CN114694938A - 一种电流杂波过滤系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电流杂波过滤系统，涉及环形电感器技术领域，解决了未考虑到电流杂波内部频率不同，便导致部分电流杂波过滤完毕，部分电流杂波过滤不彻底的技术问题；处理模块对电流频率改变值IB进行获取，将求值获得的多组电流频率改变值依次传输至变频器内，根据获得的数值对电流杂波进行频率改变，将改变频率后的电流杂波输送至环形电感器内，环形电感器便直接对此类电流杂波进行过滤剔除，首先对环形电感器进行预先测试处理，获取到对应环形电感器进行处理的最佳频率电流杂波，再对进行后期进行处理的过滤杂波进行频率改变，将频率调节至最佳频率，从而使电流杂波得到充分处理，使环形电感器达到最佳的电流杂波过滤效果。

Description

一种电流杂波过滤系统
技术领域
本发明属于环形电感器技术领域，具体是一种电流杂波过滤系统。
背景技术
环形电感器，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。
环形电感器对电流杂波进行去除时，未针对环形电感器进行测试，获取得到环形电感器所能去除的最佳电流频率杂波，同时未考虑到电流杂波内部频率不同，便导致部分电流杂波过滤完毕，部分电流杂波过滤不彻底，无法改变电流杂波的频率，使改变后的频率贴合最佳电流频率，从而使环形电感器达到最佳的电流杂波去除效果，故亟需一种有效一种电流杂波过滤系统。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种电流杂波过滤系统，用于解决未考虑到电流杂波内部频率不同，便导致部分电流杂波过滤完毕，部分电流杂波过滤不彻底的技术问题。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种电流杂波过滤系统，包括环形电感器以及与环形电感器相适配的示波器、变频器、处理模块和测试端；
所述示波器将输入的电流杂波进行处理，形成波形曲线，并将波形曲线传输至测试端和处理模块内；
所述测试端用于对环形电感器进行测试处理，检测出环形电感器在不同电压电流环境下所能过滤的最佳状态数据包，并将最佳状态数据包传输至处理模块内；
所述处理模块用于对输入的电流杂波进行处理，通过处理结果提取最佳状态数据包内部的对应节点，通过对应节点的数值，生成多组电流频率改变值，并将多组电流频率改变值传输至变频器内；
所述变频器用于对处理模块所处理的电流频率改变值进行接收，并根据接收的电流频率改变值对电流杂波的电流频率进行改变，再将改变电流频率的电流杂波传输至环形电感器内。
优选的，测试端对环形电感器进行测试处理时，向环形电感器内发送不同的电流杂波，并通过示波器查看波形曲线，通过示波器查看电流杂波过滤后的波形曲线，将过滤前的波形曲线与过滤的波形曲线进行匹配，提取匹配度最高状态下的过滤波形曲线，并将此波形曲线标记为待处理波形曲线。
优选的，测试端对待处理波形曲线处理的步骤为：将待处理波形曲线内部的电压值以及电流值进行提取，并将电压值标记为Vk，电流值标记为Ik，其中k代表波形节点，每一节点对应不同的电压值Vk和电流值Ik，采用
Figure BDA0003573468250000021
得到对应的离散因子δk；
采用
Figure BDA0003573468250000022
得到离散值LSk，其中j∈k，其中
Figure BDA0003573468250000023
为多组δk的均值，首先令j值取2，得到第一组离散值LSj；
再令j值加1，得到对应的离散值LSj，将离散值LSj与对应的预设值Y进行比对，预设值Y由外部人员根据经验拟定，当LSj≤Y时，则直接提取对应离散值LSj的区间(0，j]，提取此阶段的离散因子δk，并与此区间进行捆绑标记，继续执行操作，直到对应的离散值LSk＞Y时，提取区间(j，k-1]，并获取此阶段的离散因子δk，与该区间进行捆绑标记，进行多次计算，获得多个区间值，以及多个离散因子δk，生成多组相对应的捆绑数据包，传输至处理模块内。
