CN214228115U - 电源滤波电路及电源滤波装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电源滤波电路及电源滤波装置，属于电源滤波技术领域。电源滤波电路由顺次连接的电源输入端、N级滤波电路和负载电源输出端构成，N级滤波电路通过纳米晶软磁材料和/或锰锌铁氧体材料构成的电感模块以及电感模块的配合实现了对150kHz～320MHz频段范围内的滤波，有效的抑制负载端产生的电磁干扰。电源滤波装置利用基座的两个腔体将N级滤波电路中的电感模块和电容模块进行了隔离，避免了电源滤波装置工作时，因电感模块的温度过高影响电容模块工作的情况，有效的达到散热降温的目的。

Description

电源滤波电路及电源滤波装置

技术领域

本实用新型涉及电源滤波技术领域，尤其涉及电源滤波电路及电源滤波装置。

背景技术

在电子设备电源上，既存在各种各样的外来电磁干扰，也存在自身工作时所产生的电磁干扰(EMI)。这些电磁干扰，通过传导和辐射的方式，影响着该环境里运行的电子设备。特别是在电动汽车领域中，对于电动汽车的电机控制器而言其在工作时产生的EMI可通过电源线发射空间耦合从而影响无线电通信的正常运行。

实用新型内容

针对上述问题，现提供一种旨在可抑制负载端产生的电磁干扰的电源滤波电路及电源滤波装置。

本实用新型提供了一种电源滤波电路，包括顺次连接的电源输入端、N级滤波电路和负载电源输出端，其中，N为大于等于1的正整数；

每级滤波电路包括电感模块和电容模块，电容模块和电感模块串联连接；

所述电感模块采用纳米晶软磁材料和锰锌铁氧体材料中的任意一种材料构成。

可选的，第一级滤波电路的电容模块包括：

第一电容，跨接在所述电源输入端的正极和负极之间；

第二电容，与所述第一电容并联。

可选的，后N-1级滤波电路的电容模块包括：

第三电容，跨接在前一级滤波电路的电感模块的正负输出端之间；

第四电容，与所述第三电容并联；

第五电容，与所述第四电容并联；

第六电容，跨接在前一级滤波电路的电感模块的正输出端和电源地之间；

第七电容，与所述第六电容并联；

第八电容，跨接在前一级滤波电路的电感模块的负输出端和电源地之间；

第九电容，与所述第八电容并联。

本实用新型还提供了一种电源滤波装置，包括上所述的电源滤波电路，还包括：

基座，所述基座包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体之间设置有隔板；

所述电源滤波电路的电感模块均设置于所述第一腔体内，所述电感模块通过第一正极导体串联连接，且通过第一负极导体串联连接；

所述电源滤波电路的电容模块均设置于PCB板上，位于所述第二腔体内，所述PCB板通过第二正极导体贯穿所述隔板与所述第一正极导体电连接，所述PCB板通过第二负极导体贯穿所述隔板与所述第一负极导体电连接；

端盖，设置于所述基座顶部。

可选的，所述第一正极导体采用正极铜排。

可选的，所述第一负极导体采用负极铜排。

可选的，所述第二正极导体为螺杆，所述第二负极导体为螺杆。

可选的，所述电感模块为纳米晶软磁环或锰锌铁氧体磁环。

可选的，所述电源滤波电路为3级滤波电路；

其中，第一级滤波电路中的电感模块为纳米晶软磁环，第二级滤波电路中的电感模块为锰锌铁氧体磁环，第三级滤波电路中的电感模块为纳米晶软磁环。

可选的，还包括：接地端子，与所述电源滤波电路的PCB板连接。

上述技术方案的有益效果：

本技术方案中，电源滤波电路由顺次连接的电源输入端、N级滤波电路和负载电源输出端构成，N级滤波电路通过纳米晶软磁材料和/或锰锌铁氧体材料构成的电感模块以及电感模块的配合实现了对150kHz～320MHz频段范围内的滤波，有效的抑制负载端产生的电磁干扰。电源滤波装置利用基座的两个腔体将N级滤波电路中的电感模块和电容模块进行了隔离，避免了电源滤波装置工作时，因电感模块的温度过高影响电容模块工作的情况，有效的达到散热降温的目的。

