CN208539782U - 电磁兼容滤波电路、直流电源及家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种电磁兼容滤波电路、直流电源及家用电器，属于传导骚扰抑制领域。所述电磁兼容滤波电路包括第一低通LC滤波器、共模电感和第二低通LC滤波器，其中：所述共模电感的输入侧两端分别跨接所述电源火线接口和所述电源零线接口，输出侧两端跨接所述第一低通LC滤波器的输入端；所述第一低通LC滤波器包括第一电容和第一电感，其中所述第一电容的两端跨接所述共模电感的所述输出侧两端，并且所述第一电感串联连接在所述整流桥的交流输入端和所述第一电容之间；所述第二低通LC滤波器的输入端跨接所述整流桥的直流正极和直流负极，输出端用于连接负载。由此通过三级联合滤波，可以有效滤除差模干扰信号和共模干扰信号。

Description

电磁兼容滤波电路、直流电源及家用电器

技术领域

本实用新型涉及传导骚扰抑制领域，具体地涉及一种电磁兼容滤波电路、直流电源及家用电器。

背景技术

在家电产品运行的过程中，其会对外产生干扰信号，这种现象被称为传导骚扰，相应地，目前业界采用传统的电磁滤波电路可以解决一般的传导骚扰的问题。

随着家电产品的不断革新，IH(induction heat，电磁加热)产品，例如电磁炉等，受到了业界的大力推广和用户的广泛认可。但是，本申请的发明人在实践本申请的过程中发现：现有技术中的电磁加热IH产品因其特殊的 IH工作模式，使得电磁线圈振荡频率工作信号十分强烈，该信号会沿着电源线传输到电网，严重干扰到电网上的其它用电设备。并且，因IH工作模式下功率加大后，传统的电磁滤波电路难以有效处理IH产品电源口所存在的该传导骚扰的问题，导致主频及其谐波超标或者EMI(Electromagnetic Interference,电磁干扰)余量不足。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种用于直流电源的电磁兼容滤波电路、直流电源及家用电器，用以至少解决现有技术中家电产品在大功率IH 模式下工作时所导致的严重的传导骚扰的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种用于直流电源的电磁兼容滤波电路，直流电源包括电源火线接口、电源零线接口和整流桥，该电磁兼容滤波电路包括第一低通LC滤波器、共模电感和第二低通LC滤波器，其中：所述共模电感的输入侧两端分别跨接所述电源火线接口和所述电源零线接口，输出侧两端跨接所述第一低通LC滤波器的输入端；所述第一低通 LC滤波器包括第一电容和第一电感，其中所述第一电容的两端跨接所述共模电感的所述输出侧两端，并且所述第一电感串联连接在所述整流桥的交流输入端和所述第一电容之间；所述第二低通LC滤波器的输入端跨接所述整流桥的直流正极和直流负极，输出端用于连接负载。

可选的，所述第二低通LC滤波器包括第二电容、第三电容和第二电感，其中：所述第二电容的两端跨接所述整流桥的所述直流正极和所述直流负极；所述第三电容并联至所述第二电容，且其两端用于跨接所述负载；以及所述第二电感串联连接在所述第二电容和所述第三电容之间。

可选的，所述第一电感串联连接在所述整流桥的交流零线输入端和所述第一电容之间。

可选的，所述第一电感串联连接在所述整流桥的交流火线输入端和所述第一电容之间。

可选的，所述第二电感串联连接在所述第三电容和所述第二电容连接所述整流桥的直流负极的一端之间。

可选的，所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容的电容量为0.1 μF-10μF。

本实用新型实施例另一方面提供一种直流电源，包括：上述的用于直流电源的电磁兼容滤波电路；电源火线接口和电源零线接口；整流桥，配置有交流输入端和直流输出端，用于将交流输入端所输入的交流电转换为直流电并经所述直流输出端输出。

本实用新型实施例还一方面提供一种家用电器，包括：负载；以及上述的直流电源，用于为所述负载供电。

可选的，所述负载包括电阻加热线圈盘和/或电磁加热感应线圈盘。

可选的，所述负载包括电磁加热感应线圈盘，其中所述家用电器还包括：驱动装置，用于输出驱动信号；IGBT，其连接至所述电磁加热感应线圈盘、所述直流电源和所述驱动装置，且用于根据所述驱动信号来控制所述电磁加热感应线圈盘加热。

通过上述技术方案，在直流电源的整流桥的交流输入侧和直流输出侧分别设置第一低通LC滤波器和第二低通LC滤波器，由此令两级低通滤波器共同作用，可以有效滤除差模干扰信号；并且，联同设置在电源接口和第一滤波器之间的共模电感，又有效滤除了共模干扰信号，减轻传导骚扰问题，能够极大提高家电产品在高功率的电磁加热模式下的EMI余量。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是本实用新型一实施例的直流电源的电路连接图；