优选的，处理模块提取输入电流杂波的波形曲线，对波形曲线进行处理，获取得到杂波分割曲线，提取杂波分割曲线内部的最值，最值包括最大值以及最小值，查看最大值以及最小值之间的节点，并将节点与捆绑数据包内部的区间进行比对，得到节点所属的区间，提取最大值以及最小值对应的离散因子δz和δo。
优选的，处理模块对电流杂波进行处理的步骤为：
提取杂波分割曲线内部的转折点，并提取转折点对应的节点，提取对应的离散因子δk；
采用
Figure BDA0003573468250000031
得到多组电流频率改变值IB，其中V为节点对应的横向坐标值，其中
Figure BDA0003573468250000032
为修正因子，取值为0.98256，将计算所得的电流频率改变值IB生成集合，将电流频率改变值IB集合传输至变频器内。
优选的，所述变频器接收到对应的电流频率改变值IB集合，对输入电流杂波的电流频率进行改变，并将改变后的电流杂波输送至环形电感器内，环形电感器对改变后的电流杂波进行过滤处理。
优选的，电流杂波开始趋势与正常电波的趋势一致，波形趋势开始走偏时，形成杂波曲线，将此杂波曲线标记为杂波分割曲线。
优选的，所述环形电感器包括底座，所述底座上端中间处设置有磁感线圈，且底座内部四周处均开设有侧位槽，所述磁感线圈环形外表面分别饶有第一绕组线圈和第二绕组线圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：示波器将电流杂波形成对应的波形曲线，处理模块再对波形曲线进行电流杂波曲线分割得到杂波分割曲线，对杂波分割曲线内部的最值进行提取，获取最值相对应的节点，将节点与捆绑数据包内部的区间进行比对，获取得到对应的离散值，同时对波形分割曲线内部的转折点进行同样处理，得到多组转折点所对应的离散值，对电流频率改变值IB进行获取，将求值获得的多组电流频率改变值依次传输至变频器内，根据获得的数值对电流杂波进行频率改变，将改变频率后的电流杂波输送至环形电感器内，环形电感器便直接对此类电流杂波进行过滤剔除，首先对环形电感器进行预先测试处理，获取到对应环形电感器进行处理的最佳频率电流杂波，再对进行后期进行处理的过滤杂波进行频率改变，将频率调节至最佳频率，从而使电流杂波得到充分处理，使环形电感器达到最佳的电流杂波过滤效果。
附图说明
图1为本发明原理框图；
图2为本发明环形电感器立体结构示意图；
附图标记：1、底座；2、磁感线圈；3、第一绕组线圈；4、第二绕组线圈；5、侧位槽。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，本申请提供了一种电流杂波过滤系统，包括环形电感器，环形电感器包括底座1，所述底座1上端中间处设置有磁感线圈2，且底座1内部四周处均开设有侧位槽5，所述磁感线圈2环形外表面分别饶有第一绕组线圈3和第二绕组线圈4；
还包括与环形电感器相适配的示波器、变频器、处理模块以及测试端，所述示波器输出端与变频器输入端电性连接，且变频器与处理模块之间双向连接，所述变频器输出端与环形电感器输入端电性连接，所述环形电感器与测试端之间双向连接，所述测试端与处理模块之间双向连接，且测试端与示波器之间双向连接；
环形电感器在进行过滤电流杂波之前，预先通过测试端对环形电感器进行测试处理，检测出环形电感器在不同电压电流环境下所能过滤的最佳状态数据包，其中测试处理的步骤为：
S1、通过测试端，向环形电感器内发送不同的电流杂波，并通过示波器查看波形曲线，对线路中的影响因素进行实时改变，再通过示波器查看电流杂波过滤后的波形曲线，影响因素可为电容、电阻或其它因素，由操作人员自行添加；
S2、将过滤前的波形曲线与过滤后的波形曲线进行匹配，提取匹配度最高状态下的过滤后波形曲线，并将此波形曲线标记为待处理波形曲线；
S3、将待处理波形曲线内部的电压值以及电流值进行提取，并将电压值标记为Vk，电流值标记为Ik，其中k代表波形节点，k＝1、2、……、n，每一节点对应不同的电压值Vk和电流值Ik，采用
Figure BDA0003573468250000051
得到对应的离散因子δk；
S4、采用
Figure BDA0003573468250000052
得到离散值LSk，其中j∈k，其中
Figure BDA0003573468250000053
