CN209472393U - 一种星载电源滤波装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种星载电源滤波装置，设置于星载电子设备供电的输入电源母线上，包括第一次滤波电路、第二次滤波电路和第三次滤波电路；所述第一次滤波电路和所述第二次滤波电路用于抑制输入电源母线中的低中频干扰，所述第三次滤波电路用于抑制输入电源母线中的高频干扰；所述第一次滤波电路、所述第二次滤波电路和所述第三次滤波电路依次设置在所述输入电源母线上；本实用新型采用LC多级滤波加穿心电容设计方式，实现10kHz～1GHz较宽范围全频段干扰滤波；同时采用电容串联的冗余设计方式，有效降低了单颗电容失效可能导致的电源短路故障概率，电路可靠性提高50％以上。

Description

一种星载电源滤波装置

技术领域

本实用新型涉及电子设备电磁兼容技术领域，具体涉及一种星载电源滤波装置。

背景技术

供电电源在给星载电子设备提供能源的同时也会存在瞬变、扰动、波动等现象以及附带着来自公用母线的传导干扰，同时电子设备内部的电源特别是开关电源频率较高，其所产生的基频和谐波干扰会沿着电源线传导出来，导致设备传导发射(CE102)测试超标。此外，设备内部的元器件在工作时也会产生大量干扰，这些干扰会通过传导或者空间辐射等方式耦合到电源线上。此时，电源线成为发射天线，将耦合到电源线上的电磁干扰辐射发射出来，导致设备辐射发射(RE102)超标。CE102干扰测试频率在10kHz～10MHz之间，属于中低频段；RE102干扰测试频率在10kHz～1GHz之间，覆盖了高频段。

抑制电源线干扰的主要方法是在电源输入端串接LC低通滤波器。这种滤波器由电感和电容构成谐振电路，对谐振频率点附近的干扰信号衰减最大，所以特定电感值和电容值的LC滤波器只能对某一窄频段的干扰有抑制作用，无法对10kHz～1GHz的全频段干扰都起作用。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

实用新型内容

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种星载电源滤波装置，设置于星载电子设备供电的输入电源母线上，包括第一次滤波电路、第二次滤波电路和第三次滤波电路；所述第一次滤波电路和所述第二次滤波电路用于抑制输入电源母线中的低中频干扰，所述第三次滤波电路用于抑制输入电源母线中的高频干扰；所述第一次滤波电路、所述第二次滤波电路和所述第三次滤波电路依次设置在所述输入电源母线上。

较佳的，所述第一次滤波电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和电感L1，所述电容C1、所述电容C2等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C3、所述电容C4等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C5、所述电容C6等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C7、所述电容C9等值串联后并接在输入电源母线正端和地之间，所述电容C8、所述电容C10等值串联后并接在输入电源母线负端和地之间，所述电感L1采用铁氧体磁芯进行共模绕制。

较佳的，所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8、所述电容C9、所述电容C10为宇航级多层瓷介电容，耐压值为母线电压的2倍以上。

较佳的，所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6为差模电容；所述电容C7、所述电容C8、所述电容C9、所述电容C10为共模电容。

较佳的，所述第二次滤波电路包括电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16和电感L2，所述电容C11、所述电容C12等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C13、所述电容C15等值串联后并接在输入电源母线正端和地之间，所述电容C14、所述电容C16等值串联后并接在输入电源母线负端和地之间，所述电感L2采用铁氧体磁芯进行共模绕制。

较佳的，所述电容C11、所述电容C12、所述电容C13、所述电容C14、所述电容C15、所述电容C16为宇航级多层瓷介电容，耐压值为母线电压的2倍以上。

较佳的，所述电容C11、所述电容C12为差模电容，用于过滤差模干扰。所述电容C13、所述电容C14、所述电容C15、所述电容C16为共模电容，用于过滤共模干扰。

较佳的，所述第一次滤波电路和所述第二次滤波电路上相同功能电容选值保持为10～100倍的间隔。

较佳的，所述第三次滤波电路包括电容C17、电容C18、电容C19、电容C20，所述电容C17、所述电容C20等值并联后串接在输入电源母线正端中，所述电容C18、所述电容C19等值并联后串接在输入电源母线负端中。