图2是本实用新型一实施例的直流电源的电路连接图；

图3是本实用新型一实施例的电磁加热型家用电器的结构框图；

图4A是本实用新型一实施例的直流电源的电路连接图；

图4B是本实用新型一实施例的直流电源的电路连接图。

附图标记说明

1 直流电源 101 第一低通滤波器

102 第二低通滤波器 U 整流桥

ACL 电源火线接口 ACN 电源零线接口

C1 第一电容 C2 第二电容

C3 第三电容 31 驱动装置

L1 第一电感 L2 第二电感

L3 共模电感 11 电热线圈盘

3 电磁加热型家用电器 H 电磁加热感应线圈盘

32 IGBT

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

如图1所示，本实用新型一实施例的直流电源1，包括电源火线接口 ACL、电源零线接口ACN、整流桥U和电磁兼容滤波电路(未示出)，该电磁兼容滤波电路包括第一低通LC滤波器101、第二低通LC滤波器102和共模电感L3，其中电源火线接口ACL用于连接交流电源火线，电源零线接口ACN用于连接交流电源零线，整流桥U用于实现整流功能以将所输入的交流电转换为直流电。具体的，共模电感L3的输入侧两端分别跨接电源火线接口ACL和电源零线接口ACN，输出侧两端跨接第一低通LC滤波器101 的输入端；第一低通LC滤波器101包括第一电容C1和第一电感L1，其中第一电容C1的两端跨接共模电感L3的输出侧两端，并且第一电感L1串联连接在整流桥U的交流输入端(例如图1所示的交流火线输入端)和第一电容C1之间；第二低通LC滤波器102的输入端跨接整流桥U的直流正极V+ 和直流负极V-，输出端用于连接负载(未示出)。因此，通过整流桥的交流输入侧和直流输出侧所分别设置的低通LC滤波器，尤其是第一低通滤波器 101中的差模滤波结构，可以有效滤除掉电路中的差模干扰信号，并通过与共模电感的协同作用，实现三级滤波而能够有效解决传导骚扰的问题，提升了产品的EMI余量。

在本实施例中，整流桥U可以是包括AC-DC转换芯片，经整流后输出直流到后级电路以供电用；该电磁兼容滤波电路的载体可以是PCB印制电路板；以及，负载可以是任意类型的由直流电源1所提供电力的负载，例如可以是电热器、电动机及其组合等，并且该负载可以是直流负载(例如直接由该直流电源供电)，还可以是交流负载(例如可以是将直流电源所输出的直流电经逆变操作而形成交流电)，在此可以都不作限定。作为示例，该负载可以是家用电器的负载，以及该家用电器可以是电磁炉、电饭煲、电压力锅或炒菜机等；由此可以有效滤除家用电器中的干扰信号，能够有效减轻传导骚扰问题。

在一些实施方式中，如图2所示，该家用电器还可以是电热型家用电器，例如电加热锅具，相应地该负载可以包括电热线圈盘11；以及，电热线圈盘 11可以是电阻加热线圈盘、电磁加热感应线圈盘或其组合，由此通过本实施例中的电磁滤波电路的作用，能够提高电热型家电在高功率的电磁加热IH 模式下的EMI余量。

优选的，线圈盘的类型可以是电磁加热感应线圈，如图3所示，本实用新型一实施例的电磁加热型家用电器3，其包括驱动装置31、与驱动装置31 连接的IGBT 32、与IGBT 32连接的电磁加热感应线圈盘H和用于输出直流电的直流电源1。其中，驱动装置31用于输出驱动信号，IGBT 32用于接收该驱动信号，并可以根据该驱动信号来控制电磁加热感应线圈盘H工作及加热。

在IH型家用电器通过IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)工作的过程中，IGBT控制输出电力到电磁加热感应线圈盘以形成震荡电路，并对外输出震荡信号；其中，该震荡信号的一部分经过整流桥向电源接口传输，而另一部分被家用电器所拾取以形成涡流，以加热器具里面的食物；但是，在此加热过程中，存在部分能量会沿着导线反向传输到了电网，即一部分以电磁场的形式向空间辐射，另一部分能量通过地线传导向电网，以上的这些均为低频EMI问题的来源，并会导致该家用电器无法通过高标准的传导测试，无法满足EMC(Electromagnetic Compatibility,电磁兼容性)测试的要求。

需说明的是，图1和2中所示的第一低通LC滤波器101和第二低通LC 滤波器102可以是由电感和电容以任意的形式所组成的滤波器，在此不作具体限定，且都属于本实用新型的保护范围内。

本实用新型实施例特此公开了如图4A-B所示的直流电源的电路连接示意图，其可以被视作是图1所示实施例的一优选实施方式，具体在于示例性地公开了LC滤波器内的优选的电路连接结构。

