CN107306079B - 滤波方法、系统和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滤波方法、系统和装置。其中，该方法包括：获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗；根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号；根据控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。本发明解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电路领域，具体而言，涉及一种滤波方法、系统和装置。
背景技术
随着电子产品以及与电力电子器件相关的变换装置的广泛应用，使得电路中的EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)日益严重，电源线是干扰传入设备和传出设备的主要途径，通过电源线，电网的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作，同样设备产生的干扰也可能通过电源线传到电网上，干扰其他设备的正常工作，特别是瞬态噪声干扰，其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高、随机性强，对微机和数字电路易产生严重干扰，常使人防不胜防。
通常干扰信号分为共模干扰信号和差模干扰信号两大类。架空导线载传输的过程中会受到周围空间电铁芯境的辐射，火线、中线和安全地上所感应的信号的幅值和相位几乎是相等的，由于安全地线要和大地相连接，所以就形成了火线、中线和安全地之间共模干扰；共用一条输电线的不同设备中的某一设备进行切换操作时，火线和中线之间会形成幅值大致相等而相位相反的信号，这种信号就是差模干扰。为此需要在设备的电源进线处加入EMI滤波器，EMI滤波器是一种低通滤波器，只允许设备正常工作频率信号(例如：工频50Hz，60Hz或者中频400Hz)进入负载设备，而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。
EMI滤波器最重要的技术指标是对干扰的抑制能力，即EMI滤波器的插入损耗，它的定义是：没有接入滤波器时从干扰源传输到负载的功率和接入滤波器后从干扰源传输到负载的功率之比，且EMI滤波器的插入损耗与滤波网络的网络参量以及源端和负载端的阻抗相关，然而实际应用的过程中电路中的源阻抗和负载阻抗受环境和功率的影响较大，均为变量，因此EMI滤波器在电路中的插入损耗并不稳定，即滤波器在电路中一致电磁干扰的效果并不稳定。
针对现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种滤波方法、系统和装置，以至少解决现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种滤波方法，包括：获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗；根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号；根据控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种滤波系统，包括：滤波电路，用于抑制电路中的干扰信号；控制器，与滤波电路电连接，用于获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗，并根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号，其中，控制信号用于调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种滤波装置，包括：获取模块，用于获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗；确定模块，用于根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号；调整模块，用于根据控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。
由上可知，本申请上述实施例获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗，根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号，通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。上述方案通过获取电路的源阻抗和负载阻抗，得到与电路当前源阻抗和负载阻抗对应的控制信号，再通过控制信号来调整电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，因此，本申请提供方案使滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可调，由于滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可以根据滤波电路的源阻抗和输入阻抗的变化而进行相应的调整，因此本申请上述步骤提供的方案能够在源阻抗和负载阻抗在于环境或功率的变化而产生变动的情况下，通过对滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值进行调整，以使滤波电路具有较高的插入损耗，即对电路中的干扰有较好的抑制效果，进而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例一的一种滤波方法的流程图；
