CN201238083Y - 带电源噪声滤波器的电源线 - Google Patents

Abstract

一种带电源噪声滤波器的电源线，由插头、导线和绝缘体等组成，其特征是：所述插头内部的火线和零线间还连接有由设置在印制电路板上的压敏电阻R₁～R₃，功率电阻R₄，差模滤波电感L₁、L₂，共模滤波电感L₃、L₄，滤波电容C₁～C₇构成电源噪声滤波器。本实用新型解决了在特定环境供电状态，例如车载移动电源供电、发电机供电及机载供电下，所供电源稳定性差、线上噪声强，以及浪涌电压大时，供电设备及受电设备之间的电磁干扰的问题。

Description

带电源噪声滤波器的电源线

技术领域

本实用新型涉及一种电源线，尤其涉及一种带电源噪声滤波器的电源线。特别适用于在提供交流电为非市网交流电时，供电设备及受电设备之间的连接。系现有技术的改进。

背景技术

众所周知，电源噪声有两大类：一类是从电源进线引入的外界干扰，另一类是电子设备本身产生并经电源线传导出去的噪声。这表明所谓电源噪声具有双向概念，电子设备既是被干扰对象，又是一个噪声源。电源噪声实际上是一种电磁干扰。

目前，公知的电源线由插头、两芯或三芯的导线和绝缘体外皮组成。其作用是将两端插头分别接上供电设备及受电设备，使电流从中流过，电流在从供电设备一端流向受电设备一端的过程中，各种电流成分(有用的及无用的)都从中流过，无用的电流成分在流向设备后，会形成电磁杂波，干扰电子设备的正常工作。同时对于电子设备本身产生并经电源线传导出去的噪声也无法解决。电子设备在电磁噪声干扰的作用下有多种表现，在模拟电路中可以引起信号波形的畸变失真，信噪比变坏，严重时信号甚至会完全被电磁干扰所淹没。噪声干扰也会使得数字电路系统中的误码率上升，逻辑电平紊乱，降低系统信息的可靠性，极端情况下将导致失控或误控操作的严重后果，甚至危及到人身安全。

尤其是在特定环境供电状态下，例如车载移动电源供电、发电机供电及机载供电下，由于提供交流电为非市网交流电，这样所供电源稳定性差，线上噪声强，浪涌电压大，供电设备和受电设备之间的电源噪声问题更为严重。

发明内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一个既可滤掉交流线上的外来干扰，又能抑制电子设备本身经电源线向外界发出噪声的带电源噪声滤波器的电源线，通过在电源线的插头中连接一电源噪声滤波器，以解决在非市网交流电供电时，供电设备和用电设备相互之间的电磁干扰问题。

本实用新型的内容是：一种带电源噪声滤波器的电源线，由插头、导线和绝缘体组成，其特征是：所述插头内部的火线和零线间连接有电源噪声滤波器；

所述电源噪声滤波器为设置在印制电路板上的压敏电阻R₁、R₂和R₃，功率电阻R₄，差模滤波电感L₁、L₂，共模滤波电感L₃、L₄滤波电容C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆和C₇构成的复合式电源噪声滤波电路，所述差模滤波电感L₁的a脚分别与电源线的火线的L_入端、压敏电阻R₂的x₃脚、R₃的x₂脚和功率电阻R₄的x₁脚相连，差模滤波电感L₂的e脚分别与电源线的零线的N_入端、压敏电阻R₁的v₃脚、R₃的v₂脚和功率电阻R₄的v₁脚相连，压敏电阻R₁、R₂的另一端接地；所述差模滤波电感L₁的b脚、差模滤波电感L₂的f脚分别与滤波电容C₁的c脚、d脚相连，所述滤波电容C₁的c脚、d脚分别与共模滤波电感L₃的g脚、k脚相连；所述共模滤波电感L₃的h脚分别与滤波电容C₂的n脚、C₄的s脚和共模滤波电感L₄的g₁脚相连；所述共模滤波电感L₃的m脚分别与C₃的w脚、C₄的t脚和共模滤波电感L₄的k₁脚相连，滤波电容C₂、C₃的连接点p、q脚电源线的地线相连；所述共模滤波电感L₄的h₁脚分别与滤波电容C₅的s₁脚、C₆的n₁脚和电源线的火线的L_出端相连，共模滤波电感L₄的m₁脚、滤波电容C₅的t₁脚、C₇的w₁脚和电源线的零线的N_出端相连，滤波电容C₆、C₇的连接点p₁、q₁脚与电源线的地线相连。

本实用新型的内容是：所述电源噪声滤波器替换为电源滤波器，该电源滤波器的火线输入端L_IN、输出端L_OUT和零线的输入端N_IN、输出端N_OUT分别与电源线的火线的L_入端、L_出端和零线的N_入端、N_出端相连，电源滤波器的地端接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在电源线一端的插头中连接了一个电源噪声滤波器，解决了在特定环境供电状态，如车载移动电源供电、发电机供电及机载供电下，由于提供交流电为非市网交流电，所供电源稳定性差，线上噪声强，浪涌电压大时，供电设备及受电设备之间的电源噪声(电磁干扰)的问题。

