CN104578751A - 一种电流控制方法及装置、电磁干扰滤波电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流控制方法及装置、电磁干扰滤波电路。本发明的电流控制方法包括：检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流；比较所述元件所在的各线上的电流；当所述元件所在的各线上的电流不相等时，对所述元件所在的线上的电流进行调整使得所述元件所在的各线上的电流相等；本发明的电流控制方法及装置、电磁干扰滤波电路，能够解决防电磁干扰元件磁饱和问题。
Description
技术领域
本发明涉及电磁技术领域，尤其涉及一种电流控制方法及装置、电磁干扰滤波电路。
背景技术
通讯电源在通讯系统中举足轻重，为提高通讯系统可靠性，系统中的电源板都会采取冗余备份。如附图1所示为通讯框式设备典型配置，电源板采用1+1备份，电源板及业务板插在母板上。随着人们对通讯需求不断提升，业务量及类型都不断增长，业务板单板面积越来越紧张，因此将业务板上的防反接、防雷防浪涌等功能电路都集成到图1中的电源板上，对于这类电源板通常也称为电源直通板。图1中将EMC（Electromagnetic Compatibility，电磁兼容）电路也从业务板上转移到电源板上，此时有以下等式成立：
I1+I3=I2+I4=I0 （1）
式中I1-I4为电源板上-48V及-48VRTN线上电流，I0为负载电流。
但由于两块电源板之间存在阻抗不平衡的问题，会导致流经共模电感两条线电流不等。若I1>I2，由等式1则I3<I4，此时L1、L2内部磁场不能相互抵消，容易磁饱和，共模电感也就失去了对共模骚扰电流的阻碍能力。
为了让产品通过市场准入测试，常用方法用双边差模电感取代共模电感，如附图2所示，但差模电感对于高频的骚扰电流抑制作用有限，整改起来需花费大量人力物力及时间，延迟了产品进入市场时间。
在业务板有空间的情况下只能将共模电感从电源板上移到业务板上，但这一方面限制了业务板升级功能的空间，另一方面从整个系统来看，成本也大大增加，因为系统中业务板数量远远大于电源板数量。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种电流控制方法及装置、电磁干扰滤波电路，能够解决防电磁干扰元件磁饱和问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电流控制方法,包括以下步骤：
检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流；
比较所述元件所在的各线上的电流；
当所述元件所在的各线上的电流不相等时，对所述元件所在的线上的电流进行调整使得所述元件所在的各线上的电流相等。
进一步地，所述对所述元件所在的线上的电流进行调整的步骤包括：
通过改变所述元件所在的线上的阻抗来调整所述元件所在的线上的电流。
进一步地，所述检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流的步骤包括：
检测所述元件所在的第一条线上的第一电流和所在的第二条线上的第二电流；
所述比较所述元件所在的各线上的电流的步骤包括：
比较所述第一电流与所述第二电流的大小；
所述通过改变所述元件所在的线上的阻抗来调整所述元件所在的线上的电流的步骤包括：
根据所述比较结果对所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进行相应的调节来调整所述第一电流和/或所述第二电流。
进一步地，所述根据所述比较结果对所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进行相应的调节来调整所述第一电流和/或所述第二电流的步骤包括：
根据所述比较结果改变阻抗元件的电阻值来调整所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进而调整所述第一电流和/或所述第二电流；其中所述阻抗元件与所述防电磁干扰元件串联在第一条线和/或第二条线上。
进一步地，所述在检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流之后，比较所述元件所在的各线上的电流之前还包括：对检测的电流进行放大。
同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了一种电流控制装置，包括：电流检测模块、电流比较模块以及控制模块；