图2是根据现有技术的一种EMI滤波电路的拓扑结构图；
图3(a)是根据现有技术的一种硅钢片受直流磁场和交流磁场影响的示意图；
图3(b)是根据现有技术的另一种硅钢片受直流磁场和交流磁场影响的示意图；
图4是根据本发明实施例一的一种可选的滤波系统的电路图；
图5是根据本发明实施例二的一种滤波系统的结构示意图；图6(a)是根据本发明实施例二的一种可选的差模电感的绕组示意图；
图6(b)是根据本发明实施例二的一种可选的共模电感的绕组示意图；以及
图7是根据本发明实施例三的一种滤波装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种滤波方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例一的一种滤波方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。
具体的，上述滤波电路可以是低通滤波电路。
在一种可选的实施例中，上述滤波电路可以是EMI滤波电路，图2是根据现有技术的一种EMI滤波电路的拓扑结构图，结合图2所示，L1为差模电感，L2为共模电感，Cx为差模电感，Cy为共模电感，对电源产生的高频干扰信号以及负载产生的高频干扰信号都具有抑制效果。
在上述步骤中，源阻抗可以是电源内部的阻抗，例如，在上述滤波器与电网连接时，源阻抗可以是电网阻抗，负载阻抗为负载设备的阻抗，例如，与电网相连的空调、冰箱的阻抗。
步骤S104，根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号。
在上述步骤中，根据滤波电路中源阻抗和负载阻抗与控制信号的关系获得控制信号，其中，上述控制信号是在电路当前源阻抗和负载阻抗的情况下使得滤波电路有最佳插入损耗的控制信号。
在一种可选的实施例中，上述控制信号可以是PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号，PWM用于对开关器件进行通断控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需的波形。
步骤S106，通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。
在上述步骤中，滤波电路的参数可以包括：共模电感和/或差模电感的电感值以及共模电容和/或差模电容的电容值，其中，电容为不可调电容，共模电感和/或差模电感的电感值为参数可调的电感。
在一种可选的实施例中，可以通过调整共模电感和/或差模电感的磁导率来调整共模电感和/或差模电感的电感值。
由上可知，本申请上述步骤获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗，根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号，通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。上述方案通过获取电路的源阻抗和负载阻抗，得到与电路当前源阻抗和负载阻抗对应的控制信号，再通过控制信号来调整电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，因此，本申请提供方案使滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可调，由于滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可以根据滤波电路的源阻抗和输入阻抗的变化而进行相应的调整，因此本申请上述步骤提供的方案能够在源阻抗和负载阻抗在于环境或功率的变化而产生变动的情况下，通过对滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值进行调整，以使滤波电路具有较高的插入损耗，即对电路中的干扰有较好的抑制效果，从而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
可选的，在上述步骤S106中，通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，包括：
步骤S1061，通过控制信号调整共模电感和/或差模电感的磁导率。
在上述步骤中，电感在无叠加直流磁场时，铁芯的磁导率最高，即电感值最大，当直流磁场增强时，铁芯在交流磁场方向的磁导率会下降，因而使得电感的电感值减小。因此，在一种可选的实施例中，可以采用为上述共模电感和/或差模电感叠加直流磁场的方式对上述电感的磁导率进行调整。
步骤S1063，通过调整共模电感和/或差模电感的磁导率来调整共模电感和/或差模电感的电感值。
在上述步骤中，上述共模电感和/或差模电感为电感值可调的电感，
具体的，上述磁导率为表征上述磁介质的磁性，磁介质可以是构成上述共模电感和/或差模电感的铁芯，共模电感和/或差模电感的电感值均与构成其结构的铁芯的磁导率相关，当磁导率发生变化时，上述共模电感和/或差模电感的电感值会随着磁导率的变化而进行调整。
