CN111900872B - 一种电磁防护滤波装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁防护滤波装置，包括壳体及电源输入连接器，所述壳体内包括第一腔室，第一腔室内设有第一防护结构和第二防护结构；第一防护结构和第二防护结构的输入端分别连接到电源输入连接器，输出端分别连接到电源输出引线；第一防护结构包括第一电磁防护滤波电路、第一滤波组件以及反接保护电路；所述第二防护结构包括第二电磁防护滤波电路以及第二滤波组件；第一腔室中设有接地板，接地板将第一电磁防护滤波电路与反接保护电路屏蔽隔离，将第二电磁防护滤波电路与输出端隔离。本发明有效抑制了设备供电干扰，实现了对电源线的电磁防护及滤波处理，提高了电磁兼容性。

Description

一种电磁防护滤波装置
技术领域
本发明属于集成电路领域，具体涉及一种电磁防护滤波装置。
背景技术
在汽车电器系统的工作过程中，当设备中的负载电流、电压及磁场发生变化时，容易产生高频干扰信号，而这些高频干扰信号又容易通过电源线传导，对通讯雷达等后端设备造成较大的干扰，会对车载设备的性能造成不利影响。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种能够有效抑制设备供电干扰、实现对电源线的电磁防护及滤波处理、提高电磁兼容性的电磁防护滤波装置。
一种电磁防护滤波装置，包括壳体以及设置在所述壳体上的电源输入连接器，所述壳体内包括与所述电源输入连接器位置相对应的第一腔室，所述第一腔室内设有第一防护结构和第二防护结构；所述第一防护结构和第二防护结构的输入端分别连接到所述电源输入连接器，输出端分别连接到电源输出引线；所述第一防护结构包括依次连接的第一电磁防护滤波电路、第一滤波组件以及反接保护电路；所述第二防护结构包括依次连接的第二电磁防护滤波电路以及第二滤波组件；
所述第一腔室中还设有接地板，所述第一滤波组件包括设置在接地板上的穿心滤波器C1、C2，所述接地板将前级的第一电磁防护滤波电路与后级的反接保护电路屏蔽隔离；所述第二滤波组件包括设置在接地板上的穿心滤波器C3、C4，所述接地板将第二电磁防护滤波电路与输出端隔离。
一种优化方案，所述第一电磁防护滤波电路包括电磁防护部分，所述电磁防护部分包括分别连接在正极和负极上的两个空心电感，以及位于所述空心电感输入端的差模压敏电阻和两个共模压敏电阻，以及并联在所述空心电感输出端的双向稳压二极管。
一种优化方案，所述第一电磁防护滤波电路包括滤波部分，所述滤波部分包括前后两级的共模电感L3、L4，以及三个差模电容CX1、CX2、CX3，以及四个共模电容CY1、CY2、CY3、CY4；所述差模电容CX1位于前级共模电感L3的输入端，所述差模电容CX2和共模电容CY1、CY2位于共模电感L3和L4之间，所述差模电容CX3和共模电容CY3、CY4位于共模电感L4的输出端。
一种优化方案，所述反接保护电路包括NMOS管Q1，以及控制芯片Q2，以及三个稳压二极管D2、D3、D4，以及电容C3和电阻R4；
所述Q2的IN端、SOURCE端以及Q1的源极连接到反接保护电路输入端正极，Q2的GATE端连接Q1的栅极，Q2的OUT端与Q1的漏极连接到反接保护电路输出端正极；Q2的Vss端通过C3连接到反接保护电路输出端正极，还通过R4连接到反接保护电路输出端负极，还通过背向串联的D2和D3连接到反接保护电路输入端正极；D4正极连接Q2的SOURCE端，负极连接Q2的GATE端。
一种优化方案，所述第二电磁防护滤波电路包括共模电感，以及位于所述共模电感输入端的双向稳压二极管和两个共模压敏电阻。
一种优化方案，还包括设置在所述壳体上的数据输入连接器，所述壳体内包括与所述第一腔室屏蔽隔离且与所述数据输入连接器位置相对应的第二腔室，所述第二腔室内设有第三电磁防护滤波电路和第四电磁防护滤波电路，所述第三电磁防护滤波电路和第四电磁防护滤波电路的输入端分别连接到所述数据输入连接器，输出端分别连接到数据输出引线；所述第三电磁防护滤波电路和第四电磁防护滤波电路分别至少有一个。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、通过让输入电源线和输入数据线分别经过专用的电磁防护滤波电路，实现了对输入电源的电磁防护及滤波处理；
2、通过设置接地板和穿心滤波器实现了将输入端和输出端分腔屏蔽隔离，进一步提高了电磁兼容性；
3、通过设置控制芯片控制MOS管的导通，实现了防反接保护以及商店抖动抑制功能。
附图说明
图1为本发明一种实施例中一种电磁防护滤波装置的外部结构示意图；