附图说明

图1本实用新型第一个实施例的电路图；

图2本实用新型第二个实施例的电路图；

图中R₁、R₂和R₃—压敏电阻，R₄—功率电阻，L₁和L₂—差模滤波电感，L₃和L₄—共模滤波电感，C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆和C₇—滤波电容，L_入、L_出—电源线火线的端点，N_入、N_出—电源线零线的端点，L_IN、L_OUT电源滤波器火线的输入端、输出端，N_IN、N_OUT电源滤波器零线的输入端、输出端，v₃—压敏电阻R₁引脚，x₃—压敏电阻R₂引脚，x₂、v₂—压敏电阻R₃引脚，x₁、v₁—功率电阻R₄引脚，a、b—差模滤波电感L₁引脚，e、f—差模滤波电感L₂引脚，g、h、k、m—共模滤波电感L₃引脚，c、d—滤波电容C₁引脚，n、p—滤波电容C₂引脚，q、w—滤波电容C₃引脚，s、t—滤波电容C₄引脚，g₁、h₁、k₁、m₁—共模滤波电感L₄引脚，s₁、t₁—滤波电容C₅引脚，n₁、p₁—滤波电容C₆引脚，q₁、w₁—滤波电容C₇引脚。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是本实用新型所采用的电源噪声滤波器，即设置在印制板上的复合式电源噪声滤波电路。由于电源噪声从形成特点看，又分差模干扰、共模干扰两种。差模干扰是两条电源线之间简称线对线的噪声，共模干扰则是两条电源线对大地简称线对地的噪声。因此复合式电源噪声滤波电路电路由一个一级差模滤波电路、一个二级共模滤波电路和压敏电阻、功率电阻共同构成。

其中差模滤波电感L₁、L₂和滤波电容C₁、C₄、C₅组成了一个一级差模干扰滤波回路。差模滤波电感L₁、L₂分别串联在电源线的输入端，可以滤除两电源线之间的辐射出的差模噪声，在电源线之间串联滤波电容C₁、C₄、C₅，差模干扰电流将通过滤波电容C₁、C₄、C₅流回电源线而不流入电子设备中，以加强滤波效果。滤波电容使用的类型是薄膜电容，考虑到其上的实际电压值是额定交流电压和电磁干扰峰值电压的叠加值，因此要求滤波电容有足够高的耐压值，一般不低于630 VDC。为了对有效对电路差模噪声的抑制，L₁和L₂的值是0.7mH/20A，滤波电容C₁值为0.1uF，滤波电容C₄值为0.22uF、滤波电容C₃的值为0.47uF，电容的耐压值为640VDC。

后级电路中的共模滤波电路设计成了二级共模滤波电路，共模扼流圈L₃和滤波电容C₂、C₃构成二级共模滤波电路中的第一级，共模扼流圈L₄和滤波电容C₆、C₇构成第二级。这样做一方面可以使得共模干扰更加充分地被滤除，另外一方面使用二级结构的共模滤波电路，可以使得滤波器内部保持在相对稳定的阻抗点上，减少负载及源阻抗对电源噪声滤波器的影响，提高其对强噪声干扰的抑制能力。虽然二级共模滤波电路的结构完全相同，但是两者的元件参数选择并不同，有所考虑的是通过选取合适的不同参数，使得滤波器对不同频率范围内的共模噪声干扰都能兼顾取得良好的滤除效果，共模滤波电容使用陶瓷电容，L₃和L₄是金属粉压磁芯扼流圈。共模电感L₃值为4mH/3A，滤波电容C₂、C₃值为2200pF，电容的耐压值为640VDC。共模电感L₄值为8mH/3A，滤波电容C₆、C₇值为4700pF，电容的耐压值为640VDC。这样共模滤波器两级滤波对噪声频率10KHz～30MHz范围内噪声衰减明显。

在设计中考虑到普通滤波器对浪涌电压的抑制能力较差，当电网波动大浪涌电压强时，如果不对浪涌电压进行有效处理，轻者只是烧毁滤波器，严重情况可对后端用电设备造成无法挽回破坏。为此，在进线端之间及进线端与地之间各并联一只压敏电阻器R₁、R₂和R₃以抑制特定环境供电状态，如车载移动电源供电、发电机供电及机载供电下，由于提供交流电为非市网交流电，所供电源稳定性差，线上噪声强，产生浪涌电压大的问题，当电压波动超过压敏电阻阀值，压敏电阻可以将电压抑制在额定值内，吸收浪涌能量，稳定电压在额定值内，压敏电阻器R₁、R₂和R₃值为10K471。