由上可知，本申请上述步骤通过控制信号调整共模电感和/或差模电感的初始磁导率，通过调整共模电感和/或差模电感的初始磁导率来调整共模电感和/或差模电感的电感值。上述方案通过调整电感的磁导率来调整电感值，实现了当阻抗和负载阻抗随环境和功率变化时，共模电感和/或差模电感页进行对应调整的技术效果，达到了滤波电路中共模电感和/或差模电感的参数与实际源阻抗和负载阻抗进行匹配的技术目的，进而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
可选的，根据本申请上述实施例.在步骤S1601中，通过控制信号调整共模电感和/或差模电感的磁导率，包括：
步骤S1065，根据控制信号来调节输入至共模电感和/或差模电感的控制电流。
在上述步骤中，控制电路可以通过直流绕组的方式叠加在电感上，对于共模电感，可以在共模电感的管桩铁芯外绕制直流绕组，对于差模电感，可以在管状铁芯内外绕制直流绕组。根据控制信号调节后的控制电流通过在共模电感和/或差模电感上的绕组为电感叠加直流磁场。
步骤S1067，根据控制电流调节共模电感和/或差模电感的铁芯在交流磁场方向的磁导率。
在上述步骤中，当调节控制电流大小变化时，控制电流叠加在共模电感和/或差模电感上的直流磁场发生变化，从而使的电感的磁导率发生变化。
图3(a)是根据现有技术的一种硅钢片受直流磁场和交流磁场影响的示意图，图3(b)是根据现有技术的另一种硅钢片受直流磁场和交流磁场影响的示意图，此处需要说明的是，结合图3(a)和图3(b)所示，当给硅钢片施加一个外加直流磁场时，由于直流磁场与主磁畴正交，而与附加磁畴同向，因而附加畴得到加强，抑制了主畴的扩张能力，使得主畴方向的材料磁导率下降。同理，在本申请的共模电感和差模电感中，叠加至电感的横向直流磁场越强，则纵向磁导率越低，即横向直流磁场的存在提高了铁芯的各向异性能，从而抑制了铁芯的磁导率。
由上可知，本申请上述步骤根据控制信号来调节输入至共模电感和/或差模电感的控制电流，再根据控制电流调节共模电感和/或差模电感的铁芯在交流磁场方向的磁导率。上述方案通过向共模电感和/或差模电感输入幅值可调节的直流电，来调整电感的磁导率。
根据本申请上述实施例，上述步骤S1063，根据控制信号来调节输入至共模电感和/或差模电感的控制电流，包括：
步骤S1069，将控制信号输入至直流电源，其中，控制信号用于调节直流电源的电源大小，生成控制电流。
在上述步骤中，直流电源用于根据控制器输出的控制信号向电感输出控制电流，其中，直流电源输出的控制电流的大小由控制器输出的控制信号决定。
由上可知，本申请上述步骤将控制信号输入至直流电源，其中，控制信号用于调节直流电源的电源大小，生成控制电流。上述方案通过直流电源来向电感输出控制电流，通过控制器输出的控制信号来控制直流电源输出控制电流的大小，从而实现了通过控制信号来调节电感的磁导率的技术效果。
根据本申请上述实施例，获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗，包括：
步骤S108，采集滤波电路的源端和负载端的控制参数，其中，控制参数至少包括：电流、电压和/或相位。
在上述步骤中，可以通过设置与滤波电路的源端和负载端的电流或电压传感器来获取上述控制参数。此处需要说明的是，滤波器为无缘网络，因此具有互异性，即，既可以将负载接到滤波的电源端(Lin、Nin端)，也可以将负载接到负载端(Lout、Nout端)，尤其是在电源内阻(源阻抗)与负载电阻(负载阻抗)相等时，这种互换性测得的插入损耗也是相等的。电源EMI滤波器是由共模滤波电路和差模滤波电路综合构成。
步骤S1010，通过源端和负载端的控制参数，计算得到滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。
由上可知，本申请上述步骤采集滤波电路的源端和负载端的控制参数，其中，控制参数至少包括：电流、电压和/或相位，通过源端和负载端的控制参数，计算得到滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。上述方案实现了实时获取源阻抗和负载阻抗的技术效果，进而使得控制器能够根据源阻抗和负载阻抗确定控制信号。
根据本申请上述实施例，步骤S106，在通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值之后，方法还包括：
步骤S1012，滤波电路使用调整后的电感值对电路进行滤波。
由上可知，本申请上述实施例中，滤波电路使用调整后的电感值对电路进行滤波。由于滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可调，从而实现了滤波电路的在电路中一直以较大的插入损耗工作，进而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
根据本申请上述实施例，共模电感由铁芯以及铁芯上匝数相同但绕向相反的两个绕组构成，差模电感由磁芯以及磁芯的单个绕组构成。
根据本申请上述实施例，差模电容连接于电网的相线与零线之间，共模电容连接于电网与地之间，其中，差模电容在预设范围内的电压作用下不被击穿，共模电容用于在预设频率和预设电压的作用下，控制漏电流处于预设区间内。
差模电容是指用于如下场合的电容器，即当该电容器失效后，不会导致工作人员遭到电击、不危及人身安全。在实际应用中，差模电容器接在单相电源线地相线和零线之间，差模电容除加有额定电压外，还会叠加上相线和零线之间存在的各种信号峰值电压。
共模电容安装在电源供电线的相线、零线和地之间，在滤波电路中需要对共模电容的电容量进行限制，从而达到控制在规定频率电压作用下，限制漏电流(即流过上述共模电容的电流)的大小的技术效果。
