CN1610207A - 一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，涉及抑制用电设备产生电磁干扰的单相输入EMC电路领域，该电路中的共模电感L1包括第一绕组N1和第二绕组N2，电源的单相输入端与第一电容C1的两端以及第一绕组N1的第一端1、第二绕组N2的第一端2相连，第六电容C6连接在第一绕组N1的第二端6、第二绕组N2的第二端5之间；共模电感L1还包括第三绕组N3，第四电容C4、第五电容C5的串联支路与第六电容C6并联，第三绕组N3的第一端3与第一绕组N1的第一端1、第二绕组N2的第一端2互为同名端，且该端接地，第三绕组N3的第二端4与第四电容C4、第五电容C5的连结点相连；本发明可以抑制高频谐波，达到相应的EMC标准。

Description

一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路
[技术领域]
本发明涉及电磁干扰抑制技术，尤其涉及一种可以抑制用电设备产生电磁干扰的单相输入EMC电路。
[背景技术]
通用的单相交流EMC电路如图1所示，包括：X电容C1、C6，Y电容C2、C3、C4、C5和一个由两个绕组N1、N2组成的共模电感L1；电源Vin的单相输入端(L、N)与电容C1的两端以及绕组N1的第一端(1)、绕组N2的第一端(2)相连，绕组N1的第一端(1)与绕组N2的第一端(2)互为同名端；电容C2和电容C3的串联支路与电容C1并联，电容C2和电容C3的连结点接地；电容C6连接在互为同名端的绕组N1的第二端(6)与绕组N2的第二端(5)之间，电容C4、电容C5的串联支路与电容C6并联，电容C4和电容C5的连结点接地。
上述的电路是通用的电磁干扰抑制电路，因为只有L线和N线有共模电感，可以有效地抑制L线和N线上的共模干扰，但不能有效地抑制L线或N线与地线之间的共模或差模信号干扰，因而它不能解决所有情况下的电磁干扰问题，尤其是对于辐射干扰测试，它是测试用电设备工作时向周围空间发射的电磁干扰，它并不区分电磁干扰是不是从接地线上发射出来的。这样，如果用电设备没有金属外壳，或者是塑料外壳，在进行辐射干扰测试时，由于缺少了外壳的屏蔽作用，辐射干扰的强度就变大，要使辐射干扰达到相关的标准，其难度就会加大。
上述通用的电磁干扰抑制电路虽然可以解决很多单相用电设备的电磁干扰问题，但并不能解决用电设备无金属外壳接地的情况或某些开关电源中存在的电磁干扰问题，不能有效地实现所有抑制电磁干扰的目的，也不能使所有用电设备的电磁干扰符合相应的国际或国内标准，如EN55022 class A或B的标准。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，能有效抑制电磁干扰，并使其达到相应电磁兼容标准。
本发明是通过下面的技术方案进行实现的：
一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，包括共模电感、第一电容和第六电容；所述共模电感包括第一绕组和第二绕组，电源的单相输入端(L、N)与第一电容的两端以及第一绕组的第一端、第二绕组的第一端相连，第六电容连接在第一绕组的第二端、第二绕组的第二端之间；所述电路还包括第四电容、第五电容，所述共模电感还包括第三绕组，所述第四电容、第五电容的串联支路与第六电容并联，所述第三绕组的第一端与第一绕组的第一端、第二绕组的第一端互为同名端，且该端接地，第三绕组的第二端与第四电容、第五电容的连结点相连。
本发明的改进是：所述第一绕组与第二绕组的匝数相同。
其中，所述第三绕组与第一绕组的匝数可以相同。
其中，所述第三绕组与第一绕组的匝数可以不同。
所述第四电容和第五电容的电容值相等。
另一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，包括共模电感、第一电容和第六电容；所述共模电感包括第一绕组和第二绕组，电源的单相输入端(L、N)与第一电容的两端以及第一绕组的第一端、第二绕组的第一端相连，第六电容连接在第一绕组的第二端、第二绕组的第二端之间；所述电路还包括第二电容、第三电容，所述共模电感还包括第三绕组，所述第二电容、第三电容的串联支路与第一电容并联，所述第三绕组的第一端与第一绕组的第一端、第二绕组的第一端互为同名端，且该端接地，第三绕组的第二端与第二电容、第三电容的连结点相连。
本发明的改进是：所述第一绕组与第二绕组的匝数相同。
其中，所述第三绕组与第一绕组的匝数可以相同。
