CN106253648B - 一种滤波器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种滤波器组件，包含滤波器及用于屏蔽外部电磁干扰的外壳，滤波器设于外壳内部；滤波器包含信号滤波电路和电源滤波电路；电源滤波电路包含防反保护模块及电压限幅保护模块；外壳包含前盖板、接地板与后盖板；前盖板包含平面板，在平面板其中一侧面垂直的设有平面几何封闭的屏蔽墙，屏蔽墙与平面板为一体加工工件；所述的后盖板呈单面开放的腔体结构，后盖板的外缘不大于接地板的外缘；在接地板与后盖板均设有与安装柱螺孔位置及大小适配的组装通孔；后盖板的侧壁上设有若干输出接头，在平面板上于屏蔽墙区域内设有若干输入接头；本发明的优点在于滤波组件的空间利用率高、电源滤波电路具有保护功能且功耗低，适于复杂环境下的使用。

Description

一种滤波器组件
技术领域
本发明涉及电磁兼容领域，具体涉及一种滤波器组件。
背景技术
滤波器作为将电路中的杂波信号滤除的设备，被广泛的应用到各种电子设备中。在通信设备、航空航天、舰载设备等特需领域中，电磁环境频带宽，场强大，除了实现滤波的基本功能外，对于滤波器所占用的空间、电磁兼容效果、防护措施以及功耗等各项内容都提出了更严苛的要求：传统滤波器的外壳与所连接设备的屏蔽外壳相互独立，无法对滤波器与设备外壳进行结合互补使用，而滤波器外壳与连接设备的屏蔽外壳之间的接线仍处于电磁环境中，存在再次引入杂波的可能；且由于滤波器的输入输出接头使用的插接件无法如同线缆一样弯折走线，插接件上下左右的空间未得到有效利用，其实际占用空间较大，空间利用率不高；另外，对于包含有电源滤波器的滤波组件，传统的电源滤波器不具备异常状态保护功能，当电源滤波器的前级输入由于某种原因使得输入电压升高或是输入的正负极调换时，传统的电源滤波器只能滤除输入电压中的杂波，而无法对后级负载形成保护；若采用二极管串联在电源滤波器的输入输出通路中能够做到输入防反功能，但二极管串联在电路中其本身存在固定压降，且当通过滤波器的电流较大时，会在二极管上产生较大的功耗；因此，如何做到一种空间利用率高、电磁兼容效果好、具有保护功能的低功耗滤波器组件则成为了我们的挑战。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种空间利用率高、且具有保护功能的低功耗滤波器组件。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种滤波器组件，包含滤波器及用于屏蔽外部电磁干扰的外壳，滤波器设于外壳内部；所述的滤波器包含信号滤波电路和电源滤波电路；所述的电源滤波电路包含防反保护模块及电压限幅保护模块；所述的外壳包含前盖板、接地板与后盖板；前盖板包含平面板，在平面板其中一侧面垂直的设有平面几何封闭的屏蔽墙，且屏蔽墙的外缘与平面板的外缘保持一定的距离；在平面板的四周还包含有若干安装通孔，各安装通孔均位于屏蔽墙的外侧；所述的屏蔽墙与平面板为一体加工工件；所述接地板与屏蔽墙的外缘尺寸匹配，在接地板上还分布有若干接地通孔，用于滤波器穿心电容接地端的焊接；所述的后盖板呈单面开放的腔体结构，后盖板的外缘不大于接地板的外缘，且能贴合的扣于接地板平面；屏蔽墙内侧还包含若干设有螺孔的安装柱，安装柱的高度与屏蔽墙的高度相同；在接地板与后盖板均设有与安装柱螺孔位置及大小适配的组装通孔；后盖板的侧壁上设有若干输出接头，在平面板上于屏蔽墙区域内设有若干输入接头；所述的输入接头及输出接头分别与滤波器的输入及输出对应连接；所述信号滤波电路的每路输入与输出之间均连接有穿心电容加以滤波；所述穿心电容的接地端与接地板的接地通孔焊接。