根据本申请上述实施例，通过如下公式计算共模电感的电感值：
其中，L为共模电感的电感值，N为共模电感的线圈匝数，μi为铁芯的磁导率，A为铁芯的截面积，D为铁芯的平均直径。
共模电感是共模插入损耗中起主导作用的电感元件。共模扼流圈是在一个铁芯(闭磁路)的上下两个半环上，分别绕制相同匝数但绕向相反的线圈。此结构对相线(L)或零线(N)对地所形成的共模干扰具有电感抑制作用。因为共模干扰是同相的，所以在铁芯中所形成的磁力线是互相叠加的。
在上述公式中，可以得到调整电感值的有效途径有三个，即提高匝数N、磁导率μiμi和铁芯截面积A，本申请采用的方法是调整参数可调共模电感的磁导率μi。
此处需要说明的是，在通常的滤波电路中，可以不使用差模电感，而使用共模电感产生的漏感作为差模电感即可，而在高性能的滤波电路中，差模电感需要考量实际电路以及PCB的实际布局综合评估，难以直接计算，在本申请提供的滤波方法中，可以通过爬坡法来调节差模电感的电感值，从而使得滤波器在电路中达到最佳插入损耗。
图4是根据本发明实施例一的一种可选的滤波系统的电路图,在一种可选的实施例中，结合图4所示，MCU控制直流电源2向差模电感输出初始电流，并在初始电流的基础上增大或减小，同时实时获取滤波电路源端和负载端的源阻抗和负载阻抗，得到在直流电源2输出不同大小的直流电的情况下，源阻抗和负载阻抗的匹配程度的变化趋势，在直流电源2输出的电流变化的过程中，会出现源阻抗和负载阻抗相匹配的峰值，达到该峰值时直流电源2所输出的电流为最优输出电流，此时差模电感的电感值为最优电感值，此时滤波电路能够达到最优插入损耗。
由上可知，本申请上述步骤提供了共模电感的计算公式，实现了通过共模电感的参数得到共模电感的电感值的技术效果。
实施例二
图5是根据本发明实施例一的一种滤波系统的结构示意图。
如图5所示，一种滤波系统，其特征在于，系统包括：滤波电路40和控制器42，其中，
滤波电路50，用于抑制电路中的干扰信号。
控制器52，与所述滤波电路电连接，用于获取所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗，并根据所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号，其中，所述控制信号用于调整所述滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。
在上述系统中，源阻抗可以是电源内部的阻抗，例如，在上述滤波器与电网连接时，源阻抗可以是电网阻抗，负载阻抗为负载设备的阻抗，例如，与电网相连的空调、冰箱的阻抗。
在上述系统中，滤波电路的参数可以包括：共模电感和/或差模电感的电感值以及共模电容和/或差模电容的电容值，其中，电容为不可调电容，共模电感和/或差模电感的电感值为参数可调的电感
由上可知，本申请上述系统通过滤波电路抑制电路中的干扰信号，通过与滤波电路电连接的控制器通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，其中，控制信号根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定。上述方案通过获取电路的源阻抗和负载阻抗，得到与电路当前源阻抗和负载阻抗对应的控制信号，再通过控制信号来调整电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，因此，本申请提供方案使滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可调，由于滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可以根据滤波电路的源阻抗和输入阻抗的变化而进行相应的调整，因此本申请上述步骤提供的方案能够在源阻抗和负载阻抗在于环境或功率的变化而产生变动的情况下，通过对滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值进行调整，以使滤波电路具有较高的插入损耗，即对电路中的干扰有较好的抑制效果，从而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述系统还包括：
多个传感器，与所述滤波电路的源端和负载端电连接，用于获取所述源端和所述负载端的控制参数，其中，所述控制参数包括：电压、电流和/或相位；
所述控制器还用于通过所述源端和所述负载端的所述控制参数得到所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。
在上述系统中，系统采用多个传感器采集滤波电路的源端和负载端的控制参数。上述传感器可以是电流传感器、电压传感器或电流电压传感器。
在一种可选的实施例中，结合图4所示。相线和零线在滤波系统的源端和负载端都设置有电流电压传感器，以获取滤波系统的控制参数。
控制器还用于通过源端和负载端的控制参数得到滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。
由上可知，本申请上述系统通过多个传感器采集滤波电路的源端和负载端的控制参数，其中，控制参数至少包括：电流、电压和/或相位，并通过控制器使用控制参数得到源端的源阻抗和负载端的负载阻抗。上述方案实现了实时获取源阻抗和负载阻抗的技术效果，进而使得控制器能够根据源阻抗和负载阻抗确定控制信号。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述系统还包括：
