CN210327380U - 一种低频emi抑制滤波器 - Google Patents

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魏慧超
戈淳剑
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Abstract

本实用新型公开了一种低频EMI抑制滤波器，相较于一般以差模电感放置在差模电容之前的排布方式，本实用新型将差模电容C1，C2和C3排布位置在差模电容L1和L2之前，这样的匹配可以有效抑制低频干扰强烈的电源模块，此外，在差模电容C3之后增加了电阻R1，可以吸收电容释放的电流，从而避免触电危害。同时，在滤波电路尾部增加了一个特殊的滤波网络，组成为差模电容‑共模电容‑共模电感‑共模电容的电路网络滤波模型。负载阻抗为常数时，有效滤除低频所带来的谐波干扰，而C4又足以弥补前端滤波网络对差模干扰的吸收的不足，可以有效压制这个频段的干扰及其谐波干扰，很适合在CE102低频超标的电源模块使用。

Description

一种低频EMI抑制滤波器
技术领域
本实用新型属于EMI抑制技术领域，更为具体地讲，涉及一种低频EMI抑制滤波器，即一种针对GJB151B中CE102项目的低端频率干扰的滤波电路。
背景技术
由于开关电源被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发展方向，所以市面上大多数电源模块设计都是开关电源。
然而开关电源的开关频率较高，内部会产生很高的电压、电流变化率(即高dv/dt和di/dt),导致开关电源产生较强的电磁干扰，并通过传导、辐射和串扰等耦合途径影响自身电路及其它电子设备，带来电磁干扰的影响。电磁干扰将造成传输信号畸变，影响电子设备的正常工作，因此，需要配备滤波电路来对瞬态干扰进行衰减吸收处理，从而抑制电磁干扰，但是有些电源模块10KHz～100KHz干扰严重，一般的EMI滤波器难以抑制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低频EMI抑制滤波器，以解决电源模块在GJB151B中CE102项目的低端频率干扰，即12KHz～100KHz这段频率的干扰，但同时兼顾CE102项目的高频干扰，帮助电源模块幅度在限制线之下。
为实现上述实用新型目的，即解决电源模块的低端频率干扰但同时兼顾高频干扰，本实用新型低频EMI抑制滤波器，其特征在于，包括：
三个差模电容C1、C2、C3，依次连接到电源的正负输出端；
一电阻R1，接到差模电容C3之后的电源的正负输出端之间；
两个差模电感L1、L2，各自一端分别接入到电阻R1之后的电源的正负输出端上，各自另一端作为输出即输出端；
一共模电容C4，接到差模电感L1、L2的输出端之间；
两个共模电容C5、C6，串联连接于共模电容C4之后的差模电感L1、L2的输出端之间，其串联点接地；
一共模电感L3，其两个输入端分别连接到差模电感L1、L2的输出端；
两个共模电容C7、C8，串联连接于共模电感L3的输出端，其串联点接地，共模电感L3的两个输出端为低频EMI抑制滤波器的输出端，电源模块经过低频EMI抑制滤波后的正负输出端。
本实用新型的目的是这样实现的。
本实用新型低频EMI抑制滤波器，相较于一般以差模电感放置在差模电容之前的排布方式，本实用新型将差模电容C1，C2和C3排布位置在差模电容L1和L2之前。差模器件和共模器件构成电源模块的输入阻抗，若其与输出阻抗不匹配，则会造成谐振，从而带来更大的干扰，所以本实用新型低频EMI抑制滤波器将差模成分放在共模成分之前，采用高阻抗输入，前级为电容，后级为电感，这样的匹配可以有效抑制低频干扰强烈的电源模块，此外，在差模电容C3之后的电源的正负输出端之间，增加了电阻R1，该电阻R1可以吸收电容释放的电流，从而避免触电危害。同时，相较与常规的EMI滤波器，本实用新型低频EMI抑制滤波器在滤波电路尾部增加了一个特殊的滤波网络，组成为差模电容-共模电容-共模电感-共模电容的电路网络滤波模型。负载阻抗为常数时，随着源阻抗增大，插入损耗IL增大，由此加上尾部的滤波网络，可以有效滤除低频所带来的谐波干扰，而C4又足以弥补前端滤波网络对差模干扰的吸收的不足。
与现有技术相比，本实用新型低频EMI抑制滤波器的有益效果是：
与市面上普通的EMI滤波电路相比，普通的EMI滤波器很难将低频干扰(12KHz～100KHz)强烈的电源模块幅值降至GJB151B中CE102的限值线以下，而本实用型滤波电路网络则可以有效压制这个频段的干扰及其谐波干扰，很适合在CE102低频超标的电源模块使用。
附图说明
图1是本实用新型低频EMI抑制滤波器一种具体实施方式原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