为多组δk的均值，首先令j值取2，得到第一组离散值LSj；
S5、再令j值加1，得到对应的离散值LSj，将离散值LSj与对应的预设值Y进行比对，预设值Y由外部人员根据经验拟定，当LSj≤Y时，则直接提取对应离散值LSj的区间(0，j]，提取此阶段的离散因子δk，并与此区间进行捆绑标记；
S6、在步骤S5的基础上，继续执行操作，直到对应的离散值LSk＞Y时，提取区间(j，k-1]，并获取此阶段的离散因子δk，与该区间进行捆绑标记；
S7、重复步骤S6，直到获得多个区间值，以及多个离散因子δk，生成多组相对应的捆绑数据包，传输至处理模块内。
示波器，将输入电流的电流杂波进行处理，形成波形曲线；
变频器，用于对处理模块所处理的数值进行接收，并根据接收的数值对输入电流的电流频率进行改变，再将改变电流频率的电流杂波传输至环形电感器内，环形电感器便对电流杂波进行过滤处理；
处理模块对输入电流杂波进行处理，将处理值输送至变频器内，通过变频器对输入电流杂波的输入频率进行改变，并将改变输入频率的电流杂波输送至环形电感器内，使环形电感器对电流杂波进行充分过滤，达到较好的过滤效果，其中，处理模块对输入电流杂波进行处理的方式如下：
W1、提取输入电流杂波的波形曲线，对波形曲线进行处理，获取得到杂波分割曲线，提取杂波分割曲线内部的最值，最值包括最大值以及最小值，查看最大值以及最小值之间的节点，并将节点与捆绑数据包内部的区间进行比对，得到节点所属的区间，识别得到对应区间时，提取最大值以及最小值对应的离散因子δz和δo；
W2、提取杂波分割曲线内部的转折点，并提取转折点对应的节点，采用步骤W1中相同的方式，提取对应的离散因子δk；
W3、采用
Figure BDA0003573468250000061
得到多组电流频率改变值IB，其中V为节点对应的横向坐标值，其中
Figure BDA0003573468250000071
为修正因子，取值为0.98256，将计算所得的电流频率改变值IB生成集合，将电流频率改变值IB集合传输至变频器内；
W4、变频器接收到对应的电流频率改变值IB集合，对输入电流杂波的电流频率进行改变，并将改变后的电流杂波输送至环形电感器内，环形电感器对改变后的电流杂波进行过滤处理。
步骤W1中杂波分割曲线为：电流杂波在生成之前，开始趋势与正常电波的趋势一致，波形趋势开始走偏时，便形成杂波曲线，将此杂波曲线标记为杂波分割曲线；
环形电感器，在第一绕组线圈以及第二绕组线圈进行通电后，磁感线圈内部带有磁性，通电过程中，采用共模电感原理，对电流杂波进行过滤去除。
上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：操作人员在进行电流杂波过滤处理之前，需通过测试端对环形电感器进行测试处理，向环形电感器输入端输送不同的电流杂波，再在输出端对电流杂波进行检验，查看电流杂波的过滤程度以及效果，检测出环形电感器在不同电压电流环境下所能过滤的最佳状态波形值，其中检测的方式采用波形处理的方式，对电流杂波的波形曲线进行提取，并对波形曲线内部的离散系数进行计算，将波形曲线内部不同区域的线性关系进行划分，列为不同区间，并将对应的离散值与区间进行捆绑，发送至处理模块内；
示波器将电流杂波形成对应的波形曲线，处理模块再对波形曲线进行电流杂波曲线分割得到杂波分割曲线，对杂波分割曲线内部的最值进行提取，获取最值相对应的节点，将节点与捆绑数据包内部的区间进行比对，获取得到对应的离散值，同时对波形分割曲线内部的转折点进行同样处理，得到多组转折点所对应的离散值，采用对应的计算公式，对电流频率改变值IB进行获取，将求值获得的多组电流频率改变值依次传输至变频器内，变频器便根据获得的数值对电流杂波进行频率改变，将改变频率后的电流杂波输送至环形电感器内，环形电感器便直接对此类电流杂波进行过滤剔除，采用此种过滤的方式，可使环形电感器达到最佳的电流杂波过滤效果，首先对环形电感器进行预先测试处理，获取到对应环形电感器进行处理的最佳频率电流杂波，再对进行后期进行处理的过滤杂波进行频率改变，将频率调节至最佳频率，从而使电流杂波得到充分处理。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电流杂波过滤系统，其特征在于，包括环形电感器以及与环形电感器相适配的示波器、变频器、处理模块和测试端；
