CN106301273B - 应用于局域网的滤波器电路 - Google Patents

Abstract

一种应用于局域网的滤波器电路，包括隔离变压器及共模电感器。隔离变压器具有第一绕组及第二绕组，第一绕组具有第一电信号端部、第二电信号端部及中间抽头端部，第一电信号端部与第二电信号端部之间的距离大于第一电信号端部与中间抽头端部间的距离以及第二电信号端部与中间抽头端部间的距离。共模电感器的一侧依序排列有第一电信号输入端部、第二电信号输入端部及输入端部，第一电信号端部与第一电信号输入端部电连接，第二电信号端部与第二电信号输入端部电连接，中间抽头端部与输入端部电连接。该滤波器电路可滤除电路中的共模电磁干扰，并有效地提高高电平信号与低电平信号两者间的差模信号的耦合量，进而增强滤波器电路抵抗外部噪声的能力。

Description

应用于局域网的滤波器电路

技术领域

本发明是关于滤波器电路，且特别是有关于应用于局域网的滤波器电路。

背景技术

共模电感器(common-mode choke)也称为共模扼流圈，通常应用于各种开关电源，以过滤电路中的干扰信号，进而抑制高频信号产生的电磁波辐射。本质上，共模电感器是一个双向滤波器，其一方面提供滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面也抑制本身不向外发出电磁干扰，以避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

图1所示为现有应用于局域网(local area network,LAN)的滤波器电路的电路图。局域网具有线缆侧(Cable-side)3及物理侧(physical-side)4，线缆侧3用以与线缆组件连接，物理侧4供与外部电路板连接。

滤波器电路包含连接在线缆侧4与物理侧3之间的共模电感器1与隔离变压器2。共模电感器1为三线式共模电感器，其一侧依序排列有第一电信号输入端部100、第二电信号输入端部120及输入端部140，另一侧依序排列有第一电信号输出端部102、第二电信号输出端部122及输出端部142。

共模电感器1包含第一导线10、第二导线12及第三导线14。第一导线10两端分别与第一电信号输入端部100及第一电信号输出端部102电连接，第二导线12两端分别与第二电信号输入端部120及第二电信号输出端部122电连接，第三导线14两端分别与输入端部140及输出端部142电连接。

隔离变压器2包含相互耦合的第一绕组20及第二绕组22。第一绕组20具有第一电信号端部202、第二电信号端部204及中间抽头端部206。第一电信号端部202与第二电信号端部204之间的距离大于第一电信号端部202与中间抽头端部206间的距离以及第二电信号端部204与中间抽头端部206间的距离。

第二绕组22的第一电信号端部222、第二电信号端部224及中间抽头端部226的极性分别相同于第一绕组20的第一电信号端部202、第二电信号端部204及中间抽头端部206。其中，第二绕组22的第一电信号端部222电连接于高电平信号(在图1中以“+”表示)，第二电信号端部222电连接于低电平信号(在图1中以“-”表示)，中间抽头端部226电连接于参考电平信号(例如为零伏特，在图1中以“G”表示)。

前述滤波器电路的共模电感器1及隔离变压器2间各端点的连接方式，使得供传递高电平信号及低电平信号的第一导线10及第三导线12间的距离d1大(如图2所示)，造成在此滤波器电路中的差模信号(differential-mode signal)的耦合量不足，进而减弱其抵抗外部噪声的能力。

因此，如何设计出一种应用于局域网的滤波器电路，不但可以有效地滤除共模电磁干扰，还能克服高电平信号与低电平信号两者间的差模信号耦合量不足的问题，以增强滤波器电路抵抗外部噪声的能力，乃为发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

本发明提供一种应用于局域网的滤波器电路，除必须滤除电路中的共模电磁干扰外，还要具备高差模信号耦合量，以增强抵抗外部噪声的能力。

根据本发明提供一种应用于局域网的滤波器电路，其应用于局域网的物理侧及线缆侧之间，并包括隔离电压器及共模电感器。隔离变压器具有第一绕组及第二绕组，其中第一绕组具有第一电信号端部、第二电信号端部及中间抽头端部；第一电信号端部与第二电信号端部之间的距离大于第一电信号端部与中间抽头端部间的距离以及第二电信号端部与中间抽头端部间的距离。共模电感器的一侧依序排列有第一电信号输入端部、第二电信号输入端部及输入端部，其中第一电信号端部与第一电信号输入端部电连接，第二电信号端部与第二电信号输入端部电连接，中间抽头端部与输入端部电连接。

本发明另提供一种应用于局域网的滤波器电路，应用于局域网的物理侧及线缆侧之间，并包括隔离变压器及共模电感器。隔离变压器具有第一绕组及第二绕组，其中第一绕组具有第一电信号端部、第二电信号端部及中间抽头端部。第一电信号端部与第二电信号端部之间的距离大于第一电信号端部与中间抽头端部间的距离以及第二电信号端部与中间抽头端部间的距离。共模电感器的一侧具有第一电信号输入端部、第二电信号输入端部及输入端部。第一电信号输入端部与输入端部间的距离及第二电信号输入端部与输入端部间的距离之中至少一个距离大于第一电信号端部与第二电信号端部之间的距离。第一电信号端部与第一电信号输入端部电连接，第二电信号端部与第二电信号输入端部电连接，中间抽头端部与输入端部电连接。