图2为本发明一种实施例中一种电磁防护滤波装置的连接结构示意图；
图3为本发明一种实施例中一种电磁防护滤波装置的第一腔室中电路结构示意图；
图4为本发明一种实施例中一种电磁防护滤波装置的第二腔室中电路结构示意图。
其中：1、壳体；2、电源输入连接器；3、电源输出引线；4、数据输入连接器；5、数据输出引线。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
一种电磁防护滤波装置，如图1-3所示，包括壳体1以及设置在所述壳体1上的电源输入连接器2，所述壳体1内包括与壳体1其他部分屏蔽隔离且与所述电源输入连接器2位置相对应的第一腔室，所述第一腔室内设有第一防护结构和第二防护结构；所述第一防护结构和第二防护结构的输入端分别连接到所述电源输入连接器2，输出端分别连接到电源输出引线3。所述第一防护结构包括前后级依次连接的第一电磁防护滤波电路、第一滤波组件以及反接保护电路；所述第二防护结构包括前后级依次连接的第二电磁防护滤波电路以及第二滤波组件。
所述第一腔室中还设有接地板，所述第一滤波组件包括设置在接地板上的穿心滤波器C1、C2，所述接地板将前级的第一电磁防护滤波电路与后级的反接保护电路屏蔽隔离；所述第二滤波组件包括设置在接地板上的穿心滤波器C3、C4，所述接地板将第二电磁防护滤波电路与输出端屏蔽隔离。
其中，所述第一防护结构用于对输入电源线进行防护处理，所述第二防护结构用于对输入信号线进行防护处理。所述电源输入连接器可采用电磁屏蔽圆形连接器，比如J599/20KB99PN。本实施例中通过对输入电源线的电源部分和信号部分分别经过对应的电磁防护滤波电路，实现了对输入电源的电磁防护及滤波处理；还通过设置接地板和穿心滤波器实现了将输入端和输出端分腔隔离，进一步提高了电磁兼容性。
一种实施例中，如图3所示，所述第一电磁防护滤波电路的前级为电磁防护部分，包括分别连接在正极和负极上的空心电感L1、L2，以及位于所述空心电感输入端的两个共模压敏电阻R1、R2和差模压敏电阻R3，以及并联在所述空心电感输出端的双向稳压二极管D1。
其中，所述空心电感用于脉冲延时吸收。所述压敏电阻R1、R2、R3用于过滤线地间的共模干扰以及线线间的差模干扰。所述双向稳压二极管D1用于精准钳压，可保护后端设备免于烧毁和瞬时掉电。本实施例中第一电磁防护电路在高功率微波辐照条件下，可通过所述空心电感进行瞬时功率延迟、产生反向电动势进行抑制，所述压敏电阻击穿低阻限压，所述稳压二极管进行高精度钳压。这样可明显提升设备输出电压的稳定性。
一种实施例中，如图3所示，所述第一电磁防护滤波电路的后级为滤波部分，包括前后两级的共模电感L3、L4，以及三个差模电容CX1、CX2、CX3，以及四个共模电容CY1、CY2、CY3、CY4。
其中，所述差模电容CX1位于前级共模电感L3的输入端，所述差模电容CX2和共模电容CY1、CY2位于共模电感L3和L4之间，所述差模电容CX3和共模电容CY3、CY4位于共模电感L4的输出端。本实施例中通过两级共模电感以及四个共模电容的组合可以有效地滤除来自源地间的共模干扰；通过位于两级共模电感前中后的三个差模电容可以有效地滤除来自两输入电源线之间的差模干扰。
一种实施例中，如图3所示，所述反接保护电路包括NMOS管Q1，以及控制芯片Q2，以及三个稳压二极管D2、D3、D4，以及电容C3和电阻R4。
其中，如图3所示，所述控制芯片Q2采用LTC4359。具体来说，Q2的IN端、SOURCE端以及Q1的源极连接到反接保护电路输入端正极，Q2的GATE端连接Q1的栅极，Q2的OUT端与Q1的漏极连接到反接保护电路输出端正极；Q2的Vss端通过C3连接到反接保护电路输出端正极，还通过R4连接到反接保护电路输出端负极，还通过背向串联的D2和D3连接到反接保护电路输入端正极；D4正极连接Q2的SOURCE端，负极连接Q2的GATE端。所述控制芯片通过控制MOS管Q1导通，可避免电源正负接反烧毁设备。所述反接保护电路还可对电源上电抖动进行抑制，通过所述控制芯片延时控制Q1导通，就能避免上电产生浪涌电压并形成浪涌瞬时大电流烧毁后端设备。此外，所述反接保护电路的输出端还可设置线间电容C4。
一种实施例中，如图3所示，所述第二电磁防护滤波电路包括共模电感L5，以及双向稳压二极管D5，以及两个共模压敏电阻R5、R6。
其中，所述双向稳压二极管和两个共模压敏电阻均位于所述共模电感L5的输入端。
