CN110932543B - 滤波器及冰箱 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种滤波器及冰箱，在冰箱的电源线与冰箱控制器的电源进线之设置有滤波器，电控变频冰箱控制器的开关电源和IGBT驱动等电路工作时产生电磁干扰问题时能够被有效的滤除。同时在滤波器的多级滤波电路的输入端设置有保险丝防止过大电流引起的电气安全事故。并且在多级滤波电路的输入端通过压敏电阻来抑制相线之间的浪涌电压峰值，有效地保证多级滤波电路的稳定运行，防止出现多级滤波电路过压失效的问题，具有使用可靠性强的优点。

Description

滤波器及冰箱
技术领域
本申请涉及冰箱技术领域，特别是涉及一种滤波器及冰箱。
背景技术
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平的不断提高，冰箱等家电设备在生活中的使用也越来越普遍，给人们日常生活带来了极大的便利。为了保证冰箱能够稳定有效地运行，往往在冰箱的压缩机底板上固定一个滤波器，对电控变频冰箱控制器的开关电源和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)驱动等电路工作时带来的电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)问题进行抑制。
然而，传统的滤波器对于高峰值雷击浪涌有失效的风险，具体表现为滤波器中对应的电容容值下降不能有效地滤波，严重时甚至会出现滤波器烧毁的情况。因此，传统的滤波器具有工作可靠性差的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对传统的滤波器工作可靠性差问题，提供一种滤波器及冰箱。
一种滤波器，包括：保险丝、压敏电阻和多级滤波电路，所述保险丝的第一端用于连接冰箱的电源线，所述保险丝的第二端连接所述压敏电阻的第一端和所述多级滤波电路的第一输入端，所述多级滤波电路的第二输入端连接所述压敏电阻的第二端和所述冰箱的电源线，所述多级滤波电路的第一输出端和第二输出端分别用于连接冰箱控制器的电源进线。
在一个实施例中，所述多级滤波电路包括第一级滤波电路、第二级滤波电路和第三级滤波电路，所述第一级滤波电路连接所述第二级滤波电路，所述第二级滤波电路连接所述第三级滤波电路，所述第一级滤波电路连接所述压敏电阻的两端，所述第三级滤波电路用于连接所述冰箱控制器的电源进线。
在一个实施例中，所述第一级滤波电路包括第一电容，所述第一电容的第一端连接所述压敏电阻的第一端和所述第二级滤波电路，所述第一电容的第二端连接所述压敏电阻的第二端和所述第二级滤波电路。
在一个实施例中，所述第二级滤波电路包括共模电感、第二电容和第三电容，所述共模电感的第一端连接所述第一电容的第二端，所述共模电感的第二端连接所述第三电容的第一端，所述共模电感的第三端连接所述第二电容的第一端，所述共模电感的第四端连接所述第一电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第三电容的第二端且公共端接地，所述第二电容的第一端连接所述第三级滤波电路，所述第三电容的第一端连接所述第三级滤波电路。
在一个实施例中，所述第三级滤波电路包括第一差模电感、第二差模电感和第四电容，所述第一差模电感的第一端连接所述第二电容的第一端，所述第一差模电感的第二端连接所述第四电容的第一端，所述第二差模电感的第一端连接所述第三电容的第一端，所述第二差模电感的第二端连接所述第四电容的第二端，所述第四电容的第一端和所述第四电容的第二端分别用于连接所述冰箱控制器的电源进线。
在一个实施例中，所述第一电容和所述第四电容均为X电容，所述第二电容和所述第三电容均为Y电容。
在一个实施例中，所述滤波器还包括第一连接端子、第二连接端子和接地端子，所述第四电容的第一端和所述第四电容的第二端通过所述第一连接端子连接所述冰箱控制器的电源进线，所述保险丝的第一端和所述压敏电阻的第二端通过所述第二连接端子连接所述冰箱的电源线，所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端通过所述接地端子接地。
在一个实施例中，所述保险丝包裹于塑料套管内。