第一直流电源，电连接于所述控制器和所述差模电感之间，用于向所述差模电感输出第一直流电；和/或，
第二直流电源，电连接于所述控制器和所述共模电感之间，用于向所述共模电感输出第二直流电；
其中，所述控制器还用于将所述控制信号输入至所述第一直流电源和/或第二直流电源，以调节第一直流电源输出的第一直流电和/或调节第二直流电源输出的第二直流电。
在上述系统中，控制电路可以通过直流绕组的方式叠加在电感上，对于共模电感，可以在共模电感的管桩铁芯外绕制直流绕组，对于差模电感，可以在管状铁芯内外绕制直流绕组。根据控制信号调节后的控制电流通过在共模电感和/或差模电感上的绕组为电感叠加直流磁场。
在上述系统中，当调节控制电流大小变化时，控制电流叠加在共模电感和/或差模电感上的直流磁场发生变化，从而使的电感的磁导率发生变化。
在上述系统中，直流电源用于根据控制器输出的控制信号向电感输出控制电流，其中，直流电源输出的控制电流的大小由控制器输出的控制信号决定。
由上可知，本申请上述步骤将控制信号输入至直流电源，其中，控制信号用于调节直流电源的电源大小，生成控制电流。上述方案通过直流电源来向电感输出控制电流，通过控制器输出的控制信号来控制直流电源输出控制电流的大小，从而实现了通过控制信号来调节电感的磁导率的技术效果。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述滤波电路包括：
差模电路，与电网相连，用于抑制所述干扰信号中的差模干扰信号；
共模电路，与所述差模电路电连接，用于抑制所述干扰信号中的共模干扰信号。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述差模电路包括：
第一差模电容，并联连接于所述电网的零线与相线之间。
第二差模电容，并联连接于所述电网的零线与相线之间。
差模电容是指用于如下场合的电容器，即当该电容器失效后，不会导致工作人员遭到电击、不危及人身安全。在实际应用中，差模电容器接在单相电源线地相线和零线之间，差模电容除加有额定电压外，还会叠加上相线和零线之间存在的各种信号峰值电压。
所述差模电感，串联连接与所述第一差模电容和所述第二差模电容之间，用于抑制所述干扰信号中的差模干扰信号。
在本申请上述系统中，差模电容在交流电频率一定的情况下，电感值越大，对交流电的阻碍能力越大，电感值越小，其阻碍能力越小。在电感值一定的情况下，交流电的频率越高，电感对交流电的阻碍能力也越大，频率越低，电感对交流电的阻碍能力越小，从而起到了抑制电路中的差模干扰信号的技术效果。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述的系统，其特征在于，所述差模电感根据接收到的调节后的第一直流电来调整磁导率。
在上述系统中，电感在无叠加直流磁场时，铁芯的磁导率最高，即电感值最大，当直流磁场增强时，铁芯在交流磁场方向的磁导率会下降，因而使得电感的电感值减小。因此，在一种可选的实施例中，可以采用为上述差模电感叠加直流磁场的方式对上述电感的磁导率进行调整。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述共模电路包括：
第一共模电容，所述第一共模电容的第一端连接于所述电网的相线，所述第一共模电容的第二端接地。
第二共模电容，所述第二共模电容的第一端连接于所述电网的零线，所述第二共模电容的第二端接地。
共模电容安装在电源供电线的相线、零线和地之间，在滤波电路中需要对共模电容的电容量进行限制，从而达到控制在规定频率电压作用下，限制漏电流(即流过上述共模电容的电流)的大小的技术效果。
所述共模电感，串联连接于多个共模电容与负载之间，用于抑制所述干扰信号中的共模干扰信号。
在本申请上述系统中，共模电感的滤波电路，当电路中的正常信号通过上述共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响；当有共模干扰信号通过上述共模电感时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，从而实现了衰减电路中共模干扰信号的效果。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述共模电感根据接收到的调节后的第二直流电来调整磁导率。
在上述系统中，电感在无叠加直流磁场时，铁芯的磁导率最高，即电感值最大，当直流磁场增强时，铁芯在交流磁场方向的磁导率会下降，因而使得电感的电感值减小。因此，在一种可选的实施例中，可以采用为上述共模电感叠加直流磁场的方式对上述电感的磁导率进行调整。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述滤波电路还包括：
泄放电阻，与所述第二共模电容并联，用于在所述滤波电路停止工作的情况下释放所述共模电路中一个或多个共模电容存储的电能。
结合图4所示，R为泄放电阻，且R的阻值较高，在滤波系统由工作状态转换至停止工作的状态的情况下，由滤波系统中的电阻R来迅速泄放存储在Cx中的电量，以免Cx中的电量电击操作人员。
由上可知，本发明上述实施例提供的滤波系统中的泄放电阻实现了在滤波系统停止工作时泄放电容电量的技术效果，从而保证了操作人员或使用人员的安全。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述差模电感的铁芯外绕有第一直流控制绕组。
图6(a)是根据本发明实施例一的一种可选的差模电感的绕组示意图。在一种可选的实施例中，结合图6(a)所示，铁芯采用管状结构，可调差模电感沿管状铁芯内外绕有直流控制绕组，沿管状铁芯外围绕有交流主绕组。