所述电流检测模块用于检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流；
所述电流比较模块用于比较所述元件所在的各线上的电流；
所述控制模块用于当所述元件所在的各线上的电流不相等时，对所述元件所在的线上的电流进行调整使得所述元件所在的各线上的电流相等。
进一步地，所述控制模块用于通过改变所述元件所在的线上的阻抗来调整所述元件所在的线上的电流。
进一步地，所述检测模块用于检测所述元件所在的第一条线上的第一电流和所在的第二条线上的第二电流；
所述电流比较模块用于比较所述第一电流与所述第二电流的大小；
所述控制模块用于当所述第一电流与所述第二电流不相等时，根据所述比较结果对所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进行相应的调节来调整所述第一电流和/或所述第二电流使得所述第一电流与第二电流相等。
进一步地，所述控制模块包括：阻抗元件控制模块和阻抗元件；所述阻抗元件与所述防电磁干扰元件串联在第一条线和/或第二条线上；
所述阻抗元件控制模块用于当第一电流与第二电流不相等时，根据所述比较结果改变阻抗元件的电阻值来调整所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进而调整所述第一电流和/或所述第二电流。
进一步地，所述装置还包括：电流放大模块；所述电流放大模块用于对所述检测模块检测到的电流进行放大并传输给所述比较模块。
同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了一种电磁干扰滤波电路，其特征在于，防电磁干扰元件以及如上所述的电路控制装置，所述防电磁干扰元件与所述电路控制装置均位于电源板上，所述元件至少在两条线上。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种电流控制方法及装置、电磁干扰滤波电路能够解决防电磁干扰元件磁饱和问题。本发明的电流控制方法包括：检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流；比较所述元件所在的各线上的电流；当所述元件所在的各线上的电流不相等时，对所述元件所在的线上的电流进行调整使得所述元件所在的各线上的电流相等；本发明的电流控制方法实时检测防电磁干扰元件所在的线上的电流，当发现各线上的电流不相等时，及时调整线上的电流，使得各线上的电流相等，解决了因防干扰元件各线上电流不相等导致的元件内部磁场不能相互抵消产生磁饱和的问题；与现有技术相比，在冗余备份系统中采用本发明的方法可以在解决磁饱和的问题的同时，避免了因采用双边差模电感等电感导致对高频骚扰电流抑制效果差的问题，本发明的方法可以实施方便快捷，节省了资源。
附图说明
图1为冗余备份系统电源板上电感易出现磁饱和示意图；
图2为冗余备份电源板上常用EMC设计方案示意图；
图3为本发明实施例一提供的一种电流控制方法；
图4为本发明实施例一提供的另一种电流控制方法；
图5为本发明实施例二提供的一种电流控制装置的结构示意图；
图6为本发明实施例二提供的一种冗余备份系统电源板上电路的结构示意图；
图7为本发明实施例二提供的一种控制模块调整线上电流的示意图；
图8为本发明实施例二提供的另一种电流控制装置的结构示意图；
图9为本发明实施例二提供的一种控制模块的结构示意图；
图10为本发明实施例二提供的一种MOS典型导通电阻与驱动电压关系曲线图；
图11为本发明实施例二提供的另一种电流控制装置的结构示意图；
图12为本发明实施例二提供的一种电磁干扰滤波电路的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
如图3所示，本实施例提供了一种电流控制方法，包括以下步骤：
步骤301：检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流；
步骤302：比较所述元件所在的各线上的电流；
步骤303：当所述元件所在的各线上的电流不相等时，对所述元件所在的线上的电流进行调整使得所述元件所在的各线上的电流相等。
本实施例的电流控制方法实时检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流，当发现各线上的电流不相等时，及时调整线上的电流，使得各线上的电流相等，解决了因防干扰元件各线上电流不相等导致的元件内部磁场不能相互抵消产生磁饱和的问题；与现有技术相比，在冗余备份系统中采用本发明的方法可以在解决磁饱和的问题的同时，避免了因采用双边差模电感等电感导致对高频骚扰电流抑制效果差的问题，本发明的方法可以实施方便快捷，节省了资源。本实施例中的线指的是走线。