在一个实施例中，所述滤波器还包括放电电阻，所述滤波器还包括放电电阻，所述放电电阻的第一端连接所述多级滤波电路的第一输出端和所述冰箱控制器的电源进线，所述放电电阻的第二端连接所述多级滤波电路的第二输出端和所述冰箱控制器的电源进线。
一种冰箱，包括上述的滤波器。
上述滤波器及冰箱，在冰箱的电源线与冰箱控制器的电源进线之设置有滤波器，电控变频冰箱控制器的开关电源和IGBT驱动等电路工作时产生电磁干扰问题时能够被有效的滤除。同时在滤波器的多级滤波电路的输入端设置有保险丝防止过大电流引起的电气安全事故。并且在多级滤波电路的输入端通过压敏电阻来抑制相线之间的浪涌电压峰值，有效地保证多级滤波电路的稳定运行，防止出现多级滤波电路过压失效的问题，具有使用可靠性强的优点。
附图说明
图1为一实施例中滤波器结构示意图；
图2为另一实施例中滤波器结构示意图；
图3为一实施例中滤波器的电路结构示意图；
图4为又一实施例中滤波器结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
请参阅图1，一种滤波器，包括：保险丝F1、压敏电阻RV1和多级滤波电路10，保险丝F1的第一端用于连接冰箱的电源线，保险丝F1的第二端连接压敏电阻RV1的第一端和多级滤波电路10的第一输入端，多级滤波电路10的第二输入端连接压敏电阻RV1的第二端和冰箱的电源线，多级滤波电路10的第一输出端和第二输出端分别用于连接冰箱控制器的电源进线(图未示)。
具体地，保险丝F1(fuse)也被称为电流保险丝F1，具有过载保护作用。在滤波器中安置保险丝F1，保险丝F1会在电流异常升高到一定的高度和热度的时候，自身熔断切断电流，保护了电路安全运行。压敏电阻RV1是一种限压型保护器件。利用压敏电阻RV1的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻RV1的两极间，压敏电阻RV1可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。电控变频冰箱控制器的开关电源和IGBT驱动等电路工作时，会带来EMI问题，通常的控制器设计会在电路板上设计电源滤波电路。由于控制器尺寸结构以及连接线束排布等问题，EMI的空间辐射耦合控制器往往不能有效的抑制。冰箱行业内通常的解决方法为增加一个滤波器，固定在压缩机底板上，增加滤波器有效的解决了EMC(electromagnetic compatibility，电磁兼容性) 问题。应当指出的是，压敏电阻RV1对浪涌电压的抑制作用并不是唯一的，具体可以根据用户需求等进行不同的选择。例如，在一个实施例中压敏电阻RV1 能够将浪涌峰值电压抑制在620V，为了便于理解本申请的各个实施例，下述均以压敏电阻RV1能够将浪涌峰值电压抑制在620V进行解释说明。
本实施例中，起滤波作用的主要是多级滤波电路10，通过多级滤波电路10 能够将变频冰箱的电子电路在运行中产生的电磁干扰信号有效地滤除，同时，通过保险丝F1以及压敏电阻RV1的设置能够保证多级滤波电路10在有较大浪涌峰值电压(例如雷击浪涌)的情况下，仍能够正常运行，从而使得整个滤波器的运行更加可靠。可以理解，在一个实施例中，电源线均包括火线(live wire， L)和零线(Neutral wire，N)，多级滤波电路10的第一输入端连接冰箱电路中的火线，而多级滤波电路10的第二输入端则与冰箱电路中的零线连接，对应的保险丝F1串接于电源线L。图示L与L1分别表示与对应位置的火线连接，N 和N1则分别表示与对应位置的零线连接。
请参阅图2，在一个实施例中，多级滤波电路10包括第一级滤波电路11、第二级滤波电路12和第三级滤波电路13，第一级滤波电路11连接第二级滤波电路12，第二级滤波电路12连接第三级滤波电路13，第一级滤波电路11连接压敏电阻RV1的两端，第三级滤波电路13用于连接冰箱控制器的电源进线。
具体地，在本实施例中，通过不同级的滤波电路分别实现对应的滤波操作，最终输入至冰箱控制器的电源信号没有电磁干扰成分，保证冰箱控制器的工作可靠性。可以理解，在其它实施例中，针对滤波器的使用环境或者不同的用户需求，多级滤波电路10的级数也并不是唯一的，只要能够将产生的电磁干扰信号有效地滤除均可。
请参阅图3，进一步地，在一个实施例中，第一级滤波电路11包括第一电容CX1，第一电容CX1的第一端连接压敏电阻RV1的第一端和第二级滤波电路 12，第一电容CX1的第二端连接压敏电阻RV1的第二端和第二级滤波电路12。