可选的，根据本申请实施例的上述系统，上述共模电感的管状铁芯内外绕有第二直流控制绕组。
图6(b)是根据本发明实施例一的一种可选的共模电感的绕组示意图。在一种可选的实施例中，结合图6(b)所示，共模电感沿管状铁芯内外绕有交流控制绕组，沿管状铁芯外围绕有直流主绕组，交直流绕组及其所对应的交直流磁通相互正交。因此，交直流磁通互不影响，直流电流不会影响电抗器的线性特性。
实施例三
图7是根据本发明实施例三的一种滤波装置的结构示意图。出于描述的目的，所绘的体系结构仅为合适环境的一个示例，并非对本申请的使用范围或功能提出任何局限。也不应该将滤波装置视为对图7所示的任一组件或组合具有任何依赖或需求。
如图7所示，该滤波装置可以包括：获取模块70、确定模块72、和调整模块74，其中：
获取模块70，用于获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。
在上述装置中，源阻抗可以是电源内部的阻抗，例如，在上述滤波器与电网连接时，源阻抗可以是电网阻抗，负载阻抗为负载设备的阻抗，例如，与电网相连的空调、冰箱的阻抗。
确定模块72，用于根据所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号。
在上述装置中，根据滤波电路中源阻抗和负载阻抗与控制信号的关系获得控制信号，其中，上述控制信号是在电路当前源阻抗和负载阻抗的情况下使得滤波电路有最佳插入损耗的控制信号。
调整模块74，用于根据所述控制信号来调整所述滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。
在上述装置中，滤波电路的参数可以包括：共模电感和/或差模电感的电感值以及共模电容和/或差模电容的电容值，其中，电容为不可调电容，共模电感和/或差模电感的电感值为参数可调的电感。
在一种可选的实施例中，可以通过调整共模电感和/或差模电感的磁导率来调整共模电感和/或差模电感的电感值。
由上可知，本申请上述装置通过获取模块获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗，通过确定模块根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号，采用调整模块通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值。上述方案通过获取电路的源阻抗和负载阻抗，得到与电路当前源阻抗和负载阻抗对应的控制信号，再通过控制信号来调整电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，因此，本申请提供方案使滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可调，由于滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可以根据滤波电路的源阻抗和输入阻抗的变化而进行相应的调整，因此本申请上述步骤提供的方案能够在源阻抗和负载阻抗在于环境或功率的变化而产生变动的情况下，通过对滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值进行调整，以使滤波电路具有较高的插入损耗，即对电路中的干扰有较好的抑制效果，从而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
可选的，根据本申请上述实施例，上述调整模块包括：
第一调整子模块，用于通过所述控制信号调整所述共模电感和/或所述差模电感的磁导率。
在上述装置中，电感在无叠加直流磁场时，铁芯的磁导率最高，即电感值最大，当直流磁场增强时，铁芯在交流磁场方向的磁导率会下降，因而使得电感的电感值减小。因此，在一种可选的实施例中，可以采用为上述共模电感和/或差模电感叠加直流磁场的方式对上述电感的磁导率进行调整。
第二调整子模块，用于通过调整所述共模电感和/或所述差模电感的磁导率来调整所述共模电感和/或所述差模电感的电感值。
具体的，上述磁导率为表征上述磁介质的磁性，磁介质可以是构成上述共模电感和/或差模电感的铁芯，共模电感和/或差模电感的电感值均与构成其结构的铁芯的磁导率相关，当磁导率发生变化时，上述共模电感和/或差模电感的电感值会随着磁导率的变化而进行调整。
由上可知，本申请上述装置采用第一调整子模块通过控制信号调整共模电感和/或差模电感的初始磁导率，采用第二调整子模块通过调整共模电感和/或差模电感的初始磁导率来调整共模电感和/或差模电感的电感值。上述方案通过调整电感的磁导率来调整电感值，实现了当阻抗和负载阻抗随环境和功率变化时，共模电感和/或差模电感页进行对应调整的技术效果，达到了滤波电路中共模电感和/或差模电感的参数与实际源阻抗和负载阻抗进行匹配的技术目的，进而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
可选的，根据本申请上述实施例，上述第一调整子模块包括：
第一输入模块，用于根据所述控制信号来调节输入至所述共模电感和/或所述差模电感的控制电流。
在上述装置中，控制电路可以通过直流绕组的方式叠加在电感上，对于共模电感，可以在共模电感的管桩铁芯外绕制直流绕组，对于差模电感，可以在管状铁芯内外绕制直流绕组。根据控制信号调节后的控制电流通过在共模电感和/或差模电感上的绕组为电感叠加直流磁场。
调节模块，用于根据所述控制电流调节所述共模电感和/或所述差模电感的铁芯在交流磁场方向的磁导率。
