CN106786586A - 一种自适应电磁干扰滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适应滤波器，该自适应滤波器采用多种保险丝、X电容、Y电容、可调共模电感、继电器相组合而形成，通过使用继电器可以实现在各种器件参数和电路结构中进行切换，同时可控制ARM芯片和PC端进行通信，在一组或多组电路参数和结构不符合电磁兼容标准的时候，采用轮询的方式控制继电器切换，自动适应不同的产品。

Description

一种自适应电磁干扰滤波器

技术领域

本发明属于电磁干扰滤波器技术领域，具体涉及一种自适应电磁干扰滤波器。

背景技术

电磁兼容包含EMI和EMS两个方面，控制器在设计时应该充分考虑电磁兼容性。但是由于应用对象和条件并不单一，在设计完成之后需要进一步的调试。在EMI整改过程中常用的一种手段是在控制器前添加EMI滤波器，常用的EMI滤波器由保险丝、X电容、共模电感、Y电容、放电电阻等组成，如图1-4示出四种不同的EMI滤波器电路，这几种EMI滤波器电路设计完成之后，保险丝、电容、电感、电阻的参数和滤波结构就被确定下来不能更改。

总之，现有EMI滤波器器件参数和电路结构已经固定，滤波器适用于具体的产品。在设计新产品时原有的滤波器已经不适用或者不是最优方案，需要重新设计造成时间和资源的浪费。而且设计完成之后还需要进一步的进行调整，没法做到自动适应于新产品。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种自适应电磁干扰滤波器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自适应电磁干扰滤波器，包括：两个输入端L、N，两个输出端；两个输入端L、N之间有可调共模扼流圈线圈L1_1，可调共模扼流圈线圈L1_1的输入侧自电流输入方向至输出方向依次接并联的前Y电容电路、前X电容电路及前放电电阻电路；前Y电容电路包括串联的前可调Y电容CY1_1与CY1_2，该前可调电容CY1_1与CY1_2串联后一端接通前可调Y电容继电器开关s2_1接输入端L、另一端通过前可调Y电容继电器开关s2_2接输入端N，前可调Y电容CY1_1与CY1_2之间接地；前可调X电容电路包括前可调X电容CX1_1，前可调X电容CX1_1一端通过前X可调电容继电器开关s3_1接输入端L，前可调X电容CX1_1的另一端接输入端N，前可调放电电阻电路包括前可调放电电阻R1_1，前可调放电电阻R1_1的一端通过前可调放电电阻继电器开关s4_1接输入端L、另一端接输入端N；

可调共模扼流圈线圈L1_1的输出侧自可调共模扼流圈线圈L1_1的到输出依次接相并联的并联的后可调X电容电路、后可调放电电阻电路以及后可调Y电容电路；后可调Y电容电路包括串联的后可调电容CY2_1与CY2_2，该后可调Y电容CY2_1与CY2_2串联后一端接通后可调Y电容继电器开关s7_1接输出端正极、另一端通过后可调Y电容继电器开关s7_2接输出端负极，后可调Y电容CY1_1与CY1_2之间接地；后可调X电容电路包括后可调X电容CX2_1，后可调X电容CX2_1一端通过后可调X电容继电器开关s5_1接输出端正极，后可调X电容CX2_1的另一端接输出端负极，后可调放电电阻电路包括后可调放电电阻R2_1，后可调放电电阻R2_1的一端通过后可调放电电阻继电器开关s6_1接输出端正极、另一端接输出端负极；

前可调Y电容电路的电流输入端接多个保险丝继电器开关电路相并联形成的保险丝并联电路的输出端，该保险丝并联电路的输入端接输入端N，每个保险丝继电器开关电路包括一个接输入端N的保险丝继电器开关以及一个保险丝，该保险丝继电器开关与保险丝串联，保险丝的另一端接前Y可调节电容电路的电流输入端。

本发明自适应滤波器采用一种或者多种保险丝、X电容、Y电容、可调共模电感、继电器相组合，使用继电器在各种器件参数和电路结构中进行切换，同时可控制ARM芯片和PC端进行通信，在一组或多组电路参数和结构不符合电磁兼容标准的时候，采用轮询的方式控制继电器切换，自动适应不同的产品。