具体地，第一级滤波电路11为一滤波电容，通过第一电容CX1的滤波作用，能够对电路中产生的电磁干扰进行初步滤除，然后将电源信号传输至后续的滤波电路中进行进一步地滤除操作。同时，第一电容CX1与压敏电阻RV1并接于滤波器中，当第一电容CX1或压敏电阻RV1发生短路失效时，保险丝F1将会被熔断，起到保护电路的作用。
应当指出的是，在一个实施例中，通过保险丝F1和压敏电阻RV1能够将滤波器中的输入端输入的差模电压峰值抑制在620V，该电压远小于第一电容CX1 的最大承受电压，能够有效地保护第一电容CX1，避免第一电容CX1由于过压失效，从而保证第一电容CX1的滤波操作稳定进行。
请参阅图3，在一个实施例中，第二级滤波电路12包括共模电感L1、第二电容CY1和第三电容CY2，共模电感L1的第一端连接第一电容CX1的第二端，共模电感L1的第二端连接第三电容CY2的第一端，共模电感L1的第三端连接第二电容CY1的第一端，共模电感L1的第四端连接第一电容CX1的第一端，第二电容CY1的第二端连接第三电容CY2的第二端且公共端接地，第二电容CY1 的第一端连接第三级滤波电路13，第三电容CY2的第一端连接第三级滤波电路 13。
具体地，共模电感L1(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中，共模电感L1也是起EMI 滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。共模电感L1和第二电容CY1、第三电阻构成LC滤波电路，能够将共模峰值电压泄放到第二电容CY1与第三电容CY2的公共端处的接地点，从而抑制相地之间的共模浪涌，保护后级冰箱控制器对应的电路。
请参阅图3，在一个实施例中，第三级滤波电路13包括第一差模电感L2、第二差模电感L3和第四电容CX2，第一差模电感L2的第一端连接第二电容CY1 的第一端，第一差模电感L2的第二端连接第四电容CX2的第一端，第二差模电感L3的第一端连接第三电容CY2的第一端，第二差模电感L3的第二端连接第四电容CX2的第二端，第四电容CX2的第一端和第四电容CX2的第二端分别用于连接冰箱控制器的电源进线。
具体地，差模电感(Differential mode inductance)是一种对差模高频干扰的感抗大的电感，也称差模扼制线圈。本实施例中通过第一差模电感L2、第二差模电感L3和第四电容CX2构成LC滤波电路，通过压敏电阻RV1抑制相线之间的差摸浪涌电压峰值在620V，有效地保护第四电容CX2，防止第四电容 CX2过压失效。同时，通过第三级滤波电路13能够抑制相线之间的差模浪涌，保护后级冰箱控制器对应的电路。
以雷击浪涌差模峰值电压30000V、共模峰值电压4000V为例，通过上述滤波器，当雷击浪涌到达差模3000V时，保险丝F1和压敏电阻RV1将差模电压峰值抑制在620V，经过第一电容CX1滤波后，再经过第一差模电感L2、第二差模电感L3和第四电容CX2组成的LC滤波到输出；当雷击浪涌到达共模4000V时，共模电感L1和第二电容CY1、第三电容CY2构成LC滤波，将共模峰值电压泄放到接地点。
在一个实施例中，第一电容CX1和第四电容CX2均为X电容，第二电容CY1 和第三电容CY2均为Y电容。
具体地，X电容和Y电容均为安规电容，安规电容失效后，不会导致电击，不危及人身安全。其中，X电容在使用过程中跨接在电力线的火线与零线之间(即 L-N)；而Y电容在使用时则连接在火线与地(L-G)之间，或者连接在零线与地 (N-G)之间，Y电容一般是成对出现的。X电容用在电源滤波中对差模干扰起到滤波作用，而Y电容在电源滤波中则起到对共模干扰进行滤波的作用。X电容即金属化聚丙烯薄膜电容器，通常X电容多选用耐纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容，这种类型的电容、体积较大，但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。X电容采用塑封常用外方形和内部高压OPP(金属化聚丙烯材料) 卷绕加工而成，OPP材质不但有更好的电气性能，而且与电源的输入端并联可以有效的减小高频脉冲对电源的影响。Y电容常采用高压瓷片，Y电容连接在相线与地线之间，为了不超过相关安全标准限定的地线允许泄漏值，这些电容的值大约在几nF。
