CN106100302A - 一种新型滤波组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型滤波组件，包含屏蔽壳体与电源滤波器，屏蔽壳体包含底座与上盖；上盖的外形呈单面开放的圆柱形腔体结构，在开放侧的一端为插入端，插入端的外径小于圆柱形腔体结构的外径；所述底座的外形呈圆形饼状结构，底座的其中一面设有一圈与插入端尺寸匹配的圆形凹槽，底座另一面的边缘呈圆形分布若干安装槽；安装槽呈U形，且U形开放侧的竖直段末端与底座的外缘相通；靠圆形凹槽的外侧，于各U形安装槽的区域内均包含有贯穿底座的安装孔；所述的电源滤波器包含用于将连接端瞬时出现的大电压短路到泄流地端的防雷模块，且电源滤波器整体由导热绝缘灌封胶覆盖。本发明的优点是：适于室外应用且便于检测防雷元件有效性。

Description

一种新型滤波组件
技术领域
本发明涉及电磁兼容领域，具体涉及一种应用于电源滤波的新型滤波组件。
背景技术
电源滤波器是连接在电源与用电设备之间用于滤除杂波的装置，现有的电源滤波器多用于室内环境，不具备室外应用的功能；除了不便于室外的安装使用外，由于需要在雨雪雷电环境使用，还须有防雷及防水措施，并保证良好的接地性能及滤波效果；防雷模块随着有效保护次数的增加或雷击强度的影响其本身的性能会发生不利的变化，甚至是失去保护作用，而对于进行了屏蔽及密封处理的滤波组件来说检测防雷部分的元件有效性比较麻烦，且传统的防雷措施难以发现是否产生过有效的雷击保护动作，为了解决这些问题，有必要设计一种新的滤波组件。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种适于室外应用且便于检测防雷元件有效性的滤波组件。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种新型滤波组件，包含屏蔽壳体与电源滤波器，电源滤波器置于屏蔽壳体内，在屏蔽壳体上安装有与电源滤波器的输入端、输出端对应相连的输入连接器及输出连接器；所述的屏蔽壳体包含底座与上盖；所述上盖的外形呈单面开放的圆柱形腔体结构，在开放侧的一端为插入端，插入端的外径小于圆柱形腔体结构的外径；所述底座的外形呈圆形饼状结构，底座的其中一面设有一圈与插入端尺寸匹配的圆形凹槽，底座另一面的边缘呈圆形分布若干安装槽；安装槽呈U形，且U形开放侧的竖直段末端与底座的外缘相通；插入端插入圆形凹槽并固定连接，且在圆形凹槽与插入端之间卡接有导电橡胶条；靠圆形凹槽的外侧，于各U形安装槽的区域内均包含有贯穿底座的安装孔；所述的电源滤波器包含用于将连接端瞬时出现的大电压短路到泄流地端的防雷模块，且电源滤波器整体由导热绝缘灌封胶覆盖。
进一步的，还包含用于检测防雷模块元件是否处于正常状态的检测单元。
进一步的，还包含用于显示是否遭遇过雷击作用或进行过有效雷击保护的警示结构。
优选的，电源滤波器的输入端及输出端分别包含正极与负极；从电源滤波器的输入端正极至电源滤波器的输出端正极方向依次串联有共模电感L1A与共模电感L2A；从电源滤波器的输入端负极至电源滤波器的输出端负极方向依次串联有共模电感L1B与共模电感L2B；在电源滤波器输入端的正极与负极之间、电源滤波器输出端的正极与负极之间均连接有防雷模块；共模电感L1A及共模电感L1B的输入端之间连接有差模电容C1；共模电感L1A及共模电感L1B的输出端之间连接有差模电容C2；共模电感L2A及共模电感L2B的输出端之间连接有差模电容C7；共模电容C3与共模电容C4、共模电容C5与共模电容C6分别两两串联连接，且串联相接的连接端均与地相接，串联的共模电容C3与共模电容C4整体与差模电容C2并联，串联的共模电容C5与共模电容C6整体与差模电容C7并联。
进一步的，所述的防雷模块包含放电管与若干压敏电阻；各压敏电阻的其中一端分别与电源滤波器的输入端、输出端的正极或负极对应相连，压敏电阻的另一端在并接后串联放电管至泄流地端；泄流地端可为具有较厚覆铜的焊盘，通过螺钉固定在螺柱的方式或线缆焊接的方式与屏蔽外壳连接。