附图说明

图1是现有一种滤波器的结构示意图；

图2是现有再一种滤波器的结构示意图；

图3是现有另一种滤波器的结构示意图；

图4是现有又一种滤波器的结构示意图；

图5是本发明的自适应滤波器的结构示意图；

图6是本发明的自适应滤波器的控制原理流程图。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

如图5所示，一种自适应滤波器，包括：

两个输入端L、N，两个输出端；两个输入端L、N之间有可调共模扼流圈线圈（可调共模电感）L1_1，可调共模扼流圈线圈L1_1的输入侧自电流输入方向至输出方向依次接并联的前Y电容电路、前X电容电路以及前放电电阻电路；前Y电容电路包括串联的前可调Y电容CY1_1与CY1_2，该前可调电容CY1_1与CY1_2串联后一端接通前可调Y电容继电器开关s2_1接输入端L、另一端通过前可调Y电容继电器开关s2_2接输入端N，前可调Y电容CY1_1与CY1_2之间接地；前可调X电容电路包括前可调X电容CX1_1，前可调X电容CX1_1一端通过前X可调电容继电器开关s3_1接输入端L，前可调X电容CX1_1的另一端接输入端N，前可调放电电阻电路包括前可调放电电阻R1_1，前可调放电电阻R1_1的一端通过前可调放电电阻继电器开关s4_1接输入端L、另一端接输入端N；

可调共模扼流圈线圈L1_1的输出侧自可调共模扼流圈线圈L1_1的到输出依次接相并联的并联的后可调X电容电路、后可调放电电阻电路以及后可调Y电容电路；后可调Y电容电路包括串联的后可调电容CY2_1与CY2_2，该后可调Y电容CY2_1与CY2_2串联后一端接通后可调Y电容继电器开关s7_1接输出端正极、另一端通过后可调Y电容继电器开关s7_2接输出端负极，后可调Y电容CY1_1与CY1_2之间接地；后可调X电容电路包括后可调X电容CX2_1，后可调X电容CX2_1一端通过后可调X电容继电器开关s5_1接输出端正极，后可调X电容CX2_1的另一端接输出端负极，后可调放电电阻电路包括后可调放电电阻R2_1，后可调放电电阻R2_1的一端通过后可调放电电阻继电器开关s6_1接输出端正极、另一端接输出端负极；

前可调Y电容电路的电流输入端接多个保险丝继电器开关电路相并联形成的保险丝并联电路的输出端，该保险丝并联电路的输入端接输入端N，每个保险丝继电器开关电路包括一个接输入端N的保险丝继电器开关以及一个保险丝，该保险丝继电器开关与保险丝串联，保险丝的另一端接前可调Y电容电路的电流输入端。

具体的，如图5所示，多个保险丝继电器开关电路相并联形成的保险丝并联电路包括多个保险丝继电器开关s1_1~s1_n；与对应的保险丝继电器开关s1_1~s1_n分别串联的保险丝FUSE1~1-FUSE1_n；保险丝继电器开关s1_1~s1_n与对应的保险丝FUSE1~1-FUSE1_n串联后并联形成的并联电路的输入侧与输入端L相接。

共模电感前Y电容继电器开关s2_1、s2_2；Y电容CY1_1、CY1_2；共模电感前X电容继电器开关s3_1；共模电感前X电容CX1_1；共模电感前放电电阻继电器开关s4_1；共模电感前放电电阻电R1_1；可调共模扼流圈（亦称可调共模电感）L1_1；共模电感后X电容继电器开关s5_1；共模电感前X电容CX2_1；共模电感后放电电阻继电器开关s6_1；共模电感前放电电阻电R2_1；共模电感后Y电容继电器开关s7_1、s7_2；Y电容CY2_1、CY2_2步进电机及ARM芯片

该自适应滤波器有两个输入端L、N，两个输出端，使用时前电容电路以及后电路电路的接地端应接通大地。

电路中的干扰主要分为差模干扰和共模干扰两种，当该自适应滤波器接入电路之后，如果电路中出现共模干扰时，共模电感由于两个线圈的磁通方向相同，经过耦合后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗，使之不易通过，以此来滤除共模干扰。

X电容采用薄膜电容器跨接于L、N之间，当出现差摸干扰时能形成通路,将差摸模干扰滤除。Y电容采用陶瓷电容跨接在输出端并将电容器的中点接地，当回路中出现共模干扰时，通过Y电容将干扰旁路到地，能有效地抑制共模干扰。放电电阻主要是在断电之后消耗X电容存储的电荷，避免发生触电的情况。

其中，所述共模电感前Y电容继电器开关s2_1、s2_2、共模电感前X电容继电器开关s3_1、共模电感前放电电阻继电器开关s4_1、共模电感X电容继电器开关s5_1、共模电感后放电电阻继电器开关s6_1、共模电感后Y电容继电器开关s7_1、s7_2均由ARM芯片控制切换，以实现不同的滤波结构。具体应用工作说明如下：

