电感通过至少四股导线串联构成的第一支路，该电感是由至少四股导线在磁棒上绕制而成的电感，该第一支路电网侧一端作为电网火线连接端子，负载侧一端作为负载火线连接端子；

一条由至少二个电感通过至少四股导线串联构成的第二支路，该电感是由至少四股导线在磁棒上绕制而成的电感，该第二支路电网侧一端作为电网中线连接端子，负载侧一端作为负载中线连接端子；

作为接地线的由至少四股导线构成的第三支路，该第三支路一端作为电网地线连接端子，另一端作为负载地线连接端子；

用于火线噪声隔离的第一电容，该第一电容跨接于所述第一支路电网侧一端与所述第三支路之间；

用于火线噪声隔离的第二电容，该第二电容跨接于所述第一支路负载侧一端与所述第三支路之间，一个射频火线噪声输出端子通过带屏蔽的射频传输线缆连接到第二电容和第三支路的接点；

用于中线噪声隔离的第三电容，该第三电容跨接于所述第二支路电网侧一端与所述第三支路之间；

用于中线噪声隔离的第四电容，该第四电容跨接于所述第二支路负载侧一端与所述第三支路之间，一个射频中线噪声输出端子通过带屏蔽的射频传输线缆连接到第四电容和第三支路的接点；

一个火线稳定电阻位于所述第二电容和第三支路的接点与所述第三支路之间，一个中线稳定电阻位于所述第四电容和第三支路的接点与所述第三支路之间。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述第一支路由五个10uH电感串联，所述第二支路也由五个10uH电感串联。

2、上述方案中，所述火线稳定电阻阻值为1KΩ，所述中线稳定电阻阻值为1KΩ。

3、上述方案中，还包括：

一个射频火线噪声输出端口，此射频火线噪声输出端口为BNC口，其通过带屏蔽的射频传输线缆连接射频火线噪声输出端子，BNC口外壳接电网地线连接端子；

一个射频中线噪声输出端口，此射频中线噪声输出端口为BNC口，其通过带屏蔽的射频传输线缆连接射频中线噪声输出端子，BNC口外壳接电网地线连接端子。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明中50uH隔离电感由5个10uH电感串联而成，目的是减小寄生电容，其原理说明如下：假设50uH电感所带寄生电容为NpF，则10uH电感的寄生电容为N/5pF，当5个10uH电感串联时，等效电感为50uH，而等效寄生电容则为N/25pF，本发明简单的改变了拓扑结构，实现了大大减小了寄生电容的目的。

2、本发明中的10uH电感是用四股导线在磁棒上绕制而成，制作工艺简单，性能稳定。

3、本发明中与市电相连的导线均采用四股导线而成，用于减小成本，同时使制作工艺更加简单，这是因为：第一，同样长度时，四根通过25A电流的导线比一根通过100A电流的导线价格便宜，因此节省成本；第二，四根通过25A电流的导线比一根通过100A电流的导线容易弯曲，因此使得制作工艺更加简单。

4、本发明能够测量大功率设备的传导电磁干扰噪声，降低了寄生参数的影响，提高了性能，简化了制作工艺，节约制作成本。

附图说明

附图1为本发明的主视图；

附图2为本发明的电路原理图。

以上附图中：WK、本发明在绝缘外壳；DW、大功率电网插座；FZ、大功率负载插座；BL、射频火线噪声输出端口；BN、射频中线噪声输出端口；L_I、电网火线连接端子；N_I、电网中线连接端子；E_I、电网地线连接端子；L_O、负载火线连接端子；N_O、负载中线连接端子；E_O、负载地线连接端子；E、接地端；C₁、第一电容；C₂、第二电容；C₃、第三电容；C₄、第四电容；L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、为组成火线隔离的电感；L₆、L₇、L₈、L₉、L₁₀、为组成中线隔离的电感；R₁、火线稳定电阻；R₂、中线稳定电阻。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种线性阻抗稳定网络，包括：一条由至少二个电感通过至少四股导线串联构成的第一支路，该电感是由至少四股导线在磁棒上绕制而成的电感，该第一支路电网侧一端作为电网火线连接端子，负载侧一端作为负载火线连接端子；