进一步的，所述的检测单元包含电源模块、双限比较器、蜂鸣器模块与双刀双掷继电器；双刀双掷继电器触发引脚的一端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极连接到泄流地端；双刀双掷继电器触发引脚的另一端与输入连接器或输出连接器的其中一个冗余端子相连，且与电源模块的高电位侧输入相连；双刀双掷继电器的两个常开动触点端分别与压敏电阻及放电管的连接端、泄流地端相连，其两个静触点端分别与双限比较器的输入端、电源模块的低电位侧输入对应相连；电源模块还包含高参考电压输出端与低参考电压输出端，其分别对应于双限比较器的高门限电压输入端及低门限电压输入端相连；双限比较器的输出与蜂鸣器模块的输入相连。
优选的，所述警示结构包含与上盖固定连接的接地导管，接地导管的表面喷涂有不可逆示温涂料涂层，其测温范围在75℃～220℃之间。
本滤波组件通过插入端与圆形凹槽的配合及导电橡胶条的缝隙填充提高了滤波组件整体的屏蔽性能，同时由于降低了上盖与底座间的接触电阻，也进一步保证了良好的接地性能；呈圆形分布的U形安装槽及安装孔为多角度安装滤波组件提供了方便，适于室外可能遇到的不同安装环境；电源滤波器经过的导热绝缘灌封胶覆盖及包含的防雷模块解决了滤波组件在野外条件下的防雷防水的需求；当需要检测防雷模块的元件是否有效时，拔出对接滤波组件设备的输入及输出连接器，使用金属插针或对接插头将电源滤波器输入或输出连接器的一头与接有双刀双掷继电器触发引脚的冗余端子短接；将外部电源正极连接到金属插针或对接插头中间的连接线，外部电源负极与泄流地端相连；此时双刀双掷继电器的触发端产生电压并进行动作，压敏电阻与放电管之间的分压压降通过双刀双掷继电器的开关连接到双限比较器的输入端，并与电源模块输出的参考电压比较；当压敏电阻或放电管阻值正常时，蜂鸣器模块鸣响，当压敏电阻或放电管阻值异常，传输到双限比较器输入端的电压值不在电源模块输出的高低参考电压范围之间时，则蜂鸣器模块不响，从而表示防雷模块的状态异常；另外，当通过接地导管将雷电引流到大地时，大电流产生的热量使得接地导管温度升高，当温度上升到不可逆示温涂料涂层的测温范围时，则不可逆示温涂料涂层发生颜色改变，从而能够识别出是否遭遇过雷击或进行过有效的防雷保护。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
⑴、结构简单，体积小巧，便于携带及安装，具备防雷防水效果，适于室外使用；
⑵、具备防雷模块有效性检测的功能，且只需利用输入连接器或输出连接器的端子即可完成检测，十分方便。
⑶、具备雷击保护的显示功能，便于防雷元件的检查与维护。
附图说明
图1为实施例的结构示意主视图。
图2为实施例的结构示意仰视图。
图3为实施例的底座结构俯视图。
图4为电源滤波器的原理图。
图5为实施例防雷模块及检测单元的连接逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
一种新型滤波组件，包含屏蔽壳体与电源滤波器，电源滤波器置于屏蔽壳体内，如图1及图2所示，在屏蔽壳体上安装有与电源滤波器的输入端、输出端对应相连的输入连接器1及输出连接器2；所述的屏蔽壳体包含底座3与上盖4；所述上盖2的外形呈单面开放的圆柱形腔体结构，在开放侧的一端为插入端5，插入端5的外径小于圆柱形腔体结构的外径；所述底座3的外形呈圆形饼状结构，如图3所示，底座3的其中一面设有一圈与插入端5尺寸匹配的圆形凹槽6，底座3另一面的边缘呈圆形分布若干安装槽7；安装槽7呈U形，且U形开放侧的竖直段末端与底座3的外缘相通；插入端5插入圆形凹槽6并固定连接，具体的固定方式可通过螺钉固接或在插入端及圆形凹槽内壁设置匹配的螺纹进行旋接；插入端5与圆形凹槽6之间的卡接有导电橡胶条，一方面使得上盖4与底座能够充分接触从而提高屏蔽性能，同时降低接触电阻，另一方面，避免雨水通过缝隙侵入屏蔽壳体内部；靠圆形凹槽6的外侧，于各U形安装槽的区域内均包含有贯穿底座的安装孔8，安装孔8可为螺纹孔，使用螺杆将环形接线端子固定在U形安装槽7内，安装槽7的U形侧壁可对接线端子进行限位；屏蔽壳体还包含用于显示是否遭遇过雷击作用或进行过有效雷击保护的警示结构，如图1所示，所述警示结构包含与上盖固定连接的接地导管9，接地导管9通过连接线缆将雷击电流导入到大地，接地导管9的表面喷涂有不可逆示温涂料涂层，其测温范围在75℃～220℃之间，作为优选方案，可选用多色不可逆示温涂料，使得温度表示更为精确。