本实施例中，通过两个X电容、两个Y电容、一个共模电感L1和两个差模电感组成的多级滤波电路10，从而抑制相线之间的差摸浪涌和相地之间的共模浪涌，保护后级冰箱控制器电路。应当指出的是，X电容分为X1、X2和X3三种型号，其中X1型耐高压大于2.5kV，小于等于4kV；X2型耐高压小于等于2.5kV； X3型耐高压小于等于1.2kV。在一个实施例中，滤波器的多级滤波电路10中具体采用X2型的X电容，可以理解，在其它实施例中，还可以采用其他类型的X 电容，只要能够承受压敏电阻RV1和保险丝F1抑制作用之后的电压均可。。
请参阅图4，在一个实施例中，滤波器还包括第一连接端子30、第二连接端子20和接地端子40，第四电容CX2的第一端和第四电容CX2的第二端通过第一连接端子30连接冰箱控制器的电源进线，保险丝F1的第一端和压敏电阻RV1 的第二端通过第二连接端子20连接冰箱的电源线，第二电容CY1的第二端和第三电容CY2的第二端通过接地端子40接地。
具体地，本实施例中为了便于滤波器与外部设备进行连接，即为了便于滤波器接入实际设备中进行使用，将滤波器有需要与外部相连接的端口以连接端子的形式引出，在实际使用过程中只需要将各个连接端子对应连接，即可以实现滤波器的接入操作。
进一步地，请参阅图4，在一个实施例中，滤波器还设置有密封器件50，通过密封器件50将压敏电阻RV1和多级滤波电路10等封装于密封器件50中，保险丝F1不需要与压敏电阻RV1等同时进行密封，便于后续对保险丝F1进行更换操作。同时将滤波器的各个连接端子引出实现接线操作，从而能够简单的将滤波器与外部设备相连接。整个滤波器对外显示第一连接端子30、第二连接端子20和接地端子40，在实际使用过程中只需要将各个端子对应连接到冰箱等设备中，即可以对电路中的电磁干扰信号进行滤除操作。以冰箱为例，第二连接端子20用于连接冰箱的电源线，第一连接端子30用于连接冰箱控制器的电源进线，而接地端子40则与冰箱的地板或U壳相连接，实现接地功能。在实际工作过程中，电源从第二接线端子进入，经多级滤波电路10滤波处理后，经过第一接线端子传输至冰箱控制器，从而实现对冰箱控制器的供电操作。可以理解，在另一个实施例中，还可以是同时将保险丝F1、压敏电阻RV1以及多级滤波电路10在密封器件50中进行密封。
应当指出的是，密封器件50的类型并不是唯一的，在一个实施例中，采用圆柱形密封器件50实现压敏电阻RV1和多级滤波电路10的密封操作，其中第一连接端子30、第二连接端子20和接地端子40通过圆柱形密封器件50的顶部引出，而圆柱形密封器件50的底部则用于将滤波器进行固定。可以理解，圆柱形密封器件50的大小并不是唯一的，在一个实施例中，圆柱形密封器件50可以采用直径38mm，高度为50mm的塑料壳，只要能够便于在实际应用设备中进行合理的布局即可。
更进一步地，在一个实施例中，密封器件50的底部设置有螺纹金属棒60，通过螺纹金属棒60能够将滤波器固定在冰箱等设备，防止出现振动跌落引起的线束连接器脱落以及接地线崩直(即接地不可靠失效)。
在一个实施例中，保险丝F1包裹于塑料套管内。
具体地，由于在使用过程中，雷击浪涌电压非常大，通过将保险丝F1包裹在塑料套管中进行防爆。进一步地，在一个实施例中，还可以在塑料套管外部再增加一层热缩套管做到双重绝缘，进一步增强滤波器的使用可靠性。
在一个实施例中，滤波器还包括放电电阻R1，放电电阻R1的第一端连接多级滤波电路10的第一输出端和冰箱控制器的电源进线，放电电阻R1的第二端连接多级滤波电路10的第二输出端和冰箱控制器的电源进线。
具体地，放电电阻R1即为用来放电的电阻，放电电阻R1通常和电容器(例如图示第四电容 CX2)并联。多级滤波电路10的输出端加放电电阻R1，防止拔下电源插头误触及带电部位而引起的电击。在断开电源1秒内，相线之间的电压小于34V，不会对人体造成伤害。
上述滤波器，在冰箱的电源线与冰箱控制器的电源进线之设置有滤波器，电控变频冰箱控制器的开关电源和IGBT驱动等电路工作时产生电磁干扰问题时能够被有效的滤除。同时在滤波器的多级滤波电路的输入端设置有保险丝防止过大电流引起的电气安全事故。并且在多级滤波电路的输入端通过压敏电阻来抑制相线之间的浪涌电压峰值，有效地保证多级滤波电路的稳定运行，防止出现多级滤波电路过压失效的问题，具有使用可靠性强的优点。
一种冰箱，包括上述的滤波器。此外，冰箱还包括冰箱控制器等元器件。