一种实施例中，如图1-2所示，还包括设置在所述壳体1上的数据输入连接器4，所述壳体1内包括与所述第一腔室屏蔽隔离且与所述数据输入连接器4位置相对应的第二腔室，所述第二腔室内设有第三电磁防护滤波电路和第四电磁防护滤波电路，所述第三电磁防护滤波电路和第四电磁防护滤波电路的输入端分别连接到所述数据输入连接器4，输出端分别连接到数据输出引线5。所述第三电磁防护滤波电路和第四电磁防护滤波电路分别至少有一个。
其中，所述第三、第四电磁防护滤波电路用于对输入数据线进行防护处理。本实施例中可根据输入数据线的不同，采用两种不同的电磁防护滤波电路对输入数据线进行电磁防护以及滤波处理。为防止误插，所述数据输入连接器可采用与所述电源输入连接器不同的电磁屏蔽圆形连接器，比如J599/20KB35PN。
一种实施例中，如图4所示，所述第三电磁防护电路包括共模电感L6，以及双向稳压二极管D6，以及两个共模压敏电阻R7、R8。
其中，所述双向稳压二极管和两个共模压敏电阻均位于所述共模电感L6的输入端。
一种实施例中，如图4所示，所述第四电磁防护电路包括接地压敏电阻R9和磁珠L7。
其中，所述磁珠可有效抑制信号线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的功能。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电磁防护滤波装置，其特征在于，包括壳体以及设置在所述壳体上的电源输入连接器，所述壳体内包括与所述电源输入连接器位置相对应的第一腔室，所述第一腔室内设有第一防护结构和第二防护结构；所述第一防护结构和第二防护结构的输入端分别连接到所述电源输入连接器，输出端分别连接到电源输出引线；所述第一防护结构包括依次连接的第一电磁防护滤波电路、第一滤波组件以及反接保护电路；所述第二防护结构包括依次连接的第二电磁防护滤波电路以及第二滤波组件；
所述第一腔室中还设有接地板，所述第一滤波组件包括设置在接地板上的穿心滤波器C1、C2，所述接地板将前级的第一电磁防护滤波电路与后级的反接保护电路屏蔽隔离；所述第二滤波组件包括设置在接地板上的穿心滤波器C3、C4，所述接地板将第二电磁防护滤波电路与输出端隔离；
还包括设置在所述壳体上的数据输入连接器，所述壳体内包括与所述第一腔室屏蔽隔离且与所述数据输入连接器位置相对应的第二腔室，所述第二腔室内设有第三电磁防护滤波电路和第四电磁防护滤波电路，所述第三电磁防护滤波电路和第四电磁防护滤波电路的输入端分别连接到所述数据输入连接器，输出端分别连接到数据输出引线；所述第三电磁防护滤波电路和第四电磁防护滤波电路分别至少有一个。
2.根据权利要求1所述的一种电磁防护滤波装置，其特征在于：
所述第一电磁防护滤波电路包括电磁防护部分，所述电磁防护部分包括分别连接在正极和负极上的两个空心电感，以及位于所述空心电感输入端的差模压敏电阻和两个共模压敏电阻，以及并联在所述空心电感输出端的双向稳压二极管。
3.根据权利要求1所述的一种电磁防护滤波装置，其特征在于：
所述第一电磁防护滤波电路包括滤波部分，所述滤波部分包括前后两级的共模电感L3、L4，以及三个差模电容CX1、CX2、CX3，以及四个共模电容CY1、CY2、CY3、CY4；所述差模电容CX1位于前级共模电感L3的输入端，所述差模电容CX2和共模电容CY1、CY2位于共模电感L3和L4之间，所述差模电容CX3和共模电容CY3、CY4位于共模电感L4的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种电磁防护滤波装置，其特征在于：
所述反接保护电路包括NMOS管Q1，以及控制芯片Q2，以及三个稳压二极管D2、D3、D4，以及电容C3和电阻R4；
所述Q2的IN端、SOURCE端以及Q1的源极连接到反接保护电路输入端正极，Q2的GATE端连接Q1的栅极，Q2的OUT端与Q1的漏极连接到反接保护电路输出端正极；Q2的Vss端通过C3连接到反接保护电路输出端正极，还通过R4连接到反接保护电路输出端负极，还通过背向串联的D2和D3连接到反接保护电路输入端正极；D4正极连接Q2的SOURCE端，负极连接Q2的GATE端。
5.根据权利要求1所述的一种电磁防护滤波装置，其特征在于：
所述第二电磁防护滤波电路包括共模电感，以及位于所述共模电感输入端的双向稳压二极管和两个共模压敏电阻。
6.根据权利要求1所述的一种电磁防护滤波装置，其特征在于：
所述第三电磁防护滤波电路包括共模电感，以及位于所述共模电感输入端的双向稳压二极管和两个共模压敏电阻。
7.根据权利要求1所述的一种电磁防护滤波装置，其特征在于：
所述第四电磁防护滤波电路包括接地压敏电阻和磁珠。
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