附图说明

图1为本实用新型所述的电源滤波电路的一种实施例的电路图；

图2为本实用新型所述的电源滤波装置的一种实施例的爆炸图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型提供的电源滤波电路及电源滤波装置，适用于电动汽车技术领域。本实用新型的电源滤波电路由顺次连接的电源输入端、N级滤波电路和负载电源输出端构成，N级滤波电路通过纳米晶软磁材料和/或锰锌铁氧体材料构成的电感模块以及电感模块的配合实现了对150kHz～300MHz频段范围内的滤波，有效的抑制负载端产生的电磁干扰。

实施例一

请参阅图1，本实施例的一种电源滤波电路，包括顺次连接的电源输入端、N级滤波电路和负载电源输出端，其中，N为大于等于1的正整数；

每级滤波电路包括电感模块和电容模块，电容模块和电感模块串联连接；

所述电感模块采用纳米晶软磁材料和锰锌铁氧体材料中的任意一种材料构成。

需要说明的是：当电感模块采用纳米晶软磁材料时，电感模块可对150kHz～320MHz频段范围的信号进行滤波。纳米晶软磁材料的宽频段阻抗特性高，可抑制高频率的电磁干扰信号；当电感模块采用锰锌铁氧体材料时，电感模块可对150kHz～20MHz频段范围的信号进行滤波。锰锌铁氧体材料属于低通高阻的软磁材料。

作为举例而非限定，当电感模块采用纳米晶软磁材料、电感量为15.0uH时，可对150kHz～100MHz频段范围的信号进行滤波；当电感模块采用锰锌铁氧体材料、电感量为7.0uH时，可对150kHz～20MHz频段范围的信号进行滤波。

在本实施例中，电源滤波电路由顺次连接的电源输入端、N级滤波电路和负载电源输出端构成，N级滤波电路通过纳米晶软磁材料和/或锰锌铁氧体材料构成的电感模块以及电感模块的配合实现了对150kHz～320MHz频段范围内的滤波，有效的抑制负载端产生的电磁干扰。

在优选的实施例中，第一级滤波电路的电容模块可包括：

第一电容，跨接在所述电源输入端的正极和负极之间；

第二电容，与所述第一电容并联。

在本实施例中，第二电容跨接在当前一级的滤波电路中的电感模块的正负输入端之间，通过第一电容和第二电容抑制线-线之间的电磁干扰。

需要说明的是：第一级滤波电路可包括多个电容，不同电容的电容值滤波的频段不同。

在优选的实施例中，后N-1级滤波电路的电容模块包括：

第三电容，跨接在前一级滤波电路的电感模块的正负输出端之间；

第四电容，与所述第三电容并联；

第五电容，与所述第四电容并联；

第六电容，跨接在前一级滤波电路的电感模块的正输出端和电源地之间；

第七电容，与所述第六电容并联；

第八电容，跨接在前一级滤波电路的电感模块的负输出端和电源地之间；

第九电容，与所述第八电容并联。

在本实施例中，第五电容跨接在当前一级滤波电路的电感模块的正负输入端之间，第九电容跨接在当前一级的滤波电路中的电感模块的负输入端与电源地之间。通过第三电容、第四电容和第五电容抑制线-线之间的电磁干扰，通过第六电容、第七电容、第八电容和第九电容抑制线-地之间的电磁干扰。

