CN201674226U - 一种用于抑制电网中传导电磁干扰的滤波器 - Google Patents

Abstract

一种用于抑制电网中传导电磁干扰的滤波器，包括：一条由第一火线线圈和第二火线线圈构成的火线支路；一条由第一中线线圈和第二中线线圈构成的中线支路；一条由地线线圈构成的地线支路；所述第一火线线圈和第一中线线圈共同缠绕于第一磁棒上；所述第二火线线圈、第二中线线圈和地线线圈共同缠绕于第二磁棒上；用于隔离火线噪声的第一火线电容和第二火线电容分别跨接于所述火线支路电网侧一端与所述地线支路电网侧一端之间；用于隔离火线噪声的第三火线电容跨接于所述火线支路负载侧一端与所述地线支路负载侧一端之间。本实用新型可减小由于高频信号导致的器件寄生参数，并且能同时抑制噪声源产生的共模噪声分量和差模噪声分量。

Description

一种用于抑制电网中传导电磁干扰的滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种用于抑制噪声的滤波器，尤其涉及一种用于抑制电网中传导电磁干扰的滤波器。

背景技术

目前，对于传导电磁干扰噪声的诊断技术是指使用线性阻抗稳定网络、噪声分离网络和噪声接收设备，对被测设备的总噪声、共模噪声和差模噪声进行测量，以确定各模态噪声含量的技术。传导噪声诊断是电磁干扰抑制技术，即电磁干扰滤波器设计的重要依据。

同时，最普遍的噪声抑制技术则是传导电磁干扰滤波器的设计，该技术指根据各模态噪声含量，有针对性的设计共模噪声滤波器和差模噪声滤波器，并将滤波器接入线性阻抗稳定网络与被测设备之间，以达到抑制被测设备的传导电磁干扰噪声的目的。

共模噪声和差模噪声的定义如下：根据其产生机理不同，共模噪声指于火线与地线、中线与地线之间的噪声；而差模噪声指火线与中线之间的噪声。共模电压U_CM差模电压U_DM与火线对地电压UL-G、中线对地电压UN-G的关系可以表示为：

$U_{\mathrm{CM}}=\frac{(U_{L-G}+U_{N-G})}{2}---\left(1\right)$

U_DM＝U_L-G-U_N-G                  (2)

现有电磁干扰噪声滤波器根据传导电磁干扰噪声产生机理的不同，往往分为共模噪声滤波器和差模噪声滤波器两种。但是现有电磁干扰噪声滤波器往往存在以下问题：

1、电磁干扰噪声滤波器由于其元器件寄生参数的限制，因而存在插入损耗和抑制比，从而导致对于总噪声中共模噪声分量和差模噪声分量的测量不够准确，因而导致滤波器设计参数存在误差，直接影响抑制效果。

2、滤波器元器件无法直接满足滤波器设计的参数要求，特别是电感元器，有时需要进行再加工才可以使得其可以与现有电容相匹配，从而更有针对性的抑制超标噪声，利用现有设备无法对于电感元器件进行再加工。

3、滤波器元器件在高频状态下会出现高频寄生参数，如电容会出现串联电感、串联电阻；电感会出现并联电容、并联电阻。该寄生参数将进一步影响到滤波器抑制效果，采用现有设计方法无法消除这些寄生参数，从而使得滤波器设计过程中报废率较高，增加了滤波器设计的成本。

4、滤波器设计结构单一，对于现有的共模差模滤波器，在设计时大多采用固定的设计结构，这使得滤波器容易出现过设计，造成设计成本增加的同时仍然无法有效地解决传导电磁干扰噪声问题。

发明内容

本实用新型目的是提供一种用于抑制电网中传导电磁干扰的滤波器，该滤波器可减小由于高频信号导致的器件寄生参数，并且能同时抑制噪声源产生的共模噪声分量和差模噪声分量。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于抑制电网中传导电磁干扰的滤波器，包括：

一条由第一火线线圈和第二火线线圈通过至少一股导线串联构成的火线支路，该火线支路电网侧一端作为电网火线接入端子，负载侧一端作为火线输出端子；

一条由第一中线线圈和第二中线线圈通过至少一股导线串联构成的中线支路，该中线支路电网侧一端作为电网中线接入端子，负载侧一端作为中线输出端子；

一条由地线线圈通过至少一股导线连接构成的地线支路，该地线支路电网侧一端作为电网中线接入端子，负载侧一端作为中线输出端子；

所述第一火线线圈和第一中线线圈共同缠绕于第一磁棒上；

所述第二火线线圈、第二中线线圈和地线线圈共同缠绕于第二磁棒上；

用于隔离火线噪声的第一火线电容和第二火线电容，该第一火线电容和第二火线电容分别跨接于所述火线支路电网侧一端与所述地线支路电网侧一端之间；

用于隔离火线噪声的第三火线电容，该第三火线电容跨接于所述火线支路负载侧一端与所述地线支路负载侧一端之间；

用于隔离中线噪声的第一中线电容和第二中线电容，该第一中线电容和第二中线电容分别跨接于所述中线支路电网侧一端与所述地线支路电网侧一端之间；

用于隔离中线噪声的第三中线电容，该第三中线电容跨接于所述中线支路负载侧一端与所述地线支路负载侧一端之间。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

上述方案中，所述第一火线电容与第一中线电容电容值相等，所述第二火线电容与第二中线电容电容值相等。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型中利用了传导电磁干扰噪声分离器对于被测设备的传导电磁干扰噪声进行诊断，可以明确被测设备中产生电磁干扰噪声的主要成分，使得滤波器设计较有针对性。