所述的电源滤波器包含防雷模块及检测单元，防雷模块用于将连接端瞬时出现的大电压短路到泄流地端，泄流地端可为具有较厚覆铜的焊盘，焊盘中间有孔以通过螺钉固定的方式与屏蔽外壳连接；检测单元用于检测防雷模块元件是否处于正常状态；电源滤波器整体由导热绝缘灌封胶覆盖；如图4所示，所述电源滤波器的输入端及输出端分别包含正极(P端及P’端)与负极(N端及N’端)；从电源滤波器的输入端正极至电源滤波器的输出端正极方向依次串联有共模电感L1A与共模电感L2A；从电源滤波器的输入端负极至电源滤波器的输出端负极方向依次串联有共模电感L1B与共模电感L2B；在电源滤波器输入端的正极与负极之间、电源滤波器输出端的正极与负极之间均连接有防雷模块；共模电感L1A及共模电感L1B的输入端之间连接有差模电容C1；共模电感L1A及共模电感L1B的输出端之间连接有差模电容C2；共模电感L2A及共模电感L2B的输出端之间连接有差模电容C7；共模电容C3与共模电容C4、共模电容C5与共模电容C6分别两两串联连接，且串联相接的连接端均与地相接，串联的共模电容C3与共模电容C4整体与差模电容C2并联，串联的共模电容C5与共模电容C6整体与差模电容C7并联；通过采取差模-共模交叉级联的方式，使得电源滤波器的滤波性能更好。
如图5所示，所述的防雷模块包含放电管F与若干压敏电阻MOV；各压敏电阻的其中一端分别与电源滤波器的输入端、输出端的正极(P端、P’端)或负极(N端、N’端)对应相连，压敏电阻的另一端在并接后串联放电管至泄流地端；所述的检测单元包含电源模块B、双限比较器A、蜂鸣器模块BEEP与双刀双掷继电器；双刀双掷继电器触发引脚K1-T的一端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极连接到泄流地端；双刀双掷继电器触发引脚K1-T的另一端与输入连接器或输出连接器的其中一个冗余端子J相连，且与电源模块B的高电位侧输入相连；双刀双掷继电器的两个开关K1-1、K1-2的常开动触点端分别与压敏电阻及放电管的连接端、泄流地端相连，其两个静触点端分别与双限比较器A的输入端、电源模块B的低电位侧输入对应相连；电源模块B还包含高参考电压输出端与低参考电压输出端，其分别对应于双限比较器A的高门限电压输入端及低门限电压输入端相连，同时提供双限比较器A的有源供电；双限比较器A的输出与蜂鸣器模块BEEP的输入相连；需要说明的是，双限比较器的连接结构，电流放大驱动，电源模块的参考电压设定均为现有技术，在此不再赘述。
本滤波组件通过插入端与圆形凹槽的配合及导电橡胶条的缝隙填充提高了滤波组件整体的屏蔽性能，同时由于降低了上盖与底座间的接触电阻，也进一步保证了良好的接地性能；呈圆形分布的U形安装槽及安装孔为多角度安装固定滤波组件提供了方便，适于室外可能遇到的不同安装环境；电源滤波器经过的导热绝缘灌封胶覆盖及包含的防雷模块解决了滤波组件在野外条件下的防雷防水的需求；当需要检测防雷模块的元件是否有效时，拔出对接滤波组件设备的输入及输出连接器，使用金属插针或对接插头将电源滤波器输入或输出连接器的一端与接有双刀双掷继电器触发引脚的冗余端子短接，如图5中虚线所示；将外部电源正极连接到金属插针或对接插头之间的连接线，外部电源负极与泄流地端(即接地导管或屏蔽外壳)相连；此时双刀双掷继电器的触发端产生电压并进行动作，检测单元的电源模块、双限比较器及蜂鸣器模块通电，压敏电阻与放电管之间的分压压降通过双刀双掷继电器的开关连接到双限比较器的输入端，并与电源模块输出的参考电压比较；当压敏电阻或放电管阻值正常时，蜂鸣器模块鸣响，当压敏电阻或放电管阻值异常，传输到双限比较器输入端的电压值不在电源模块输出的高低参考电压范围之间时，则蜂鸣器模块不响，从而表示防雷模块的状态异常；另外，当通过接地导管将雷电引流到大地时，大电流产生的热量使得接地导管温度升高，当温度上升到不可逆示温涂料涂层的测温范围时，则不可逆示温涂料涂层发生颜色改变，从而能够识别出是否遭遇过雷击或进行过有效的防雷保护，以大致掌握防雷模块的“工作记录”。