较佳的，所述电容C17、所述电容C18、所述电容C19、所述电容C20为宇航级穿心瓷介电容，耐压值为母线电压的2倍以上；所述电容C17、所述电容C18、所述电容C19、所述电容C20均设置在所述星载电源滤波装置的壳体上，壳体为地。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用LC多级滤波加穿心电容设计方式，实现10kHz～1GHz较宽范围全频段干扰滤波；同时采用电容串联的冗余设计方式，有效降低了单颗电容失效可能导致的电源短路故障概率，电路可靠性提高50％以上。

附图说明

图1为本实用新型所述星载电源滤波装置的电路示意图；

图2为本实用新型所述穿心电容的安装示意图。

图中数字表示：

1-第一次滤波电路；2-第二次滤波电路；3-第三次滤波电路。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

本实用新型所述星载电源滤波装置包括第一次滤波电路1、第二次滤波电路2和第三次滤波电路3；所述第一次滤波电路1和所述第二次滤波电路2用于抑制输入电源母线中的低中频干扰，所述第三次滤波电路3用于抑制输入电源母线中的高频干扰。

所述第一次滤波电路1包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和电感L1，所述电容C1、所述电容C2等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C3、所述电容C4等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C5、所述电容C6等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C7、所述电容C9等值串联后并接在输入电源母线正端和地之间，所述电容C8、所述电容C10等值串联后并接在输入电源母线负端和地之间，所述电感L1采用铁氧体磁芯进行共模绕制。所述电感L1为共模电感或共模扼流圈，功能上相当于一个双向滤波器，既能滤除电源线上共模电磁干扰，也能抑制本身不向外发出电磁干扰。实际使用时，所述电感L1的电感量通常设置在5mH～10mH范围内。

所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8、所述电容C9、所述电容C10为宇航级多层瓷介电容，耐压值为母线电压的2倍以上。所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6为差模电容，用于过滤差模干扰。所述电容C7、所述电容C8、所述电容C9、所述电容C10为共模电容，用于过滤共模干扰。

所述第二次滤波电路2包括电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16和电感L2，所述电容C11、所述电容C12等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C13、所述电容C15等值串联后并接在输入电源母线正端和地之间，所述电容C14、所述电容C16等值串联后并接在输入电源母线负端和地之间，所述电感L2采用铁氧体磁芯进行共模绕制。实际使用时，所述电感L1和所述电感L2通常取相同型号，通过调整电容值来改变可抑制的干扰频段。

所述电容C11、所述电容C12、所述电容C13、所述电容C14、所述电容C15、所述电容C16为宇航级多层瓷介电容，耐压值为母线电压的2倍以上。所述电容C11、所述电容C12为差模电容，用于过滤差模干扰。所述电容C13、所述电容C14、所述电容C15、所述电容C16为共模电容，用于过滤共模干扰。为拓展可抑制的干扰频段，所述第一次滤波电路1和所述第二次滤波电路2的相同功能电容选值尽量保持10～100倍的间隔。例如所述电容C1、所述电容C2若选值均为22uF，那么所述电容C11、所述电容C12可选为1uF左右。

所述第三次滤波电路3包括电容C17、电容C18、电容C19、电容C20，所述电容C17、所述电容C20等值并联后串接在输入电源母线正端中，所述电容C18、所述电容C19等值并联后串接在输入电源母线负端中，所述电容C17、所述电容C18、所述电容C19、所述电容C20均设置在所述星载电源滤波装置的壳体上，壳体为地。

所述电容C17、所述电容C18、所述电容C19、所述电容C20为宇航级穿心瓷介电容，耐压值为母线电压的2倍以上。

普通电容是通过引线直接焊接在电路板上，引线的自感会影响电容的滤波性能。根据谐振频率公式可知，频率较高的干扰，必须减小电容的自感量。

穿心电容之所以能有效地滤出高频骚扰，是因为穿心电容不仅没有接地引线电感造成电容谐振频率过低的问题，而且可以直接安装在金属面板上，利用金属面板起到高频隔离的作用。本实用新型所述第三次滤波电路3上的穿心电容安装方法如图2所示，穿心电壳体通过螺栓直接固定在所述星载电源滤波装置的金属壳体上，金属壳体接地。本实施例中的穿心电容容值小于1uF。