图1是本实用新型低频EMI抑制滤波器一种具体实施方式原理图。
在本实施例中，如图1所示，本实用新型低频EMI抑制滤波器包括：差模电容C1、C2、C3、电阻R1、共模电容C4、共模电容C5、C6、共模电感L3以及共模电容C7、C8，其中：
三个差模电容C1、C2、C3依次连接到电源的正负输出端即图1中左边的两个port端口；
电阻R1接到差模电容C3之后的电源的正负输出端之间；
两个差模电感L1、L2的各自一端分别接入到电阻R1之后的电源的正负输出端上，各自另一端作为输出即输出端；
一共模电容C4接到差模电感L1、L2的输出端之间；
两个共模电容C5、C6串联连接于共模电容C4之后的差模电感L1、L2的输出端之间，其串联点接地；
一共模电感L3的两个输入端分别连接到差模电感L1、L2的输出端；
两个共模电容C7、C8，串联连接于共模电感L3的输出端，其串联点接地，共模电感L3的两个输出端为低频EMI抑制滤波器的输出端，电源模块经过低频EMI抑制滤波后的正负输出端。
相比一般电源模块的LC滤波电路，本实用新型低频EMI抑制滤波器具有以下特点：
1、相较于一般以差模电感放置在差模电容之前的排布方式，本实用新型低频EMI抑制滤波器将差模电容C1，C2和C3排布位置在差模电容L1和L2之前。差模器件和共模器件构成电源模块的输入阻抗，若其与输出阻抗不匹配，则会造成谐振，从而带来更大的干扰。所以本实用新型低频EMI抑制滤波器将差模成分放在共模成分之前，采用高阻抗输入，前级为电容，后级为电感，这样的匹配可以有效抑制低频干扰强烈的电源模块；
2、增加了电阻R1。电阻R1可以吸收电容释放的电流，从而避免触电危害。
3、相较与常规的EMI滤波器，本实用新型低频EMI抑制滤波器在滤波电路尾部增加了一个特殊的滤波网络，即组成为差模电容-共模电容-共模电感-共模电容的电路网络滤波模型，依据下列公式：
Figure BDA0002175235600000031
Figure BDA0002175235600000041
Figure BDA0002175235600000042
Figure BDA0002175235600000043
Figure BDA0002175235600000044
IL
＝20lg|(ZL+jwL3+1/jwC7+j(w2C5C7L3-C5-C7)/(-wC5C7)ZSZL+ZS)/(ZS+ZL)|
U1为滤波电路前端口电压，U2为滤波电路后端口电压，ZL为源阻抗，ZS为负载阻抗，IL为插入损耗。
可以从上得出，负载阻抗为常数时，随着源阻抗增大，插入损耗IL增大，由此加上尾部的滤波网络，可以有效滤除低频所带来的谐波干扰，而C4又足以弥补前端滤波网络对差模干扰的吸收的不足。
与现有技术相比，本实用新型低频EMI抑制滤波器的有益效果是：
与市面上普通的EMI滤波电路相比，普通的EMI滤波器很难将低频干扰(12KHz～100KHz)强烈的电源模块幅值降至GJB151B中CE102的限值线以下，而本实用型滤波低频EMI抑制滤波器则可以有效压制这个频段的干扰及其谐波干扰，很适合在CE102低频超标的电源模块使用。
尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本是下辖的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

Claims (1)

1.一种低频EMI抑制滤波器，其特征在于，包括：
三个差模电容C1、C2、C3，依次连接到电源的正负输出端；
一电阻R1，接到差模电容C3之后的电源的正负输出端之间；
两个差模电感L1、L2，各自一端分别接入到电阻R1之后的电源的正负输出端上，各自另一端作为输出即输出端；
一共模电容C4，接到差模电感L1、L2的输出端之间；
两个共模电容C5、C6，串联连接于共模电容C4之后的差模电感L1、L2的输出端之间，其串联点接地；
一共模电感L3，其两个输入端分别连接到差模电感L1、L2的输出端；
两个共模电容C7、C8，串联连接于共模电感L3的输出端，其串联点接地，共模电感L3的两个输出端为低频EMI抑制滤波器的输出端，电源模块经过低频EMI抑制滤波后的正负输出端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111478577A (zh) * 2020-04-30 2020-07-31 北京理工大学 一种车用电机控制器高压直流电源电磁干扰滤波器
CN112611908A (zh) * 2020-11-27 2021-04-06 中国电力科学研究院有限公司 变电站电子式互感器采集单元的emi滤波结构及设计方法

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