其中，所述第三绕组与第一绕组的匝数可以不同。
所述第二电容和第三电容的电容值相等。
由于采用了上述的技术方案，可以有效地抑制在电路或PCB中耦合到地线的共模高频谐波；也可以抑制相线、中线、地线任意两根线之间的共模信号，尤其对于辐射干扰，更加有效；还可以抑制差模信号；从而有利于抑制传导或辐射干扰，并达到相应的EMC标准。
[附图说明]
图1是通用的单相交流EMC电路图。
图2是本发明的单相交流输入的电磁干扰抑制电路图。
图3是本发明的另一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路图。
图4是本发明应用于可编程控制器的AC/DC模块电源的电路图。
[具体实施方式]
图2所示的是一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，包括共模电感L1、第一电容C1和第六电容C6；所述共模电感L1包括第一绕组N1和第二绕组N2，电源Vin的单相输入端L、N与第一电容C1的两端以及第一绕组N1的第一端1、第二绕组N2的第一端2相连，第六电容C6连接在第一绕组N1的第二端6、第二绕组N2的第二端5之间；该电路还包括第四电容C4、第五电容C5，所述共模电感L1还包括第三绕组N3，所述第四电容C4、第五电容C5的串联支路与第六电容C6并联，所述第三绕组N3的第一端3与第一绕组N1的第一端1、第二绕组N2的第一端2互为同名端，且该端接地，第三绕组N3的第二端4与第四电容C4、第五电容C5的连结点相连。
所述第一绕组N1与第二绕组N2的匝数相同。
所述第三绕组N3与第一绕组N1的匝数相同，可以抑制相线、中线、地线任意两根线之间的共模信号。
所述第三绕组N3与第一绕组N1的匝数不同，不仅可以抑制相线、中线、地线任意两根线之间的共模信号；还可以抑制相线、中线、地线任意两根线之间的差模信号。
所述第四电容C4和第五电容C5的电容值相等。
图3所示的是另一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，包括共模电感L1、第一电容C1和第六电容C6；所述共模电感L1包括第一绕组N1和第二绕组N2，电源Vin的单相输入端L、N与第一电容C1的两端以及第一绕组N1的第一端1、第二绕组N2的第一端2相连，第六电容C6连接在第一绕组N1的第二端6、第二绕组N2的第二端5之间；该电路还包括第二电容C2、第三电容C3，所述共模电感L1还包括第三绕组N3，所述第二电容C2、第三电容C3的串联支路与第一电容C1并联，所述第三绕组N3的第一端3与第一绕组N1的第一端1、第二绕组N2的第一端2互为同名端，且该端接地，第三绕组N3的第二端4与第二电容C2、第三电容C3的连结点相连。
所述第一绕组N1与第二绕组N2的匝数相同。
所述第三绕组N3与第一绕组N1的匝数相同，可以抑制相线、中线、地线任意两根线之间的共模信号。
所述第三绕组N3与第一绕组N1的匝数不同，不仅可以抑制相线、中线、地线任意两根线之间的共模信号，还可以抑制相线、中线、地线任意两根线之间的差模信号。
所述第二电容C2和第三电容C3的电容值相等。
在图2和图3中，所述共模电感L1由第一绕组N1、第二绕组N2、第三绕组N3并绕而成；第三绕组N3接地端可以再串联线圈，可以抑制相线、中线、地线任意两根线之间的差模信号。第一电容C1、第六电容C6作为X高频电容，用于抑制差模干扰信号，共模电感L1抑制相线L、中线N、地线G上的共模高频谐波干扰，这样，在相线L与中线N、中线N与地线G、相线L与地线G之间共模信号都可以得到有效抑制。第二电容C2和第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5作为Y电容，主要抑制相线和中线上的共模谐波干扰。
在单相交流输入电路中，在一般条件下，接地线上的阻抗应该越小越好，这样，L线和N线的电磁干扰谐波电流越容易流入地线，从而减轻电磁干扰，所以一般地线上都不加阻抗器件如电容、电阻或电感等。但在一定条件下，如设备无金属外壳接地或者其外壳是塑料外壳，或在AC/DC变换的电源模块中进行电压转换时，内部高频的开关电压和电流易与地线之间形成耦合，从而使地线上感应产生差模或共模干扰，本发明就可以有效地减小这种干扰。
图4是本发明应用于可编程控制器的AC/DC模块电源的电路图，在图2的基础之上，整流桥的2、3两端分别接第一绕组N1的第二端6和第二绕组N2的第二端5，整流桥的共阳极4接地，在整流桥的共阳极4和共阴极1之间接电容C109，DC/DC转换器与所述电容C109并联。