如图4A所示，本实用新型一实施例的直流电源1，其中第一低通LC 滤波器101包括第一电容C1和第一电感L1，第二低通LC滤波器102包括第二电容C2、第三电容C3和第二电感L2。具体的，第一电容C1的两端跨接共模电感L3的输出侧两端，第一电感L1串联连接在整流桥U的交流火线输入端和第一电容C1之间；第二电容C2的两端跨接整流桥U的直流正极V+和直流负极V-；第三电容C3并联至第二电容C2，且其两端用于跨接负载；第二电感L2串联连接在第三电容C3和第二电容C2连接整流桥的直流负极V-之间。

图4B可以被视为是图4A的变型，具体的，如图4B所示，第一电感 L1连接在整流桥U的交流零线输入端和第一电容C1之间，以及第二电感 L2连接在第三电容C3和第二电容C2连接整流桥U的直流负极V-的一端之间。虽然以上描述了LC滤波器的示例性结构，但是可以理解的是，在本文中，未具体展开的针对本实用新型实施例所作出的简单变型也应当被视作是本实用新型的保护范围内，例如将第二电感L2串联连接在第二电容C2连接整流桥U的直流正极V+的一端和第三电容C3之间等。

在本实用新型实施例中，增加了插入损耗，并改一级滤波为三级滤波，使得可以通过使用普通的磁性材料的两级LC滤波电路就能够胜任大功率电磁炉的传导抑制。优选的，电感L1、L2是差模滤波电感，L3是共模滤波电感，该电容L1、L2和L3的材质选型可以是选自以下中的一者或多者：铁粉芯材质电感、非晶材质电感和合金磁芯材质电感。

如上，C1、C2和C3为用于跨接交流电源火线和零线的X电容。在一些优选实施方式中，C1、C2和C3为滤波电容。在家用电器处于电磁加热 IH模式下时，电磁加热感应线圈盘会产生9KHz-30MKHz的差模震荡信号，为了解决该9KHz-30MKHz的差模震荡信号所导致的差模传导的问题，C1、 C2和C3的电容量优选为0.1μF-10μF，由此能够较佳地滤除该规则化的差模震荡信号，解决家用电器在大功率的IH模式下的传导骚扰的问题。需说明的是，满足上述电容量的电容C1、C2和C3各自可以是一个单独的电容器，但其每一者也还可以是由多个电容器并联所组成的，且都属于本实用新型的保护范围内。并且，在多个小电容器并联组成上述电容量的电容时，其可以取得更加显著的滤波效果，并尤其适用于针对IH家用电器的EMI滤波方案，该IH家用电器可以是IH电饭煲、电压力锅、电磁炉炒菜机和IH电热水料等带锅具产品。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于直流电源的电磁兼容滤波电路，其特征在于，直流电源包括电源火线接口、电源零线接口和整流桥，该电磁兼容滤电路包括第一低通LC滤波器、共模电感和第二低通LC滤波器，其中：

所述共模电感的输入侧两端分别跨接所述电源火线接口和所述电源零线接口，输出侧两端跨接所述第一低通LC滤波器的输入端；

所述第一低通LC滤波器包括第一电容和第一电感，其中所述第一电容的两端跨接所述共模电感的所述输出侧两端，并且所述第一电感串联连接在所述整流桥的交流输入端和所述第一电容之间；

所述第二低通LC滤波器的输入端跨接所述整流桥的直流正极和直流负极，输出端用于连接负载。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二低通LC滤波器包括第二电容、第三电容和第二电感，其中：

所述第二电容的两端跨接所述整流桥的所述直流正极和所述直流负极；

所述第三电容并联至所述第二电容，且其两端用于跨接所述负载；以及所述第二电感串联连接在所述第二电容和所述第三电容之间。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电感串联连接在所述整流桥的交流零线输入端和所述第一电容之间。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电感串联连接在所述整流桥的交流火线输入端和所述第一电容之间。

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二电感串联连接在所述第三电容和所述第二电容连接所述整流桥的直流负极的一端之间。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容的电容量为0.1μF-10μF。

7.一种直流电源，其特征在于，包括：

如权利要求1-6中任一项所述的用于直流电源的电磁兼容滤波电路；

电源火线接口和电源零线接口；

整流桥，配置有交流输入端和直流输出端，用于将交流输入端所输入的交流电转换为直流电并经所述直流输出端输出。

8.一种家用电器，其特征在于，包括：

负载；以及

如权利要求7所述的直流电源，用于为所述负载供电。

9.根据权利要求8所述的家用电器，其特征在于，所述负载包括电阻加热线圈盘和/或电磁加热感应线圈盘。

10.根据权利要求9所述的家用电器，其特征在于，所述负载包括电磁加热感应线圈盘，其中所述家用电器还包括：

驱动装置，用于输出驱动信号；

IGBT，其连接至所述电磁加热感应线圈盘、所述直流电源和所述驱动装置，且用于根据所述驱动信号来控制所述电磁加热感应线圈盘加热。