本发明的滤波器电路，不但可以滤除电路中的共模电磁干扰，还能有效地提高高电平信号与低电平信号两者间的差模信号的耦合量，进而增强滤波器电路抵抗外部噪声的能力。

附图说明

图1绘示现有应用于局域网的滤波器电路的电路图；

图2为对应图1的滤波器电路的信号耦合关系示意图；

图3绘示本发明第一实施方式的应用于局域网的滤波器电路的电路图；

图4为对应本发明的滤波器电路的信号耦合关系示意图；以及

图5为本发明局域网的滤波器电路的共模电感器的平面图。

其中，附图标记说明如下：

1、5 共模电感器

10、50 第一导线

100、500 第一电信号输入端部

102、502 第一电信号输出端部

12、52 第二导线

120、520 第二电信号输入端部

122、522 第二电信号输出端部

14、54 第三导线

140、540 输入端部

142、542 输出端部

20、60 第一绕组

202、222、602、622 第一电信号端部

204、224、604、624 第二电信号端部

206、226、606、626 中间抽头端部

22、62 第二绕组

3 线缆侧

4 物理侧

8I 型铁心

G 参考电平信号

+ 高电平信号

- 低电平信号

具体实施方式

请参考随附附图，本发明公开内容的以上及额外目的、特征及优点将通过本发明内容的较佳实施例的以下阐释性及非限制性详细描叙予以更好地理解。

本发明提供一种应用于局域网的滤波器电路，所述的滤波器电路不但可以滤除共模的干扰信号，还能有效地提高高电平信号与低电平信号两者间的差模信号的耦合量，进而增强滤波器电路抵抗外部噪声的能力。

请参阅图3，为本发明第一实施方式应用于区域网的滤波器电路的电路图。滤波器电路应用于局域网，局域网具有线缆侧3及物理侧4，其中线缆侧3用以与线缆组件连接，物理侧4供与外部电路板连接。滤波器电路包含共模电感器5及一隔离变压器6。

共模电感器5为三线式共模电感器，其用以滤除所传递的信号中的共模电磁干扰。共模电感器5的一侧具有第一电信号输入端部500、第二电信号输入端部520及输入端部540。第一电信号输入端部500与输入端部540间的距离及第二电信号输入端520部与输入端部540间的距离之中至少一个距离大于第一电信号端部500与第二电信号端部520之间的距离。更具体而言，如图3所示，第一电信号输入端部500、第二电信号输入端部520及输入端部540依序排列在共模电感器5的一侧。共模电感器5的另一侧依序排列有第一电信号输出端部502、第二电信号输出端部522及输出端部542，第一电信号输出端部502与第一电信号输入端部500电连接，第二电信号输出端部522与第二电信号输入端部520电连接，输出端部542与输入端部540电连接。

配合参阅图4，共模电感器5具有第一导线50、第二导线52、第三导线54及I型铁心8。第一导线50两端分别与第一电信号输入端部500及第一电信号输出端部502电连接，第二导线52两端分别与第二电信号输入端部520及第二电信号输出端部522电连接，第三导线54两端分别与输入端部540及输出端部542电连接。

第一导线50、第二导线52及第三导线54分别沿着I型铁心的长轴方向缠绕，第一电信号输入端部500、第二电信号输入端部520及输入端部540于I型铁芯8长轴前端侧边依序排列。第一电信号输出端部502、第二电信号输出端部522及输出端部542于I型铁芯8长轴后端侧边依序排列。

隔离变压器6包含互相耦合的第一绕组60及第二绕组62。第一绕组60包含第一电信号端部602、第二电信号端部604及中间抽头端部606。第一电信号端部602与第二电信号端部604之间的距离大于第一电信号端部602与中间抽头端部606以及第二电信号端部604与中间抽头端部606间的距离。换言之，中间抽头端部606是排列在第一电信号端部602与第二电信号端部604之间。

第一电信号端部602与第一电信号输入端部500电连接，第二电信号端部604与第二电信号输入端部520电连接，中间抽头端部606与输入端部540电连接。

第二绕组62包含第一电信号端部622、第二电信号端部624及中间抽头端626。第一电信号端部622与第二电信号端部624之间的距离大于第一电信号端部622与中间抽头端部626以及第二电信号端部624与中间抽头端部626间的距离。换言之，中间抽头端部626是排列在第一电信号端部622与第二电信号端部624之间。