一条由至少二个电感通过至少四股导线串联构成的第二支路，该电感是由至少四股导线在磁棒上绕制而成的电感，该第二支路电网侧一端作为电网中线连接端子，负载侧一端作为负载中线连接端子；

作为接地线的由至少四股导线构成的第三支路，该第三支路一端作为电网地线连接端子，另一端作为负载地线连接端子；

用于火线噪声隔离的第一电容C₁，该第一电容C₁跨接于所述第一支路电网侧一端与所述第三支路之间；

用于火线噪声隔离的第二电容C₂，该第二电容C₂跨接于所述第一支路负载侧一端与所述第三支路之间，一个射频火线噪声输出端子V_L通过带屏蔽的射频传输线缆连接到第二电容和第三支路的接点；

用于中线噪声隔离的第三电容C₃，该第三电容C₃跨接于所述第二支路电网侧一端与所述第三支路之间；

用于中线噪声隔离的第四电容C₄，该第四电容C₄跨接于所述第二支路负载侧一端与所述第三支路之间，一个射频中线噪声输出端子V_N通过带屏蔽的射频传输线缆连接到第四电容和第三支路的接点；

一个火线稳定电阻R₁位于所述第二电容C₂和第三支路的接点与所述第三支路之间，一个中线稳定电阻R₂位于所述第四电容C₄和第三支路的接点与所述第三支路之间。

所述第一支路由五个10uH电感串联，所述第二支路也由五个10uH电感串联。

所述火线稳定电阻R₁阻值为1KΩ，所述中线稳定电阻R₂阻值为1KΩ。

还包括：

一个射频火线噪声输出端口，此射频火线噪声输出端口为BNC口，其通过带屏蔽的射频传输线缆连接射频火线噪声输出端子，BNC口外壳接电网地线连接端子；

一个射频中线噪声输出端口，此射频中线噪声输出端口为BNC口，其通过带屏蔽的射频传输线缆连接射频中线噪声输出端子，BNC口外壳接电网地线连接端子。

本实施例上述内容具体解释如下。

如附图1所示，本发明在绝缘外壳WK上有三组接口，分别是电网连接端口DW、负载连接端口FZ和射频噪声输出端口，采用大功率(100A)插座DW作为电网连接端口各端子的接口，采用大功率(100A)插座FZ作为负载连接端口各端子的接口，采用BNC口(BL和BN)作为射频噪声输出端口的接，E端为与电网地线连接端子E_I和负载地线连接端子E_O相连的接地端。电网连接端口包括电网火线连接端子L_I、电网中线连接端子N_I和电网地线连接端子E_I。负载连接端口包括负载火线连接端子L_O、负载中线连接端子N_O和负载地线连接端子E_O。射频噪声输出端口包括射频火线噪声输出端口B_L和射频中线噪声输出端口B_N，其中，射频火线噪声输出端口B_L为BNC口，其芯线连接射频火线噪声输出端子V_L，BNC口外壳接电网地线连接端子；射频中线噪声输出端口B_N为BNC口，其芯线连接射频中线噪声输出端子V_N，BNC口外壳接电网地线连接端子。