一、通过ARM芯片控制切换继电器接通S1_1、S3_1、断开S1_2..S1_n、S2_1、S2_2、S4_1，S5_1、S6_1、S7_1、S7_2开关可切换成图1滤波结构；

通过ARM芯片控制切换继电器接通S1_1、S5_1、断开S1_2..S1_n、S2_1、S2_2、S3_1，S6_1、S7_1、S7_2开关可切换成图2滤波结构；

接通S1_1、S2_1、S2_2、S3_1、S4_1断开S1_2..S1_n、S6_1、S7_1、S7_2开关可切换成图3滤波结构；

接通S1_1、S3_1、S5_1、S6_1、S7_1、S7_2断开S1_2..S1_n、S2_1、S2_2、S3_1、S4_1开关可切换成图4滤波结构。

第二、通过ARM芯片控制步进电机旋转，可调整四种滤波拓扑结构中可调X电容、可调共模电感、可调Y电容、可调放电电阻的参数，以适应于不同的控制器产品。

第三、ARM芯片在软件的配合下可和PC端进行通信，软件采用轮询的方式，对滤波拓扑结构和电路器件参数进行调整，达到自动整改电磁干扰，自动适应不同控制器的功能。

本发明具有以下特点：

1、自适应电磁干扰滤波器在四种滤波拓扑结构中自动切换；

2、自适应电磁干扰滤波器在步进电机的驱动下可自动调整电路器件参数，以适应于一种或多种不同的控制器产品；

3、自适应电磁干扰滤波器在软件控制下，可以和PC端进行通信在电磁干扰超标时自动调整拓扑结构和电路参数，达到自动适应控制器的目的。

本发明具有以下有益效果：

一、使原有滤波器在位置结构不改变的情况下，可通过继电器的切换和步进电机的转动调节器件参数，使保险丝、X电容、共模电感、Y电容、放电电阻的参数可以调整，以应对不同的应用对象。

二、在结构需要调整时可通过继电器的切换将X电容、共模电感、Y电容、放电电阻的位置按照滤波电路原理进行相互调换。

三、步进电机和可调共模电感相连，在上述两种情况下可同时对共模电感参数进行调整匹配。

四、在ARM芯片和控制软件的配合下，本滤波器可进行自适应匹配控制器，实现自动测试、自动调整参数、自动整改的功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种自适应滤波器，其特征在于，包括：两个输入端L、N，两个输出端；两个输入端L、N之间有可调共模扼流圈线圈L1_1，可调共模扼流圈线圈L1_1的输入侧自电流输入方向至输出方向依次接并联的前Y电容电路、前X电容电路及前放电电阻电路；前Y电容电路包括串联的前可调Y电容CY1_1与CY1_2，该前可调电容CY1_1与CY1_2串联后一端接通前可调Y电容继电器开关s2_1接输入端L、另一端通过前可调Y电容继电器开关s2_2接输入端N，前可调Y电容CY1_1与CY1_2之间接地；前可调X电容电路包括前可调X电容CX1_1，前可调X电容CX1_1一端通过前X可调电容继电器开关s3_1接输入端L，前可调X电容CX1_1的另一端接输入端N，前可调放电电阻电路包括前可调放电电阻R1_1，前可调放电电阻R1_1的一端通过前可调放电电阻继电器开关s4_1接输入端L、另一端接输入端N；

可调共模扼流圈线圈L1_1的输出侧自可调共模扼流圈线圈L1_1的到输出依次接相并联的后可调X电容电路、后可调放电电阻电路以及后可调Y电容电路；后可调Y电容电路包括串联的后可调电容CY2_1与CY2_2，该后可调Y电容CY2_1与CY2_2串联后一端接通后可调Y电容继电器开关s7_1接输出端正极、另一端通过后可调Y电容继电器开关s7_2接输出端负极，后可调Y电容CY1_1与CY1_2之间接地；后可调X电容电路包括后可调X电容CX2_1，后可调X电容CX2_1一端通过后可调X电容继电器开关s5_1接输出端正极，后可调X电容CX2_1的另一端接输出端负极，后可调放电电阻电路包括后可调放电电阻R2_1，后可调放电电阻R2_1的一端通过后可调放电电阻继电器开关s6_1接输出端正极、另一端接输出端负极；

前可调Y电容电路的电流输入端接多个保险丝继电器开关电路相并联形成的保险丝并联电路的输出端，该保险丝并联电路的输入端接输入端N，每个保险丝继电器开关电路包括一个接输入端N的保险丝继电器开关以及一个保险丝，该保险丝继电器开关与保险丝串联，保险丝的另一端接前Y可调节电容电路的电流输入端。