具体地，滤波器如上述各个实施例所示，滤波器具体通过第一连接端子30 与冰箱控制器的电源进线连接，通过第二连接端子20与冰箱的电源线连接，通过接地端子40与冰箱的底板或U壳连接，从而使滤波器与电源线的接地线接通，实现功能性接地。同时，滤波器还通过金属螺纹柱和螺帽将滤波器固定在冰箱底板上，防止振动引起的滤波器线束连接器松动脱落。
上述冰箱，在冰箱的电源线与冰箱控制器的电源进线之设置有滤波器，电控变频冰箱控制器的开关电源和IGBT驱动等电路工作时产生电磁干扰问题时能够被有效的滤除。同时在滤波器的多级滤波电路的输入端设置有保险丝防止过大电流引起的电气安全事故。并且在多级滤波电路的输入端通过压敏电阻来抑制相线之间的浪涌电压峰值，有效地保证多级滤波电路的稳定运行，防止出现多级滤波电路过压失效的问题，具有使用可靠性强的优点。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种滤波器，其特征在于，包括：保险丝、压敏电阻、放电电阻和多级滤波电路，所述保险丝的第一端用于连接冰箱的电源线，所述保险丝的第二端连接所述压敏电阻的第一端和所述多级滤波电路的第一输入端，所述多级滤波电路的第二输入端连接所述压敏电阻的第二端和所述冰箱的电源线，所述多级滤波电路的第一输出端和第二输出端分别用于连接冰箱控制器的电源进线，所述保险丝包裹于塑料套管内，所述放电电阻的第一端连接所述多级滤波电路的第一输出端和所述冰箱控制器的电源进线，所述放电电阻的第二端连接所述多级滤波电路的第二输出端和所述冰箱控制器的电源进线；
所述多级滤波电路包括第一级滤波电路、第二级滤波电路和第三级滤波电路，所述第一级滤波电路连接所述第二级滤波电路，所述第二级滤波电路连接所述第三级滤波电路，所述第一级滤波电路连接所述压敏电阻的两端，所述第三级滤波电路用于连接所述冰箱控制器的电源进线。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第一级滤波电路包括第一电容，所述第一电容的第一端连接所述压敏电阻的第一端和所述第二级滤波电路，所述第一电容的第二端连接所述压敏电阻的第二端和所述第二级滤波电路。
3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述第二级滤波电路包括共模电感、第二电容和第三电容，所述共模电感的第一端连接所述第一电容的第二端，所述共模电感的第二端连接所述第三电容的第一端，所述共模电感的第三端连接所述第二电容的第一端，所述共模电感的第四端连接所述第一电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第三电容的第二端且公共端接地，所述第二电容的第一端连接所述第三级滤波电路，所述第三电容的第一端连接所述第三级滤波电路。
4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，所述第三级滤波电路包括第一差模电感、第二差模电感和第四电容，所述第一差模电感的第一端连接所述第二电容的第一端，所述第一差模电感的第二端连接所述第四电容的第一端，所述第二差模电感的第一端连接所述第三电容的第一端，所述第二差模电感的第二端连接所述第四电容的第二端，所述第四电容的第一端和所述第四电容的第二端分别用于连接所述冰箱控制器的电源进线。
5.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于，所述第一电容和所述第四电容均为X电容，所述第二电容和所述第三电容均为Y电容。
6.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器还包括第一连接端子、第二连接端子和接地端子，所述第四电容的第一端和所述第四电容的第二端通过所述第一连接端子连接所述冰箱控制器的电源进线，所述保险丝的第一端和所述压敏电阻的第二端通过所述第二连接端子连接所述冰箱的电源线，所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端通过所述接地端子接地。
7.一种冰箱，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的滤波器。
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