第一绕组60的第一电信号端部602、第二电信号端部604及中间抽头端部606的极性分别相同于第二绕组62的第一电信号端部622、第二电信号端部624及中间抽头端部626；故当第二绕组62的第一电信号端部622、第二电信号端部624及中间抽头端部626分别电连接于高电平信号(在图3中以“+”表示)、低电平信号(在图3中以“-”表示)及参考电平信号(在图3中以“G”表示)时，第一绕组60的第一电信号端部602、第二电信号端部604及中间抽头端部606分别经电磁感应产生高电平信号、低电平信号及参考电平信号。

本发明所公开的滤波电路通过改变共模电感器5及隔离变压器6的第一绕组60间的连接方式，使得位于第二绕组中间抽头端部626相反两侧的第一电信号端部622及第二电信号端部624输入的高电平信号及低电平信号由共模电感器5相邻的第一电信号输出端部522及第二电信号输出端部522传至物理侧4，以改变传递高电平信号及低电平信号的间隔距离(如图4所示)。如此一来，可以缩减正电平信号及负电平信号间差模信号的耦合量，进而改善信号传输品质。

综上所述，本发明具有以下的优点：通过该共模电感器5与隔离变压器6连接关系的改变，以发展出改良式的局域网的滤波器电路，可以有效地增强高电平信号与低电平信号两者间的差模信号耦合能力，进而增强抵抗外部噪声的能力。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种应用于局域网的滤波器电路，应用于一局域网的一物理侧及一线缆侧之间，其特征在于，该滤波器电路包括：

一隔离变压器，具有一第一绕组及一第二绕组，其中该第一绕组具有一第一电信号端部、一第二电信号端部及一中间抽头端部，该第一电信号端部与该第二电信号端部之间的距离大于该第一电信号端部与该中间抽头端部间的距离以及该第二电信号端部与该中间抽头端部间的距离；以及

一共模电感器，其一侧依序排列有一第一电信号输入端部、一第二电信号输入端部及一输入端部，其中该第一电信号端部与该第一电信号输入端部电连接，该第二电信号端部与该第二电信号输入端部电连接，该中间抽头端部与该输入端部电连接，

其中该共模电感器具有一I型铁芯，一第一电信号输入端部、一第二电信号输入端部及一输入端部于该I型铁芯长轴前端侧边依序排列。

2.如权利要求1所述的应用于局域网的滤波器电路，其中该共模电感器的另一侧依序排列该第一电信号输出端部、该第二电信号输出端部及该输出端部，其中该第一电信号输出端部与该第一电信号输入端部电连接，该第二电信号输出端部与该第二电信号输入端部电连接，该输出端部与该输入端部电连接。

3.如权利要求2所述的应用于局域网的滤波器电路，其中该第一电信号输出端部、该第二电信号输出端部及该输出端部于该I型铁芯长轴后端侧边依序排列。

4.如权利要求2所述的应用于局域网的滤波器电路，其中该共模电感器具有一第一导线、一第二导线及一第三导线，该第一导线两端分别与该第一电信号输入端部及该第一电信号输出端部电连接，该第二导线两端分别与该第二电信号输入端部及该第二电信号输出端部电连接，该第三导线两端分别与该输入端部及该输出端部电连接。

5.一种应用于局域网的滤波器电路，应用于一局域网的一物理侧及一线缆侧之间，该滤波器电路包括：

一隔离变压器，具有一第一绕组及一第二绕组，其中该第一绕组具有一第一电信号端部、一第二电信号端部及一中间抽头端部，该第一电信号端部与该第二电信号端部之间的距离大于该第一电信号端部与该中间抽头端部间的距离以及该第二电信号端部与该中间抽头端部间的距离；以及

一共模电感器，其一侧具有一第一电信号输入端部、一第二电信号输入端部及一输入端部，其中，该第一电信号输入端部与该输入端部间的距离及该第二电信号输入端部与该输入端部间的距离之中至少一个距离大于该第一电信号端部与该第二电信号端部之间的距离；

其中该第一电信号端部与该第一电信号输入端部电连接，该第二电信号端部与该第二电信号输入端部电连接，该中间抽头端部与该输入端部电连接，

其中该共模电感器具有一I型铁芯，一第一电信号输入端部、一第二电信号输入端部及一输入端部于该I型铁芯长轴前端侧边依序排列。

6.如权利要求5所述的应用于局域网的滤波器电路，其中该共模电感器的另一侧依序排列该第一电信号输出端部、该第二电信号输出端部及该输出端部，其中该第一电信号输出端部与该第一电信号输入端部电连接，该第二电信号输出端部与该第二电信号输入端部电连接，该输出端部与该输入端部电连接。

7.如权利要求6所述的应用于局域网的滤波器电路，其中该第一电信号输出端部、该第二电信号输出端部及该输出端部于该I型铁芯长轴后端侧边依序排列。

8.如权利要求6所述的应用于局域网的滤波器电路，其中该共模电感器具有一第一导线、一第二导线及一第三导线，该第一导线两端分别与该第一电信号输入端部及该第一电信号输出端部电连接，该第二导线两端分别与该第二电信号输入端部及该第二电信号输出端部电连接，该第三导线两端分别与该输入端部及该输出端部电连接。