所述示波器将输入的电流杂波进行处理，形成波形曲线，并将波形曲线传输至测试端和处理模块内；
所述测试端用于对环形电感器进行测试处理，检测出环形电感器在不同电压电流环境下所能过滤的最佳状态数据包，并将最佳状态数据包传输至处理模块内；
所述处理模块用于对输入的电流杂波进行处理，通过处理结果提取最佳状态数据包内部的对应节点，通过对应节点的数值，生成多组电流频率改变值，并将多组电流频率改变值传输至变频器内；
所述变频器用于对处理模块所处理的电流频率改变值进行接收，并根据接收的电流频率改变值对电流杂波的电流频率进行改变，再将改变电流频率的电流杂波传输至环形电感器内。
2.根据权利要求1所述的一种电流杂波过滤系统，其特征在于，测试端对环形电感器进行测试处理时，向环形电感器内发送不同的电流杂波，并通过示波器查看波形曲线，通过示波器查看电流杂波过滤后的波形曲线，将过滤前的波形曲线与过滤的波形曲线进行匹配，提取匹配度最高状态下的过滤波形曲线，并将此波形曲线标记为待处理波形曲线。
3.根据权利要求2所述的一种电流杂波过滤系统，其特征在于，测试端对待处理波形曲线处理的步骤为：将待处理波形曲线内部的电压值以及电流值进行提取，并将电压值标记为Vk，电流值标记为Ik，其中k代表波形节点，每一节点对应不同的电压值Vk和电流值Ik，采用
Figure FDA0003573468240000011
得到对应的离散因子δk；
采用
Figure FDA0003573468240000021
得到离散值LSk，其中j∈k，其中
Figure FDA0003573468240000022
为多组δk的均值，首先令j值取2，得到第一组离散值LSj；
再令j值加1，得到对应的离散值LSj，将离散值LSj与对应的预设值Y进行比对，预设值Y由外部人员根据经验拟定，当LSj≤Y时，则直接提取对应离散值LSj的区间(0，j]，提取此阶段的离散因子δk，并与此区间进行捆绑标记，继续执行操作，直到对应的离散值LSk＞Y时，提取区间(j，k-1]，并获取此阶段的离散因子δk，与该区间进行捆绑标记，进行多次计算，获得多个区间值，以及多个离散因子δk，生成多组相对应的捆绑数据包，传输至处理模块内。
4.根据权利要求3所述的一种电流杂波过滤系统，其特征在于，处理模块提取输入电流杂波的波形曲线，对波形曲线进行处理，获取得到杂波分割曲线，提取杂波分割曲线内部的最值，最值包括最大值以及最小值，查看最大值以及最小值之间的节点，并将节点与捆绑数据包内部的区间进行比对，得到节点所属的区间，提取最大值以及最小值对应的离散因子δz和δo。
5.根据权利要求4所述的一种电流杂波过滤系统，其特征在于，处理模块对电流杂波进行处理的步骤为：
提取杂波分割曲线内部的转折点，并提取转折点对应的节点，提取对应的离散因子δk；
采用
Figure FDA0003573468240000023
得到多组电流频率改变值IB，其中V为节点对应的横向坐标值，其中
Figure FDA0003573468240000024
为修正因子，取值为0.98256，将计算所得的电流频率改变值IB生成集合，将电流频率改变值IB集合传输至变频器内。
6.根据权利要求5所述的一种电流杂波过滤系统，其特征在于，所述变频器接收到对应的电流频率改变值IB集合，对输入电流杂波的电流频率进行改变，并将改变后的电流杂波输送至环形电感器内，环形电感器对改变后的电流杂波进行过滤处理。
7.根据权利要求4所述的一种电流杂波过滤系统，其特征在于，电流杂波开始趋势与正常电波的趋势一致，波形趋势开始走偏时，形成杂波曲线，将此杂波曲线标记为杂波分割曲线。
8.根据权利要求1所述的一种电流杂波过滤系统，其特征在于，所述环形电感器包括底座(1)，所述底座(1)上端中间处设置有磁感线圈(2)，且底座(1)内部四周处均开设有侧位槽(5)，所述磁感线圈(2)环形外表面分别饶有第一绕组线圈(3)和第二绕组线圈(4)。
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