2、本实用新型在滤波器电容元器件选择方面利用多个电容并联以削弱电容元器件由于其高频寄生参数而导致的性能下降的问题。

3、本实用新型在滤波器电感元器件选择方面采用电感最小原则以降低电感制作成本。

4、本实用新型采用了三线扼流圈即火线、中线、地线缠绕于同一磁棒上，以提高电感的抑制效果，将原本对于每一根导线进行抑制的电感利用互感的方式结合起来，提高了原有电感的电感值，节约了单独电感的制作成本；同时，弥补了两线扼流圈抑制传导电磁干扰噪声不够全面的特点，增强了由于不同模态传导电磁干扰噪声之间的耦合串扰问题而导致的滤波器抑制效果不明显的问题。

附图说明

附图1为本实用新型用于抑制电网中传导电磁干扰的滤波器的电路原理图。

以上附图中：1、第一火线线圈；2、第二火线线圈；3、第一中线线圈；4、第二中线线圈；5、地线线圈；6、第一磁棒；7、第二磁棒。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：一种用于抑制电网中传导电磁干扰的滤波器，

包括：一条由第一火线线圈1和第二火线线圈2通过至少一股导线串联构成的火线支路，该火线支路电网侧一端作为电网火线接入端子，负载侧一端作为火线输出端子；

一条由第一中线线圈3和第二中线线圈4通过至少一股导线串联构成的中线支路，该中线支路电网侧一端作为电网中线接入端子，负载侧一端作为中线输出端子；

一条由地线线圈5通过至少一股导线连接构成的地线支路，该地线支路电网侧一端作为电网中线接入端子，负载侧一端作为中线输出端子；

所述第一火线线圈1和第一中线线圈3共同缠绕于第一磁棒6上；

所述第二火线线圈、第二中线线圈和地线线圈共同缠绕于第二磁棒7上；

用于隔离火线噪声的第一火线电容C₁₁和第二火线电容C₂₁，该第一火线电容C₁₁和第二火线电容C₂₁分别跨接于所述火线支路电网侧一端与所述地线支路电网侧一端之间；

用于隔离火线噪声的第三火线电容C₃₁，该第三火线电容C₃₁跨接于所述火线支路负载侧一端与所述地线支路负载侧一端之间；

用于隔离中线噪声的第一中线电容C₁₂和第二中线电容C₂₂，该第一中线电容C₁₂和第二中线电容C₂₂分别跨接于所述中线支路电网侧一端与所述地线支路电网侧一端之间；

用于隔离中线噪声的第三中线电容C₃₂，该第三中线电容C₃₂跨接于所述中线支路负载侧一端与所述地线支路负载侧一端之间。

所述第一火线电容C₁₁与第一中线电容C₁₂电容值相等，所述第二火线电容C₂₁与第二中线电容C₂₂电容值相等。

将优化加工后的滤波器进行组装，如图2所示。并按照图8的方式接入电路中，测试加载该滤波器后单片机电子设备的传导电磁干扰噪声，可以发现，带三线扼流圈的滤波器对于系统中的传导电磁干扰噪声有更为明显的抑制。其超标频点抑制效果如表1所示：

表1单片机电子设备电磁干扰噪声抑制效果

	12MHz	18MHz	24MHz
				抑制前	51dBuV	52dBuV	60dBuV
抑制后	20dBuV	15dBuV	35dBuV
				抑制分贝	31dBuV	37dBuV	25dBuV

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于抑制电网中传导电磁干扰的滤波器，其特征在于：包括：

一条由第一火线线圈(1)和第二火线线圈(2)通过至少一股导线串联构成的火线支路，该火线支路电网侧一端作为电网火线接入端子，负载侧一端作为火线输出端子；

一条由第一中线线圈(3)和第二中线线圈(4)通过至少一股导线串联构成的中线支路，该中线支路电网侧一端作为电网中线接入端子，负载侧一端作为中线输出端子；

一条由地线线圈(5)通过至少一股导线连接构成的地线支路，该地线支路电网侧一端作为电网中线接入端子，负载侧一端作为中线输出端子；

所述第一火线线圈(1)和第一中线线圈(3)共同缠绕于第一磁棒(6)上；

所述第二火线线圈、第二中线线圈和地线线圈共同缠绕于第二磁棒(7)上；

用于隔离火线噪声的第一火线电容(C₁₁)和第二火线电容(C₂₁)，该第一火线电容(C₁₁)和第二火线电容(C₂₁)分别跨接于所述火线支路电网侧一端与所述地线支路电网侧一端之间；

用于隔离火线噪声的第三火线电容(C₃₁)，该第三火线电容(C₃₁)跨接于所述火线支路负载侧一端与所述地线支路负载侧一端之间；

用于隔离中线噪声的第一中线电容(C₁₂)和第二中线电容(C₂₂)，该第一中线电容(C₁₂)和第二中线电容(C₂₂)分别跨接于所述中线支路电网侧一端与所述地线支路电网侧一端之间；

用于隔离中线噪声的第三中线电容(C₃₂)，该第三中线电容(C₃₂)跨接于所述中线支路负载侧一端与所述地线支路负载侧一端之间。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于：所述第一火线电容(C₁₁)与第一中线电容(C₁₂)电容值相等，所述第二火线电容(C₂₁)与第二中线电容(C₂₂)电容值相等。