进一步的，所述电源滤波电路的输入端及输出端分别包含正极与负极；从电源滤波电路的输入端正极至电源滤波电路的输出端正极方向依次串联有保险丝F1、共模电感L1-1与共模电感L2-1；从电源滤波电路的输入端负极至电源滤波电路的输出端负极方向依次串联有共模电感L1-2、共模电感L2-2与防反保护模块；共模电感L1-1与共模电感L1-2、共模电感L2-1与共模电感L2-2分别共用一个磁环；在保险丝F1的输出端与电源滤波电路输入端的负极之间并联有差模电容C1；在共模电感L2-1与共模电感L2-2的输入端之间并联有差模电容C4，共模电感L2-1与共模电感L2-2的输出端之间并联有差模电容C15；在电源滤波电路输出端的正极与负极之间并联有触发单元，触发单元的输出端与防反保护模块的控制端相连；差模电容C1、差模电容C4或差模电容C15的其中一个还并联有电阻R1；电容C2与电容C3、电容C5与电容C6、电容C7与电容C8、电容C9与电容C10、电容C11与电容C12、电容C13与电容C14分别两两串联连接，且连接端均与地相接，串联的电容C2与电容C3整体与差模电容C4并联；串联的电容C7与电容C8、电容C9与电容C10、电容C11与电容C12、电容C13与电容C14整体均与差模电容C15并联；所述的电压限幅保护模块与差模电容C1、差模电容C4、差模电容C15的其中一个相并联。
进一步的，所述的防反保护模块包含并联的N沟道绝缘栅型MOS管，所述N沟道绝缘栅型MOS管的漏极作为模块输入端与共模电感L2-2的输出端相连，其源极作为模块输出端与滤波电路输出端的负极相连，其栅极作为防反保护模块的控制端与触发单元的输出端相连。
进一步的，所述触发单元包含分压电阻R2与分压电阻R3；分压电阻R2的一端与分压电阻R3的一端相连，相连的连接端作为触发单元的输出端与N沟道绝缘栅型MOS管的栅极连接；分压电阻R2的另一端与滤波电路输出端的正极相连；分压电阻R3的另一端与滤波电路输出端的负极相连。
进一步的，所述的触发单元还包含稳压管D2；所述稳压管D2的阴极与触发单元的输出端相连，稳压管D2的阳极与滤波电路输出端的负极相连。
进一步的，所述的电压限幅保护模块包含串联连接的双向稳压二极管D1及保险丝F2。
进一步的，保险丝F1还包含保险丝座，保险丝座设于平面板的屏蔽墙区域内，其保险丝插口方向与滤波器输入接头的插接方向平行；保险丝座的两个接线端分别与电源滤波电路的输出端正极、共模电感L1-1的输入端相连。
本发明在后盖板的侧壁设置输出接头，使后盖板与平面板外缘之间的空间冗余与输出接头的插接件在上下左右方向的空间冗余相重合，同时还便于布置连接线缆的冗余长度，从而有效提高了滤波器的空间使用率；且可将滤波器组件作为后级设备屏蔽外壳的一部分加以结合使用，后级设备的屏蔽外壳留下与滤波组件屏蔽墙匹配大小的开口，并在适当位置设置装配螺孔，用螺钉将前盖板由安装通孔固定装配在后级设备的屏蔽外壳上，使滤波器组件的外壳成为后级设备屏蔽外壳的一部分，从而进一步提高了滤波器组件的空间使用率；使用时，滤波器与后级设备之间的连线均处于屏蔽外壳内，不再受到外部的电磁干扰，提高了滤波组件的电磁干扰屏蔽性能；电源滤波电路中通过采用并联的N沟道绝缘栅型MOS管作为防反模块，使得导通时连接在滤波电路中的电阻等效降低了一半，从而在实现防反功能的同时大大降低了滤波器的功耗；本发明结构简单，体积小巧，电磁屏蔽及电磁滤波性能优良，利于狭小空间的连接使用。
附图说明
图1为实施例的结构示意图。
图2为实施例中接地板的结构示意图。
图3为实施例中后盖板的左视示意图。
图4为实施例的右视结构示意图。
图5为电源滤波电路原理图。
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。
一种滤波器组件，包含滤波器及用于屏蔽外部电磁干扰的外壳；滤波器设于外壳内部；所述的滤波器包含信号滤波电路和电源滤波电路；所述的电源滤波电路包含防反保护模块及电压限幅保护模块；如图1所示，所述的外壳包含前盖板1、接地板2与后盖板3；前盖板1包含平面板4，在平面板4其中一侧面垂直的设有平面几何封闭的屏蔽墙5，且屏蔽墙5的外缘与平面板的外缘保持一定的距离；在平面板4的四周还包含有若干安装通孔6，各安装通孔6均位于屏蔽墙5的外侧；所述的屏蔽墙5与平面板4为一体加工工件，减少了组件间的缝隙，从而提高电磁屏蔽的效果；如图1、图2所示，所述接地板2与屏蔽墙5的外缘尺寸匹配，在接地板2上还分布有若干接地通孔7；所述的后盖板3呈单面开放的腔体结构，如图1所示，后盖板3的外缘不大于接地板2的外缘，且能贴合的扣于接地板2平面；屏蔽墙5内侧还包含若干设有螺孔的安装柱，安装柱的高度与屏蔽墙的高度相同，由于此为现有技术，未在图中展示；如图2及图3所示，在接地板2与后盖板3均设有与安装柱螺孔位置及大小适配的组装通孔8；如图1所示，后盖板的侧壁上设有若干输出接头9，如图4所示，在平面板4上于屏蔽墙5区域内设有若干输入接头10；所述的输入接头10及输出接头9分别与滤波器的输入及输出对应连接；所述信号滤波电路的每路输入与输出之间均连接有穿心电容加以滤波；所述穿心电容的接地端与接地板的接地通孔焊接，由于接地充分，接地电感小，滤波效果好。