本实用新型采用LC多级滤波加穿心电容设计方式，实现10kHz～1GHz较宽范围全频段干扰滤波；同时采用电容串联的冗余设计方式，有效降低了单颗电容失效可能导致的电源短路故障概率，电路可靠性提高50％以上。

故将本实用新型所述星载电源滤波装置设置于星载电子设备供电电源母线的输入端，一方面用于抑制供电母线可能带入星载电子设备的干扰，另一方面用于抑制电子设备内部的开关电源频及其他元器件在工作时通过传导或者空间辐射等方式耦合到电源线的干扰，保证电子设备符合电磁兼容测试要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种星载电源滤波装置，其特征在于，设置于星载电子设备供电的输入电源母线上，所述星载电源滤波装置包括第一次滤波电路、第二次滤波电路和第三次滤波电路；所述第一次滤波电路和所述第二次滤波电路用于抑制输入电源母线中的低中频干扰，所述第三次滤波电路用于抑制输入电源母线中的高频干扰；所述第一次滤波电路、所述第二次滤波电路和所述第三次滤波电路依次设置在所述输入电源母线上。

2.如权利要求1所述的星载电源滤波装置，其特征在于，所述第一次滤波电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容CI0和电感L1，所述电容C1、所述电容C2等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C3、所述电容C4等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C5、所述电容C6等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C7、所述电容C9等值串联后并接在输入电源母线正端和地之间，所述电容C8、所述电容C10等值串联后并接在输入电源母线负端和地之间，所述电感L1采用铁氧体磁芯进行共模绕制。

3.如权利要求2所述的星载电源滤波装置，其特征在于，所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8、所述电容C9、所述电容C10为宇航级多层瓷介电容，耐压值为母线电压的2倍以上。

4.如权利要求3所述的星载电源滤波装置，其特征在于，所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6为差模电容；所述电容C7、所述电容C8、所述电容C9、所述电容C10为共模电容。

5.如权利要求2所述的星载电源滤波装置，其特征在于，所述第二次滤波电路包括电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16和电感L2，所述电容C11、所述电容C12等值串联后并接在输入电源母线正端和负端之间，所述电容C13、所述电容C15等值串联后并接在输入电源母线正端和地之间，所述电容C14、所述电容C16等值串联后并接在输入电源母线负端和地之间，所述电感L2采用铁氧体磁芯进行共模绕制。

6.如权利要求5所述的星载电源滤波装置，其特征在于，所述电容C11、所述电容C12、所述电容C13、所述电容C14、所述电容C15、所述电容C16为宇航级多层瓷介电容，耐压值为母线电压的2倍以上。

7.如权利要求6所述的星载电源滤波装置，其特征在于，所述电容C11、所述电容C12为差模电容，用于过滤差模干扰，所述电容C13、所述电容C14、所述电容C15、所述电容C16为共模电容，用于过滤共模干扰。

8.如权利要求7所述的星载电源滤波装置，其特征在于，所述第一次滤波电路和所述第二次滤波电路上相同功能电容选值保持为10～100倍的间隔。

9.如权利要求1所述的星载电源滤波装置，其特征在于，所述第三次滤波电路包括电容C17、电容C18、电容C19、电容C20，所述电容C17、所述电容C20等值并联后串接在输入电源母线正端中，所述电容C18、所述电容C19等值并联后串接在输入电源母线负端中。

10.如权利要求9所述的星载电源滤波装置，其特征在于，所述电容C17、所述电容C18、所述电容C19、所述电容C20为宇航级穿心瓷介电容，耐压值为母线电压的2倍以上；所述电容C17、所述电容C18、所述电容C19、所述电容C20均设置在所述星载电源滤波装置的壳体上，壳体为地。