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种新型滤波组件，包含屏蔽壳体与电源滤波器，电源滤波器置于屏蔽壳体内，在屏蔽壳体上安装有与电源滤波器的输入端、输出端对应相连的输入连接器及输出连接器；其特征在于：所述的屏蔽壳体包含底座与上盖；所述上盖的外形呈单面开放的圆柱形腔体结构，在开放侧的一端为插入端，插入端的外径小于圆柱形腔体结构的外径；所述底座的外形呈圆形饼状结构，底座的其中一面设有一圈与插入端尺寸匹配的圆形凹槽，底座另一面的边缘呈圆形分布若干安装槽；安装槽呈U形，且U形开放侧的竖直段末端与底座的外缘相通；插入端插入圆形凹槽并固定连接，且在圆形凹槽与插入端之间卡接有导电橡胶条；靠圆形凹槽的外侧，于各U形安装槽的区域内均包含有贯穿底座的安装孔；所述的电源滤波器包含用于将连接端瞬时出现的大电压短路到泄流地端的防雷模块，且电源滤波器整体由导热绝缘灌封胶覆盖。
2.根据权利要求1所述的一种新型滤波组件，其特征在于：还包含用于检测防雷模块元件是否处于正常状态的检测单元。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型滤波组件，其特征在于：还包含用于显示是否遭遇过雷击作用或进行过有效雷击保护的警示结构。
4.根据权利要求1所述的一种新型滤波组件，其特征在于：电源滤波器的输入端及输出端分别包含正极与负极；从电源滤波器的输入端正极至电源滤波器的输出端正极方向依次串联有共模电感L1A与共模电感L2A；从电源滤波器的输入端负极至电源滤波器的输出端负极方向依次串联有共模电感L1B与共模电感L2B；在电源滤波器输入端的正极与负极之间、电源滤波器输出端的正极与负极之间均连接有防雷模块；共模电感L1A及共模电感L1B的输入端之间连接有差模电容C1；共模电感L1A及共模电感L1B的输出端之间连接有差模电容C2；共模电感L2A及共模电感L2B的输出端之间连接有差模电容C7；共模电容C3与共模电容C4、共模电容C5与共模电容C6分别两两串联连接，且串联相接的连接端均与地相接，串联的共模电容C3与共模电容C4整体与差模电容C2并联，串联的共模电容C5与共模电容C6整体与差模电容C7并联。
5.根据权利要求3或4所述的一种新型滤波组件，其特征在于：所述的防雷模块包含放电管与若干压敏电阻；各压敏电阻的其中一端分别与电源滤波器的输入端、输出端的正极或负极对应相连，压敏电阻的另一端在并接后串联放电管至泄流地端。
6.根据权利要求5所述的一种新型滤波组件，其特征在于：所述的检测单元包含电源模块、双限比较器、蜂鸣器模块与双刀双掷继电器；双刀双掷继电器触发引脚的一端与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极连接到泄流地端；双刀双掷继电器触发引脚的另一端与输入连接器或输出连接器的其中一个冗余端子相连，且与电源模块的高电位侧输入相连；双刀双掷继电器的两个常开动触点端分别与压敏电阻及放电管的连接端、泄流地端相连，其两个静触点端分别与双限比较器的输入端、电源模块的低电位侧输入对应相连；电源模块还包含高参考电压输出端与低参考电压输出端，其分别对应于双限比较器的高门限电压输入端及低门限电压输入端相连；双限比较器的输出与蜂鸣器模块的输入相连。
7.根据权利要求3所述的一种新型滤波组件，其特征在于：所述警示结构包含与上盖固定连接的接地导管，接地导管的表面喷涂有不可逆示温涂料涂层，其测温范围在75℃～220℃之间。
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