由上可知，本申请上述装置通过第一输入模块根据控制信号来调节输入至共模电感和/或差模电感的控制电流，再通过调节模块根据控制电流调节共模电感和/或差模电感的铁芯在交流磁场方向的磁导率。上述方案通过向共模电感和/或差模电感输入幅值可调节的直流电，来调整电感的磁导率。
可选的，根据本申请上述实施例，上述调节模块包括：
第二输入模块，用于将所述控制信号输入至直流电源，其中，所述控制信号用于调节所述直流电源的电源大小，生成所述控制电流。
由上可知，本申请上述装置将控制信号输入至直流电源，其中，控制信号用于调节直流电源的电源大小，生成控制电流。上述方案通过直流电源来向电感输出控制电流，通过控制器输出的控制信号来控制直流电源输出控制电流的大小，从而实现了通过控制信号来调节电感的磁导率的技术效果。
可选的，根据本申请上述实施例，上述获取模块包括：
采集模块，用于采集所述滤波电路的源端和负载端的控制参数，其中，所述控制参数至少包括：电流、电压和/或相位。
计算模块，用于通过所述源端和所述负载端的所述控制参数，计算得到所述滤波电路当前的所述源阻抗和所述负载阻抗。
由上可知，本申请上述装置通过采集模块采集滤波电路的源端和负载端的控制参数，其中，控制参数至少包括：电流、电压和/或相位，并采用计算模块通过源端和负载端的控制参数，计算得到滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。上述方案实现了实时获取源阻抗和负载阻抗的技术效果，进而使得控制器能够根据源阻抗和负载阻抗确定控制信号。
可选的，根据本申请上述实施例，上述装置还包括：
滤波模块，用于所述滤波电路使用调整后的电感值对电路进行滤波。
由上可知，本申请上述实施例中，滤波电路通过滤波模块使用调整后的电感值对电路进行滤波。由于滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可调，从而实现了滤波电路的在电路中一直以较大的插入损耗工作，进而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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 (20)
1.一种滤波方法，其特征在于，包括:
获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗；
根据所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号；
根据所述控制信号来调整所述滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值；
其中，所述控制信号用于表征在所述滤波电路当前的源阻抗和所述负载阻抗的情况下，使得所述滤波电路有插入损耗的所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述控制信号来调整所述滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，包括：
通过所述控制信号调整所述共模电感和/或所述差模电感的磁导率；
通过调整所述共模电感和/或所述差模电感的磁导率来调整所述共模电感和/或所述差模电感的电感值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述控制信号调整所述共模电感和/或所述差模电感的磁导率，包括：
根据所述控制信号来调节输入至所述共模电感和/或所述差模电感的控制电流；
根据所述控制电流调节所述共模电感的管状铁芯和/或所述差模电感的铁芯在交流磁场方向的磁导率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述控制信号来调节输入至所述共模电感和/或所述差模电感的控制电流，包括：
将所述控制信号输入至直流电源，其中，所述控制信号用于调节所述直流电源的电源大小，生成所述控制电流。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的方法，其特征在于，获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗，包括：
采集所述滤波电路的源端和负载端的控制参数，其中，所述控制参数至少包括：电流、电压和/或相位；
通过所述源端和所述负载端的所述控制参数，计算得到所述滤波电路当前的所述源阻抗和所述负载阻抗。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在通过所述控制信号来调整所述滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值之后，所述方法还包括：
所述滤波电路使用调整后的电感值对电路进行滤波。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述共模电感由管状铁芯以及所述管状铁芯上匝数相同但绕向相反的两个绕组构成，所述管状铁芯内外绕有第二直流控制绕组，所述差模电感由铁芯以及所述铁芯上的单个绕组构成，所述铁芯外绕有第一直流控制绕组。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，差模电容连接于电网的相线与零线之间，共模电容连接于所述电网与地之间，其中，所述差模电容在预设范围内的电压作用下不被击穿，所述共模电容用于在预设频率和预设电压的作用下，控制漏电流处于预设区间内。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