如图5所示，所述电源滤波电路的输入端及输出端分别包含正极(P端与P’端)与负极(N端与N’端)；从电源滤波电路的输入端正极至电源滤波电路的输出端正极方向依次串联有保险丝F1、共模电感L1-1与共模电感L2-1；从电源滤波电路的输入端负极至电源滤波电路的输出端负极方向依次串联有共模电感L1-2、共模电感L2-2与防反保护模块；防反保护模块还包含控制端；共模电感L1-1与共模电感L1-2、共模电感L2-1与共模电感L2-2分别共用一个磁环；在保险丝F1的输出端与电源滤波电路输入端的负极之间并联有差模电容C1；在共模电感L2-1与共模电感L2-2的输入端之间并联有差模电容C4，共模电感L2-1与共模电感L2-2的输出端之间并联有差模电容C15；在电源滤波电路输出端的正极与负极之间并联有触发单元，触发单元的输出端与防反保护模块的控制端相连；差模电容C1、差模电容C4或差模电容C15的其中一个还并联有电阻R1，用以调整电源滤波电路的阻抗平衡；电容C2与电容C3、电容C5与电容C6、电容C7与电容C8、电容C9与电容C10、电容C11与电容C12、电容C13与电容C14分别两两串联连接，且连接端均与地相接，串联的电容C2与电容C3整体与差模电容C4并联；串联的电容C7与电容C8、电容C9与电容C10、电容C11与电容C12、电容C13与电容C14整体均与差模电容C15并联；所述的电压限幅保护模块与差模电容C1、差模电容C4、差模电容C15的其中一个相并联。
所述的防反保护模块包含并联的N沟道绝缘栅型MOS管，所述N沟道绝缘栅型MOS管的漏极作为模块输入端与共模电感L2-2的输出端相连，其源极作为模块输出端与滤波电路输出端的负极相连，其栅极作为防反保护模块的控制端与触发单元的输出端相连。
所述触发单元包含分压电阻R2与分压电阻R3；分压电阻R2的一端与分压电阻R3的一端相连，相连的连接端作为触发单元的输出端与N沟道绝缘栅型MOS管的栅极连接；分压电阻R2的另一端与滤波电路输出端的正极相连；分压电阻R3的另一端与滤波电路输出端的负极相连。
所述的触发单元还包含稳压管D2；所述稳压管D2的阴极与触发单元的输出端相连，稳压管D2的阳极与滤波电路输出端的负极相连。
所述的电压限幅保护模块包含串联连接的双向稳压二极管D1及保险丝F2。
保险丝F1还包含保险丝座，如图4所示，保险丝座设于平面板4的屏蔽墙5区域内，其保险丝插口方向与滤波器输入接头的插接方向平行，便于保险丝F1的安装与更换；保险丝座的两个接线端分别与电源滤波电路的输出端正极、共模电感L1-1的输入端相连。
本发明在后盖板的侧壁设置输出接头，使后盖板与平面板外缘之间的空间冗余与输出接头的插接件在上下左右方向的空间冗余相重合，同时还便于布置连接线缆的冗余长度，从而有效提高了滤波器的空间使用率；且可将滤波器组件作为后级设备屏蔽外壳的一部分加以结合使用，后级设备的屏蔽外壳留下与滤波组件屏蔽墙匹配大小的开口，并在适当位置设置装配螺孔，用螺钉将前盖板由安装通孔固定装配在后级设备的屏蔽外壳上，使滤波器组件的外壳成为后级设备屏蔽外壳的一部分，从而进一步提高了滤波器组件的空间使用率；使用时，滤波器与后级设备之间的连线均处于屏蔽外壳内，不再受到外部的电磁干扰，提高了滤波组件的电磁干扰屏蔽性能；电源滤波电路中通过采用并联的N沟道绝缘栅型MOS管作为防反模块，使得导通时连接在滤波电路中的电阻等效降低了一半，从而在实现防反功能的同时大大降低了滤波器的功耗；当滤波电路输入端出现电压输入高于双向稳压二极管工作电压值时，经过双向稳压二极管电流增大，且其两端的电压稳定在其工作电压值，保护了后段负载的正常使用；双向稳压管串联有保险丝F2，以保护双向稳压管不被烧毁；本发明结构简单，体积小巧，电磁屏蔽及电磁滤波性能优良，且滤波组件的防护功能保证了滤波组件在复杂电磁环境及狭小空间环境下的使用。