例如将本实施例的方法应用在如图1所示的冗余备份电源板上EMC电路中，具体实现过程为：分别检测共模电感所在-48V及-48VRTN线上电流，即I1、I2；比较I1和I2，当发现I1和I2不相等时，如I1>I2，可以对I1或I2的大小进行调整使得I1=I2，此时L1、L2内部磁场可以相互抵消，解决了共模电感磁饱和的问题。具体的调整
本实施例对线上电流调整可以有多种方式，例如可以在电流小的线上增加额外的电流，在电流大的线上减少电流。
优先地，本实施例控制方法中对所述元件所在的线上的电流进行调整的方式包括：
通过改变所述元件所在的线上的阻抗来调整所述元件所在的线上的电流。
例如在图1中当发现I1>I2，可以降低-48V线上阻抗增大I2，直至I1=I2，当发现I1<I2，可以提高-48V线上阻抗减小I2，直至I1=I2；或者I1>I2同时调整-48V及-48VRTN线上的阻抗，即增大-48VRTN线上阻抗减小I1，减小-48V线上的阻抗增大I2，直至I1=I2；总之本实施例方法中可以通过单条线上的阻抗来调整该线上的电流大小使各线上的电流达到平衡，也可以通过同时调整各线上的阻抗来调整各线上的电流大小使各线上的电流达到平衡。具体选择何种调整阻抗的方式还需要根据元件所在线的数量有关，例如当元件串在两条线上时，可以采用调整单条线的阻抗来调整单个电流使两条线上的电流相等，也可以采用同时调整两条线上的阻抗来调整两条线上的电流使两条线上的电流相等；当元件串在三条或者三条以上条线上时，一般地采用同时调整多条线上的阻抗来调整线上的电流，使各线上的电流相等。
下面以防电磁干扰串在两条线为例来介绍本实施例的控制方法，如图4所示，包括以下步骤：
步骤401：检测所述元件所在的第一条线上的第一电流和所在的第二条线上的第二电流。
例如，如图1所示在冗余备份系统电源板上检测共模电感在分别在-48V及-48VRTN线上的电流，I1和I2；本实施例的检测电流的方式可以包括：
设置检测模块，检测模块检测其自身的电压然后计算出电流。本实施例控制方法中检测电流的方式可以本领域技术人员所熟知的检测电流的方式。
步骤402：比较所述第一电流与所述第二电流的大小。
步骤403：当所述第一电流与所述第二电流不相等时，根据所述比较模块的比较结果对所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进行相应的调节来调整第一电流和/或第二电流使得所述第一电流与第二电流相等。
该步骤包括三种调整至电流平衡的方式：
1、调整第一条线上的阻抗来调整电流，例如在图1中，当发现I1>I2，可以降低-48V线上阻抗增大I2，直至I1=I2；
2、调整第二条线上的阻抗来调整电路，例如在图1中，当发现I1>I2，可以增大-48VRTN线上的阻抗减小I2，直至I1=I2；
3、同时调整第一条线上的阻抗和第二条线上的阻抗来调整电流，例如在图1中，当发现I1>I2时，可以同时降低-48V线上阻抗增大I2，增大-48VRTN线上的阻抗减小I2，直至I1=I2。
本实施例的控制方法是通过调整线上的阻抗从而调节线上的电流，调整线上的阻抗的方式可以包括：通过调整阻抗元件的电阻值来调整线上的阻抗，其中阻抗元件与防电磁干扰元件串联在走线上。因此本实施例控制方法中所述根据所述比较结果对所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进行相应的调节来调整所述第一电流和/或所述第二电流的具体过程可以包括：
根据所述比较结果改变阻抗元件的电阻值来调整所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进而调整所述第一电流和/或所述第二电流；其中所述阻抗元件与所述防电磁干扰元件串联在第一条线和/或第二条线上。
当需要对第一条线上的电流进行调节时，只需调节第一条线上的阻抗元件的电阻值来调整整个第一条线上的阻抗，从而调节第一条线上的阻抗；
当需要对第二条线上的电流进行调节时，只需调节第二条线上的阻抗元件的电阻值来调整整个第二条线上的阻抗，从而调节第二条线上的阻抗；
当同时对第一条线上的电流和第二条线上的电流进行调节时，可以同时调节第一条线上的阻抗元件的电阻值来调整第一条线上的阻抗，调节第二条线上的阻抗元件的电阻值来调整第二条线上的阻抗。
本实施例的阻抗元件可以为MOS管，通过线上MOS管的导通电阻来调整线上的阻抗。