示例性的，参阅图1所示，当N＝3，N级滤波电路为3级滤波电路时，电源滤波电路的一级滤波电路包括第一电容模块和电感模块L1，第一电容模块包括电容Cx1和电容Cx2；电容Cx1一端形成电源输入端正极+HV，电容Cx1另一端形成电源输入端负极-HV，用于与直流电源的输出端连接。二级滤波电路包括第二电容模块和电感模块L2，第二电容模块包括电容Cx3、电容Cx4、电容Cx5、电容Cy1、电容Cy2、电容Cy3和电容Cy4；三级滤波电路包括第三电容模块和电感模块L3，第三电容模块包括电容Cx6、电容Cx7、电容Cx8、电容Cy5、电容Cy6、电容Cy7和电容Cy8，负载电源输出端与电动汽车的电机控制器连接；电感模块L3的正极输出端形成负载电源输出端正极+DC，电感模块L3的负极输出端形成负载电源输出端负极-DC，用于与负载端的输入端连接。其中，电感模块L1和电感模块L3均采用纳米晶软磁材料，可对150kHz～100MHz频段范围的信号进行滤波，电感模块L2采用锰锌铁氧体材料，可对150kHz～20MHz频段范围的信号进行滤波；电容Cx1、电容Cx2、电容Cx3、电容Cx4、电容Cx5、Cx6、电容Cx7和电容Cx8用于抑制线-线之间的电磁干扰；电容Cy1、电容Cy2、电容Cy3、电容Cy4、电容Cy5、电容Cy6、电容Cy7、电容Cy8用于抑制线-地之间的电磁干扰；电容Cy1和电容Cy2的电容值相同，电容Cy3和电容Cy4的电容值相同，电容Cy5和电容Cy6的电容值相同，电容Cy7和电容Cy8的电容值相同。电源滤波电路可抑制降低电驱工作时产生的EMI干扰，降低对无线电通讯信号影响，使汽车正常工作时的EMI干扰达到汽车CISPR25标准(GB/T18655)。

实施例二

请参阅图2，本实施例的一种电源滤波装置，包括上所述的电源滤波电路，还包括：基座1和端盖2。

基座1，所述基座1包括第一腔体11和第二腔体12，所述第一腔体11与所述第二腔体12之间设置有隔板；所述电源滤波电路的电感模块4均设置于所述第一腔体11内，所述电感模块4通过第一正极导体5串联连接，且通过第一负极导体6串联连接；所述电源滤波电路的电容模块均设置于PCB板3上，位于所述第二腔体12内，所述PCB板3通过第二正极导体8贯穿所述隔板与所述第一正极导体5电连接，所述PCB板3通过第二负极导体7贯穿所述隔板与所述第一负极导体6电连接。

进一步地，第一腔体11内设置有与电感模块4个数及形状匹配的卡槽，以使电感模块4稳固的嵌设于卡槽内。

端盖2，设置于所述基座1顶部。

在本实施例中，电源滤波装置利用基座1的两个腔体将N级滤波电路中的电感模块4和电容模块进行了隔离，避免了电源滤波装置工作时，因电感模块4的温度过高影响电容模块工作的情况，有效的达到散热降温的目的。电源滤波装置结构简单，便于自动化生产制造。

在优选的实施例中，所述第一正极导体5采用正极铜排；所述第一负极导体6采用负极铜排。

本实施例中，可将正极铜排依次穿过N级滤波电路中的电感模块4，将负极铜排依次穿过N级滤波电路中的电感模块4，从而实现电感模块4之间的电连接。第一腔体11与N个电感模块4、正极铜排和负极铜排的形状相适应，以使电感模块4、正极铜排和负极铜排可以稳定的固定于基座1内。正极铜排的两端伸出基座1，作为电源输入端的正极和负载电源输出端正极分别与电源的正极和负载端的正极连接；负极铜排的两端伸出基座1，作为电源输入端的负极和负载电源输出端负极分别与电源的负极和负载端的负极连接。第二腔体12与所述PCB板3的形状相适应，以使电容模块可以稳定的固定于基座1内。

需要说明的是：基座1采用的是绝缘材料。

在实际应用中，电源滤波装置工作时，铜排和电感模块4均会发热，由于电容模块承受的最高温度比铜排和电感模块4的最高温度低，例如：电感模块4承受的最高温度为110度，当铜排达到130度时，电容模块是无法承受的。本实施例中采用基座1中的隔断将电感模块4与铜排和电感模块4隔开，从而降低了传导到电容上的温度，以得到达到散热降温的目的。