如附图2所示，为本发明的电路原理图。本发明射频噪声输出端口B_L、B_N至噪声耦合电容C₂、C₄相连接的部分则采用带屏蔽的射频传输线缆，其他部分的连接导线均采用四股导线(单股最大电流25A，四股导线最大电流100A)。电网火线连接端子L_I通过四股导线与电网火线噪声隔离电容C₁＝1uF一端相连，同时与火线隔离电感一端相连，为减小寄生电容，该隔离电感由5个10uH电感L₁、L₂、L₃、L₄、L₅串联而成，总电感值为50uH，每一个小电感L₁、L₂、L₃、L₄、L₅是使用四股导线在磁棒上绕制而成，火线隔离电感另一端与火线噪声耦合电容C₂＝0.1uF的一端相连，同时与负载火线连接端子L_O相连。火线噪声隔离电容C1另一端通过四股导线连接电网地线连接端子E_I，火线噪声耦合电容C₂另一端通过射频传输线缆与射频火线噪声输出端子(VL)相连，同时通过一个火线稳定电阻R₁＝1K与电网地线连接端子E_I相连。电网中线连接端子N_I通过四股导线与电网中线噪声隔离电容C₃＝1uF一端相连，同时与中线隔离电感一端相连，为减小寄生电容，该隔离电感由5个10uH电感L₆、L₇、L₈、L₉、L₁₀串联而成，总电感值为50uH，每一个小电感L₆、L₇、L₈、L₉、L₁₀是使用四股导线在磁棒上绕制而成，中线隔离电感另一端与中线噪声耦合电容C₄＝0.1uF的一端相连，同时与负载中线连接端子N_O相连。中线噪声隔离电容C₃另一端通过四股导线连接电网地线连接端子E_I，中线噪声耦合电容C₄另一端通过射频传输线缆与射频中线噪声输出端子V_N相连，同时通过一个中线稳定电阻R₂＝1K与电网地线连接端子E_I相连。电网地线连接端子则通过四股导线与负载地线连接端子E_O相连。

测量时某被测设备传导电磁干扰噪声时，将电网连接端口L_I、N_I、E_I与电网相连，负载连接端口L_O、N_O、E_O与被测设备相连，射频火线(中线)噪声输出端口V_L、V_N与噪声接收设备相连，射频中线(火线)噪声输出端口端接50Ω阻抗。开启被测设备，噪声接收设备上则显示该被测设备的传导电磁干扰噪声。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种线性阻抗稳定网络，其特征在于：包括：

一条由至少二个电感通过至少四股导线串联构成的第一支路，该电感是由至少四股导线在磁棒上绕制而成的电感，该第一支路电网侧一端作为电网火线连接端子，负载侧一端作为负载火线连接端子；

一条由至少二个电感通过至少四股导线串联构成的第二支路，该电感是由至少四股导线在磁棒上绕制而成的电感，该第二支路电网侧一端作为电网中线连接端子，负载侧一端作为负载中线连接端子；

作为接地线的由至少四股导线构成的第三支路，该第三支路一端作为电网地线连接端子，另一端作为负载地线连接端子；

用于火线噪声隔离的第一电容(C₁)，该第一电容(C₁)跨接于所述第一支路电网侧一端与所述第三支路之间；

用于火线噪声隔离的第二电容(C₂)，该第二电容(C₂)跨接于所述第一支路负载侧一端与所述第三支路之间，一个射频火线噪声输出端子(V_L)通过带屏蔽的射频传输线缆连接到第二电容和第三支路的接点；

用于中线噪声隔离的第三电容(C₃)，该第三电容(C₃)跨接于所述第二支路电网侧一端与所述第三支路之间；

用于中线噪声隔离的第四电容(C₄)，该第四电容(C₄)跨接于所述第二支路负载侧一端与所述第三支路之间，一个射频中线噪声输出端子(V_N)通过带屏蔽的射频传输线缆连接到第四电容和第三支路的接点；

一个火线稳定电阻(R₁)位于所述第二电容(C₂)和第三支路的接点与所述第三支路之间，一个中线稳定电阻(R₂)位于所述第四电容(C₄)和第三支路的接点与所述第三支路之间。

2.根据权利要求1所述的线性阻抗稳定网络，其特征在于：所述第一支路由五个10uH电感串联，所述第二支路也由五个10uH电感串联。

3.根据权利要求2所述的线性阻抗稳定网络，其特征在于：所述火线稳定电阻(R₁)阻值为1KΩ，所述中线稳定电阻(R₂)阻值为1KΩ。

4.根据权利要求1-4任一项所述的线性阻抗稳定网络，其特征在于：还包括：

一个射频火线噪声输出端口，此射频火线噪声输出端口为BNC口，其通过带屏蔽的射频传输线缆连接射频火线噪声输出端子，BNC口外壳接电网地线连接端子；

一个射频中线噪声输出端口，此射频中线噪声输出端口为BNC口，其通过带屏蔽的射频传输线缆连接射频中线噪声输出端子，BNC口外壳接电网地线连接端子。

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