本电路的输入电压为市电220V50Hz交流电，输出为与原边隔离的三路直流输出，其中两路24V/0.65A、5V/1.0A是共地输出，另一路24V/0.6A为浮地输出。此模块电源采用塑料外壳，EMC的传导和辐射干扰达到IEC的EN 55022 Class A标准。输出电路的参数如下：C1＝0.1uF/250Vac，C4＝C5＝2200PF/1000V，C6＝0.22uF/250Vac，L1的三个绕组的电感量为300uH(测试条件：1V，1kHz)，线圈为Φ0.60mm，其磁性材料为铁氧体R10K，型号为T12*6*4。

Claims (10)

1、一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，包括共模电感(L1)、第一电容(C1)和第六电容(C6)；所述共模电感(L1)包括第一绕组(N1)和第二绕组(N2)，电源(Vin)的单相输入端(L、N)与第一电容(C1)的两端以及第一绕组(N1)的第一端(1)、第二绕组(N2)的第一端(2)相连，第六电容(C6)连接在第一绕组(N1)的第二端(6)、第二绕组(N2)的第二端(5)之间；其特征在于：
还包括第四电容(C4)、第五电容(C5)，所述共模电感(L1)还包括第三绕组(N3)，所述第四电容(C4)、第五电容(C5)的串联支路与第六电容(C6)并联，所述第三绕组(N3)的第一端(3)与第一绕组(N1)的第一端(1)、第二绕组(N2)的第一端(2)互为同名端，且该端接地，第三绕组(N3)的第二端(4)与第四电容(C4)、第五电容(C5)的连结点相连。
2、根据权利要求1所述的一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，其特征在于：所述第一绕组(N1)与第二绕组(N2)的匝数相同。
3、根据权利要求2所述的一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，其特征在于：所述第三绕组(N3)与第一绕组(N1)的匝数相同。
4、根据权利要求2所述的一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，其特征在于：所述第三绕组(N3)与第一绕组(N1)的匝数不同。
5、根据权利要求1所述的一种单相交流输入的电磁干扰抑制EMC电路，其特征在于：所述第四电容(C4)和第五电容(C5)的电容值相等。
6、一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，包括共模电感(L1)、第一电容(C1)和第六电容(C6)；所述共模电感(L1)包括第一绕组(N1)和第二绕组(N2)，电源(Vin)的单相输入端(L、N)与第一电容(C1)的两端以及第一绕组(N1)的第一端(1)、第二绕组(N2)的第一端(2)相连，第六电容(C6)连接在第一绕组(N1)的第二端(6)、第二绕组(N2)的第二端(5)之间；其特征在于：
还包括第二电容(C2)、第三电容(C3)，所述共模电感(L1)还包括第三绕组(N3)，所述第二电容(C2)、第三电容(C3)的串联支路与第一电容(C1)并联，所述第三绕组(N3)的第一端(3)与第一绕组(N1)的第一端(1)、第二绕组(N2)的第一端(2)互为同名端，且该端接地，第三绕组(N3)的第二端(4)与第二电容(C2)、第三电容(C3)的连结点相连。
7、根据权利要求6所述的一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，其特征在于：所述第一绕组(N1)与第二绕组(N2)的匝数相同。
8、根据权利要求7所述的一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，其特征在于：所述第三绕组(N3)与第一绕组(N1)的匝数相同。
9、根据权利要求7所述的一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，其特征在于：所述第三绕组(N3)与第一绕组(N1)的匝数不同。
10、根据权利要求6所述的一种单相交流输入的电磁干扰抑制电路，其特征在于：所述第二电容(C2)和第三电容(C3)的电容值相等。
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