为了更够对电流精确地比较和检测，本实施例的控制方法在检测防电磁干扰元件所在的线上的电流之后，比较所述元件所在的线上的电流之前还包括：对检测的电流进行放大。例如在比较第一电流和第二电流之前对第一电流和第二电流进行放大。
应用本实施例的控制方法可以及时调整防电磁干扰元件所在各线上的电流，使电流达到平衡；解决了防电磁干扰元件因各线上的电流不平衡导致的磁饱和问题。将本实施例的控制方法应用在冗余备份系统中，可以解决冗余电源板上共模电感磁饱和问题，改善了系统的EMC（电磁兼容）性能，让系统易通过市场准入测试，提升了系统功能升级的空间。
实施例二：
如图5所示，本实施例提供了一种电流控制装置，包括：电流检测模块、电流比较模块以及控制模块；
所述电流检测模块用于检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流；
所述电流比较模块用于比较所述元件所在的各线上的电流；
所述控制模块用于当所述元件所在的各线上的电流不相等时，对所述元件所在的线上的电流进行调整使得所述元件所在的各线上的电流相等。
本实施例的电流控制装置可以实时监测防电磁干扰元件所在的线上的电流，并且当各线上的电流不相等时及时平衡各线上的电流，解决了防电磁干扰元件因电流不平衡导致的磁饱和问题。
本实施例的电流控制装置可以应用在冗余备份系统电源板上解决共模电感的磁饱和问题，如图6所示，包括共模电感L1、电流检测模块、电流比较模块以及控制模块；这些模块均串在-48V及-48VRTN线上，以及位于PWRB板上；电流检测模块用于检测-48V及-48VRTN线上的电流I1、I2，当I1与I2不相等时，控制模块会调整-48V线上的电流I2大小以平衡I1和I2，防止电感L1磁饱和。
优先地，本实施例的所述控制模块用于通过改变所述元件所在的线上的阻抗来调整所述元件所在的线上的电流。
优先地，所述检测模块用于检测所述元件所在的第一条线上的第一电流和所在的第二条线上的第二电流；
所述电流比较模块用于比较所述第一电流与所述第二电流的大小；
所述控制模块用于当所述第一电流与所述第二电流不相等时，根据所述比较结果对所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进行相应的调节来调整所述第一电流和/或所述第二电流使得所述第一电流与第二电流相等。
例如在图6的电路中，当检测模块检测I1和I2，当电流比较模块判断I1>I2时，由等式（1），则PWRB上检测的对应结果为I3<I4。PWRA板上控制模块会降低-48V线上的阻抗；反之在PWRB板上增大-48V线上阻抗。阻抗调整后I2会变大，由于I0为定值，由公式1)可知I4便随之变小，直至调整至I1=I2，I3=I4，L1（L2）两条线上电流相等，避免出现磁饱和，具体调整的过程可以参考图7。同理当PWRA板上检测到I1<I2时，控制流程与I1>I2类似，不再赘述。
优选地，所述控制模块包括：阻抗元件控制模块和阻抗元件；所述阻抗元件与所述防电磁干扰元件串联在第一条线和/或第二条线上；
所述阻抗元件控制模块用于当第一电流与第二电流不相等时，根据所述比较结果改变阻抗元件的电阻值来调整所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进而调整所述第一电流和/或所述第二电流。例如，如图8所示，所述控制模块包括：阻抗控制模块和阻抗元件，所述阻抗元件与防电磁干扰元件串联在走线2上；所述阻抗控制模块用于根据所述比较结果改变所述阻抗元件的电阻值进而调整走线2上的阻抗，本实施例关于调整走线1上的阻抗与图8示意的过程相类似；当需要调整走1和走2上的阻抗时，就需要在走线1和走线2上分别串联一个阻抗元件，通过阻抗控制模块来控制阻抗元件的电阻值从而达到控制走线1和走线2上的阻抗。
如图9所示，具体的本实施例的阻抗元件控制模块可以为MOS(Metal OxideSemiconductor，金属氧化物半导体)驱动电压转换电路，所述阻抗元件可以为MOS管；MOS驱动电压转换电路跟所述电流比较模块的比较结果改变输出电压来控制MOS管的导通电阻从而调整线上的阻抗。如图10是MOS典型导通电阻与驱动电压关系曲线图。冗余备份系统中各电源板之间阻抗差别都是毫欧量级，而MOS的导通电阻在不同的驱动电压下其差别也是毫欧量级，因此利用MOS这个性能来实现阻抗调整是合适的。
例如在图6中，当电流比较模块得出I1>I2时，MOS驱动电压转换电路可以提高输出电压，MOS驱动电压提高后，导通电阻降低，-48V线上的阻抗降低；当I1<I2时，MOS驱动电压转换电路可以降低输出电压，MOS驱动电压降低后，导通电阻增加，-48V线上的阻抗增加。