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)

1.一种滤波器组件，包含滤波器及用于屏蔽外部电磁干扰的外壳，滤波器设于外壳内部；其特征在于：所述的滤波器包含信号滤波电路和电源滤波电路；所述的电源滤波电路包含防反保护模块及电压限幅保护模块；所述的外壳包含前盖板、接地板与后盖板；前盖板包含平面板，在平面板其中一侧面垂直的设有平面几何封闭的屏蔽墙，且屏蔽墙的外缘与平面板的外缘保持一定的距离；在平面板的四周还包含有若干安装通孔，各安装通孔均位于屏蔽墙的外侧；所述的屏蔽墙与平面板为一体加工工件；所述接地板与屏蔽墙的外缘尺寸匹配，在接地板上还分布有若干接地通孔，用于滤波器穿心电容接地端的焊接；所述的后盖板呈单面开放的腔体结构，后盖板的外缘不大于接地板的外缘，且能贴合的扣于接地板平面；屏蔽墙内侧还包含若干设有螺孔的安装柱，安装柱的高度与屏蔽墙的高度相同；在接地板与后盖板均设有与安装柱螺孔位置及大小适配的组装通孔；后盖板的侧壁上设有若干输出接头，在平面板上于屏蔽墙区域内设有若干输入接头；所述的输入接头及输出接头分别与滤波器的输入及输出对应连接；所述信号滤波电路的每路输入与输出之间均连接有穿心电容加以滤波；所述穿心电容的接地端与接地板的接地通孔焊接。
2.根据权利要求1所述的一种滤波器组件，其特征在于：所述电源滤波电路的输入端及输出端分别包含正极与负极；从电源滤波电路的输入端正极至电源滤波电路的输出端正极方向依次串联有保险丝F1、共模电感L1-1与共模电感L2-1；从电源滤波电路的输入端负极至电源滤波电路的输出端负极方向依次串联有共模电感L1-2、共模电感L2-2与防反保护模块；防反保护模块还包含控制端；共模电感L1-1与共模电感L1-2、共模电感L2-1与共模电感L2-2分别共用一个磁环；在保险丝F1的输出端与电源滤波电路输入端的负极之间并联有差模电容C1；在共模电感L2-1与共模电感L2-2的输入端之间并联有差模电容C4，共模电感L2-1与共模电感L2-2的输出端之间并联有差模电容C15；在电源滤波电路输出端的正极与负极之间并联有触发单元，触发单元的输出端与防反保护模块的控制端相连；差模电容C1、差模电容C4或差模电容C15的其中一个还并联有电阻R1；电容C2与电容C3、电容C5与电容C6、电容C7与电容C8、电容C9与电容C10、电容C11与电容C12、电容C13与电容C14分别两两串联连接，且连接端均与地相接，串联的电容C2与电容C3整体与差模电容C4并联；串联的电容C7与电容C8、电容C9与电容C10、电容C11与电容C12、电容C13与电容C14整体均与差模电容C15并联；所述的电压限幅保护模块与差模电容C1、差模电容C4、差模电容C15的其中一个相并联。
3.根据权利要求2所述的一种滤波器组件，其特征在于：所述的防反保护模块包含并联的N沟道绝缘栅型MOS管，所述N沟道绝缘栅型MOS管的漏极作为模块输入端与共模电感L2-2的输出端相连，其源极作为模块输出端与电源滤波电路输出端的负极相连，其栅极作为防反保护模块的控制端与触发单元的输出端相连。
4.根据权利要求3所述的一种滤波器组件，其特征在于：所述触发单元包含分压电阻R2与分压电阻R3；分压电阻R2的一端与分压电阻R3的一端相连，相连的连接端作为触发单元的输出端与N沟道绝缘栅型MOS管的栅极连接；分压电阻R2的另一端与电源滤波电路输出端的正极相连；分压电阻R3的另一端与电源滤波电路输出端的负极相连。
5.根据权利要求4所述的一种滤波器组件，其特征在于：所述的触发单元还包含稳压管D2；所述稳压管D2的阴极与触发单元的输出端相连，稳压管D2的阳极与电源滤波电路输出端的负极相连。
6.根据权利要求5所述的一种滤波器组件，其特征在于：所述的电压限幅保护模块包含串联连接的双向稳压二极管D1及保险丝F2。
7.根据权利要求6所述的一种滤波器组件，其特征在于：保险丝F1还包含保险丝座，保险丝座设于平面板的屏蔽墙区域内，其保险丝插口方向与滤波器输入接头的插接方向平行；保险丝座的两个接线端分别与电源滤波电路的输出端正极、共模电感L1-1的输入端相连。
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