由于滤波器内部使用电容，在开机状态下，这些电容处于饱和状态，即使在电源线断开与前端输入电源或后端用电设备的连接时，它还是积聚着大量内部电荷，这些电荷是严重的安全隐患，例如当测试人员在对电源线进行检测时，可能忽视电荷的存在，而被误伤。或当用电设备接入带荷电源线后，电荷瞬间释放时造成接口打火或浪涌电流，而破坏设备。选择并联功率电阻R₄，释放滤波器内部电容电量，可避免因电荷积累而影响后端设备性能，将滤波器的漏电流值应控制在35mA内。功率电阻R₄值为1MΩ/1W。

在图1中，电源噪声滤波器为设置在印制电路板上的压敏电阻R₁、R₂和R₃，功率电阻R₄，差模滤波电感L₁、L₂，共模滤波电感L₃、L₄滤波电容C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆和C₇构成的复合式电源噪声滤波电路，所述差模滤波电感L₁的a脚分别与电源线的火线的L_入端、压敏电阻R₂的x₃脚、R₃的x₂脚和功率电阻R₄的x₁脚相连，差模滤波电感L₂的e脚分别与电源线的零线的N_入端、压敏电阻R₁的v₃脚、R₃的v₂脚和功率电阻R₄的v₁脚相连，压敏电阻R₁、R₂的另一端接地；所述差模滤波电感L₁的b脚、差模滤波电感L₂的f脚分别与滤波电容C₁的c脚、d脚相连，所述滤波电容C₁的c脚、d脚分别与共模滤波电感L₃的g脚、k脚相连；所述共模滤波电感L₃的h脚分别与滤波电容C₂的n脚、C₄的s脚和共模滤波电感L₄的g₁脚相连；所述共模滤波电感L₃的m脚分别与C₃的w脚、C₄的t脚和共模滤波电感L₄的k₁脚相连，滤波电容C₂、C₃的连接点p、q脚电源线的地线相连；所述共模滤波电感L₄的h₁脚分别与滤波电容C₅的s₁脚、C₆的n₁脚和电源线的火线的L_出端相连，共模滤波电感L₄的m₁脚、滤波电容C₅的t₁脚、C₇的w₁脚和电源线的零线的N_出端相连，滤波电容C₆、C₇的连接点p₁、q₁脚与电源线的地线相连。

在图2中，电源噪声滤波器替换为电源滤波器，电源滤波器的火线输入端L_IN、输出端L_OUT和零线的输入端N_IN、输出端N_OUT分别与电源线的火线的L_入端、L_出端和零线的N_入端、N_出端相连，电源滤波器的地端接地。

Claims (2)

1.一种带电源噪声滤波器的电源线，由插头和电源线组成，其特征是：所述插头内部的火线和零线间连接有电源噪声滤波器；

所述电源噪声滤波器为设置在印制电路板上的压敏电阻R₁、R₂和R₃，功率电阻R₄，差模滤波电感L₁、L₂，共模滤波电感L₃、L₄滤波电容C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆和C₇构成的复合式电源噪声滤波电路，所述差模滤波电感L₁的a脚分别与电源线的火线的L_入端、压敏电阻R₂的x₃脚、R₃的x₂脚和功率电阻R₄的x₁脚相连，差模滤波电感L₂的e脚分别与电源线的零线的N_入端、压敏电阻R₁的v₃脚、R₃的v₂脚和功率电阻R₄的v₁脚相连，压敏电阻R₁、R₂的另一端接地；所述差模滤波电感L₁的b脚、差模滤波电感L₂的f脚分别与滤波电容C₁的c脚、d脚相连，所述滤波电容C₁的c脚、d脚分别与共模滤波电感L₃的g脚、k脚相连；所述共模滤波电感L₃的h脚分别与滤波电容C₂的n脚、C₄的s脚和共模滤波电感L₄的g₁脚相连；所述共模滤波电感L₃的m脚分别与C₃的w脚、C₄的t脚和共模滤波电感L₄的k₁脚相连，滤波电容C₂、C₃的连接点p、q脚电源线的地线相连；所述共模滤波电感L₄的h₁脚分别与滤波电容C₅的s₁脚、C₆的n₁脚和电源线的火线的L_出端相连，共模滤波电感L₄的m₁脚、滤波电容C₅的t₁脚、C₇的w₁脚和电源线的零线的N_出端相连，滤波电容C₆、C₇的连接点p₁、q₁脚与电源线的地线相连。

2.根据权利要求1所述的带电源噪声滤波器的电源线，其特征是：所述电源噪声滤波器替换为电源滤波器，该电源滤波器的火线输入端L_IN、输出端L_OUT和零线的输入端N_IN、输出端N_OUT分别与电源线的火线的L_入端、L_出端和零线的N_入端、N_出端相连，电源滤波器的地端接地。

Images