在优选的实施例中，所述第二正极导体8为螺杆，所述第二负极导体7为螺杆。螺杆穿过PCB板3以及隔板与第一腔体11的导体电连接。

本实施例中，PCB板3上的元器件(电容模块)通过第二正极导体8与正极铜排电连接，通过第二负极导体7与负极铜排电连接。

在优选的实施例中，所述电感模块4可采用纳米晶软磁环或锰锌铁氧体磁环。

当电感模块4采用纳米晶软磁材料时，电感模块4可对150kHz～320MHz频段范围的信号进行滤波。纳米晶软磁材料的宽频段阻抗特性高，可抑制高频率的电磁干扰信号；当电感模块4采用锰锌铁氧体材料时，电感模块4可对150kHz～20MHz频段范围的信号进行滤波。锰锌铁氧体材料属于低通高阻的软磁材料。

在优选的实施例中，所述电源滤波电路为3级滤波电路。

其中，第一级滤波电路中的电感模块4为纳米晶软磁环，第二级滤波电路中的电感模块4为锰锌铁氧体磁环，第三级滤波电路中的电感模块4为纳米晶软磁环。

本实施例中，第一正极导体5和第一负极导体6分别顺次贯穿纳米晶软磁环、锰锌铁氧体磁环和纳米晶软磁环，以实现当个电感模块4之间的电连接。

在优选的实施例中，电源滤波装置还可包括：接地端子9，与所述电源滤波电路的PCB板3连接。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源滤波电路，其特征在于，包括顺次连接的电源输入端、N级滤波电路和负载电源输出端，其中，N为大于等于1的正整数；

每级滤波电路包括电感模块和电容模块，电容模块和电感模块串联连接；

所述电感模块采用纳米晶软磁材料和锰锌铁氧体材料中的任意一种材料构成。

2.根据权利要求1所述的电源滤波电路，其特征在于，第一级滤波电路的电容模块包括：

第一电容，跨接在所述电源输入端的正极和负极之间；

第二电容，与所述第一电容并联。

3.根据权利要求1所述的电源滤波电路，其特征在于，后N-1级滤波电路的电容模块包括：

第三电容，跨接在前一级滤波电路的电感模块的正负输出端之间；

第四电容，与所述第三电容并联；

第五电容，与所述第四电容并联；

第六电容，跨接在前一级滤波电路的电感模块的正输出端和电源地之间；

第七电容，与所述第六电容并联；

第八电容，跨接在前一级滤波电路的电感模块的负输出端和电源地之间；

第九电容，与所述第八电容并联。

4.一种电源滤波装置，其特征在于，包括权利要求1-3所述的电源滤波电路，还包括：

基座，所述基座包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体之间设置有隔板；

所述电源滤波电路的电感模块均设置于所述第一腔体内，所述电感模块通过第一正极导体串联连接，且通过第一负极导体串联连接；

所述电源滤波电路的电容模块均设置于PCB板上，位于所述第二腔体内，所述PCB板通过第二正极导体贯穿所述隔板与所述第一正极导体电连接，所述PCB板通过第二负极导体贯穿所述隔板与所述第一负极导体电连接；

端盖，设置于所述基座顶部。

5.根据权利要求4所述的电源滤波装置，其特征在于，所述第一正极导体采用正极铜排。

6.根据权利要求4所述的电源滤波装置，其特征在于，所述第一负极导体采用负极铜排。

7.根据权利要求4所述的电源滤波装置，其特征在于，所述第二正极导体为螺杆，所述第二负极导体为螺杆。

8.根据权利要求4所述的电源滤波装置，其特征在于，所述电感模块为纳米晶软磁环或锰锌铁氧体磁环。

9.根据权利要求4所述的电源滤波装置，其特征在于，所述电源滤波电路为3级滤波电路；

其中，第一级滤波电路中的电感模块为纳米晶软磁环，第二级滤波电路中的电感模块为锰锌铁氧体磁环，第三级滤波电路中的电感模块为纳米晶软磁环。

10.根据权利要求4所述的电源滤波装置，其特征在于，还包括：接地端子，与所述电源滤波电路的PCB板连接。

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