通过如下公式计算所述共模电感的电感值：
其中，所述L为所述共模电感的电感值，所述N为所述共模电感的绕组匝数，所述μi为所述管状铁芯的磁导率，所述A为所述管状铁芯的截面积，所述D为所述管状铁芯的平均直径。
10.一种滤波系统，其特征在于，包括：
滤波电路，用于抑制电路中的干扰信号；
控制器，与所述滤波电路电连接，用于获取所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗，并根据所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号，其中，所述控制信号用于调整所述滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值；
第一直流电源，电连接于所述控制器和所述差模电感之间，用于向所述差模电感输出第一直流电；和/或，
第二直流电源，电连接于所述控制器和所述共模电感之间，用于向所述共模电感输出第二直流电；
其中，所述控制器还用于将所述控制信号输入至所述第一直流电源和/或第二直流电源，以调节所述第一直流电源输出的所述第一直流电和/或调节所述第二直流电源输出的所述第二直流电，所述差模电感根据接收到的调节后的第一直流电来调整磁导率，所述共模电感根据接收到的调节后的第二直流电来调整磁导率。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
多个传感器，与所述滤波电路的源端和负载端电连接，用于获取所述源端和所述负载端的控制参数，其中，所述控制参数包括：电压、电流和/或相位；
所述控制器还用于通过所述源端和所述负载端的所述控制参数得到所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述滤波电路包括：
差模电路，与电网相连，用于抑制所述干扰信号中的差模干扰信号；
共模电路，与所述差模电路电连接，用于抑制所述干扰信号中的共模干扰信号。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述差模电路包括：
第一差模电容，并联连接于所述电网的零线与相线之间；
第二差模电容，并联连接于所述电网的零线与相线之间；
所述差模电感，串联连接于所述第一差模电容和所述第二差模电容之间，用于抑制所述干扰信号中的差模干扰信号。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述共模电路包括：
第一共模电容，所述第一共模电容的第一端连接于所述电网的相线，所述第一共模电容的第二端接地；
第二共模电容，所述第二共模电容的第一端连接于所述电网的零线，所述第二共模电容的第二端接地；
所述共模电感，串联连接于多个共模电容与负载之间，用于抑制所述干扰信号中的共模干扰信号，其中，所述多个共模电容至少包括：所述第一共模电容、所述第二共模电容。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述滤波电路还包括：
泄放电阻，与所述第二差模电容并联，用于在所述滤波电路停止工作的情况下释放所述共模电路中一个或多个共模电容存储的电能。
16.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述差模电感的铁芯外绕有第一直流控制绕组。
17.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述共模电感的管状铁芯内外绕有第二直流控制绕组。
18.一种滤波装置，其特征在于，包括:
获取模块，用于获取滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗；
确定模块，用于根据所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定控制信号，所述控制信号用于表征在滤波电路所述当前的源阻抗和所述负载阻抗的情况下使得所述滤波电路有插入损耗的所述控制信号；
调整模块，用于根据所述控制信号来调整所述滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值；
第一调整子模块，用于通过所述控制信号调整所述共模电感和/或所述差模电感的磁导率；
第二调整子模块，用于通过调整所述共模电感和/或所述差模电感的磁导率来调整所述共模电感和/或所述差模电感的电感值；
第一输入模块，用于根据所述控制信号来调节输入至所述共模电感和/或所述差模电感的控制电流；
调节模块，用于根据所述控制电流调节所述共模电感的管状铁芯和/或所述差模电感的铁芯在交流磁场方向的磁导率；
第二输入模块，用于将所述控制信号输入至直流电源，其中，所述控制信号用于调节所述直流电源的电源大小，生成所述控制电流。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：
采集模块，用于采集所述滤波电路的源端和负载端的控制参数，其中，所述控制参数至少包括：电流、电压和/或相位；
计算模块，用于通过所述源端和所述负载端的所述控制参数，计算得到所述滤波电路当前的所述源阻抗和所述负载阻抗。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
滤波模块，用于所述滤波电路使用调整后的电感值对电路进行滤波。
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