如图11所示，为了能够更精确地对比电流，本实施例的控制装置还可以包括：电流放大模块；所述电流放大模块用于对所述检测模块检测到的电流进行放大并传输给所述比较模块。
如图12所示，本实施例还提供了一种电磁干扰滤波电路，包括：防电磁干扰元件以及如本实施例所述的电路控制装置，所述防电磁干扰元件与所述电路控制装置均位于电源板上，所述元件至少在两条线上。
优先地本实施例防电磁干扰元件为共模电感。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种电流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流；
比较所述元件所在的各线上的电流；
当所述元件所在的各线上的电流不相等时，对所述元件所在的线上的电流进行调整使得所述元件所在的各线上的电流相等。
2.如权利要求1所述的电流控制方法，其特征在于，所述对所述元件所在的线上的电流进行调整的步骤包括：
通过改变所述元件所在的线上的阻抗来调整所述元件所在的线上的电流。
3.如权利要求2所述的电流控制方法，其特征在于，所述检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流的步骤包括：
检测所述元件所在的第一条线上的第一电流和所在的第二条线上的第二电流；
所述比较所述元件所在的各线上的电流的步骤包括：
比较所述第一电流与所述第二电流的大小；
所述通过改变所述元件所在的线上的阻抗来调整所述元件所在的线上的电流的步骤包括：
根据所述比较结果对所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进行相应的调节来调整所述第一电流和/或所述第二电流。
4.如权利要求3所述的电流控制方法，其特征在于，所述根据所述比较结果对所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进行相应的调节来调整所述第一电流和/或所述第二电流的步骤包括：
根据所述比较结果改变阻抗元件的电阻值来调整所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进而调整所述第一电流和/或所述第二电流；其中所述阻抗元件与所述防电磁干扰元件串联在第一条线和/或第二条线上。
5.如权利要求1-4任一项所述的电流控制方法，其特征在于，所述在检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流之后，比较所述元件所在的各线上的电流之前还包括：对检测的电流进行放大。
6.一种电流控制装置，其特征在于，包括：电流检测模块、电流比较模块以及控制模块；
所述电流检测模块用于检测防电磁干扰元件所在的各线上的电流；
所述电流比较模块用于比较所述元件所在的各线上的电流；
所述控制模块用于当所述元件所在的各线上的电流不相等时，对所述元件所在的线上的电流进行调整使得所述元件所在的各线上的电流相等。
7.如权利要求6所述的电流控制装置，其特征在于，所述控制模块用于通过改变所述元件所在的线上的阻抗来调整所述元件所在的线上的电流。
8.如权利要求7所述的电流控制装置，其特征在于，所述检测模块用于检测所述元件所在的第一条线上的第一电流和所在的第二条线上的第二电流；
所述电流比较模块用于比较所述第一电流与所述第二电流的大小；
所述控制模块用于当所述第一电流与所述第二电流不相等时，根据所述比较结果对所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进行相应的调节来调整所述第一电流和/或所述第二电流使得所述第一电流与第二电流相等。
9.如权利要求8所述的电流控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：阻抗元件控制模块和阻抗元件；所述阻抗元件与所述防电磁干扰元件串联在第一条线和/或第二条线上；
所述阻抗元件控制模块用于当第一电流与第二电流不相等时，根据所述比较结果改变阻抗元件的电阻值来调整所述第一条线上和/或第二条线上的阻抗进而调整所述第一电流和/或所述第二电流。
10.如权利要求6-9任一项所述的电路控制装置，其特征在于，还包括电流放大模块；所述电流放大模块用于对所述检测模块检测到的电流进行放大并传输给所述比较模块。
11.一种电磁干扰滤波电路，其特征在于，包括：防电磁干扰元件以及如权利要求6-9任一项所述的电路控制装置，所述防电磁干扰元件与所述电路控制装置均位于电源板上，所述元件至少在两条线上。
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