CN214674885U - 一种emi滤波电路及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种EMI滤波电路及系统，属于电流滤波技术领域。该电路包括：输入滤波单元、三相整流单元、输出滤波单元以及跨接电容组件；输入滤波单元的输入端用于连接外部电网的交流侧，输入滤波单元的输出端分别与三相整流单元的输入端、跨接电容组件的一端电连接，三相整流单元的输出端与输出滤波单元的输入端电连接，输出滤波单元的输出端与跨接电容组件的另一端电连接、且用于连接直流母线。本实用新型可以在进行整流滤波时，有效防止高频EMI信号流入电网或者逆流回整流电路，使得滤波成效较高并且危险系数更低。

Description

一种EMI滤波电路及系统

技术领域

本实用新型涉及电流滤波技术领域，具体而言，涉及一种EMI滤波电路及系统。

背景技术

在对整流电路进行整流滤波的过程中，由于整流电路中都会有高开关频率的半导体晶体管，在工作的过程中会产生大量的高频EMI信号(Electromagnetic Interference，电磁干扰信号)，该高频EMI信号流入电网或者流回整流电路中会导致整流滤波效果差，从而引起整体电路的工作效率降低，因此需要防止这一类高频EMI信号流入电网或者逆流回整流电路。

现有技术中，通常是设置逆变器在直流输入侧电容的中点和交流输出侧跨接电容的方式完成整流滤波。

然而，采用该方法进行整流滤波时，会导致交流输入侧的电压泵升，容易发生危险，并且，依此法进行整流滤波的成效也较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种EMI滤波电路及系统，可以在进行整流滤波时，有效防止高频EMI信号流入电网或者逆流回整流电路，使得滤波成效较高并且危险系数更低。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种EMI滤波电路，包括：输入滤波单元、三相整流单元、输出滤波单元以及跨接电容组件；输入滤波单元的输入端用于连接外部电网的交流侧，输入滤波单元的输出端分别与三相整流单元的输入端、跨接电容组件的一端电连接，三相整流单元的输出端与输出滤波单元的输入端电连接，输出滤波单元的输出端与跨接电容组件的另一端电连接、且用于连接直流母线。

可选地，输入滤波单元的输出端为三相输出端，包括：并联的第一交流端接口、第二交流端接口、第三交流端接口；输出滤波单元的输出端包括：并联的第一直流端接口、第二直流端接口。

跨接电容组件包括：6个电容组；其中：第一电容组的一端与第一直流端接口电连接，另一端与第一交流端接口电连接；第二电容组的一端与第一直流端接口电连接，另一端与第二交流端接口电连接；第三电容组的一端与第一直流端接口电连接，另一端与第三交流端接口电连接；第四电容组的一端与第二直流端接口电连接，另一端与第一交流端接口电连接；第五电容组的一端与第二直流端接口电连接，另一端与第二交流端接口电连接；第六电容组的一端与第二直流端接口电连接，另一端与第三交流端接口电连接。

可选地，每个电容组包括一个或多个电容。

可选地，电容组中的电容均为高频电容。

可选地，输入滤波单元还包括：共模电感、以及多个电容；输入滤波单元的输入端为三相输入端，输入滤波单元的输出端为三相输出端；

三相输入端任意两相之间电连接有一个电容，三相输入端的每一相通过一个电容接地；

三相输出端任意两相之间电连接有一个电容，三相输出端的每一相通过一个电容接地；

三相输入端用于连接外部电网的交流侧，并通过共模电感与三相输出端电连接。

可选地，三相整流单元为三相VIENNA整流器，或者，交错并联VIENNA整流器。

可选地，输出滤波单元包括：第一输出电容和第二输出电容。

第一输出电容的第二端与第二输出电容的第一端连接，且相连接的端用于连接直流母线的O端。

第一输出电容的第一端用于连接直流母线的P端，第二输出电容的第二端用于连接直流母线的N端。

可选地，三相整流单元包括第一输出端、第二输出端以及第三输出端；第一输出端与第一输出电容的第一端电连接；第三输出端与第二输出电容的第二端电连接；第二输出端分别与第一输出电容的第二端和第二输出电容的第一端电连接。

可选地，第一输出电容的第一端还与跨接电容组件的一个直流端电连接，第二输出电容的第二端还与跨接电容组件的另一个直流端电连接。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种EMI滤波系统，包括上述EMI滤波电路、外部电网、直流母线；EMI滤波电路中输入滤波单元的输入端与外部电网的交流侧电连接，EMI滤波电路中输出滤波单元的输出端与直流母线电连接。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的一种EMI滤波电路及系统中，由于输入滤波单元的输出端分别与三相整流单元的输入端、跨接电容组件的一端电连接，并且三相整流单元的输出端与输出滤波单元的输入端电连接，而输出滤波单元的输出端与跨接电容组件的另一端电连接、且用于连接直流母线，也即是通过跨接电容组件可以将从输出滤波单元输出的高频EMI信号传输至三相整流单元的输入端，进而可以有效防止高频EMI信号流入电网或者逆流回三相整流电路，依此法的滤波成效较高并且危险系数更低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的EMI滤波电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的跨接电容组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的输入滤波单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的三相整流单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的三相整流单元的另一结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的三相整流单元的另一结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的三相整流单元的另一结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的输出滤波单元的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的EMI滤波系统的结构示意图。

图标：100-输入滤波单元；200-三相整流单元；300-输出滤波单元；400-跨接电容组件；110-共模电感；120-连接电容组；130-接地电容组；210-电感；220-开关管；230-二极管；240-耦合电感；310-第一输出电容；320-第二输出电容；410-第一电容组；420-第二电容组；430-第三电容组；440-第四电容组；450-第五电容组；460-第六电容组；10-EMI滤波电路；20-外部电网；30-直流母线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1为本实用新型实施例提供的EMI滤波电路的结构示意图，请参照图1，EMI滤波电路包括：输入滤波单元100、三相整流单元200、输出滤波单元300以及跨接电容组件400；输入滤波单元100的输入端用于连接外部电网的交流侧，输入滤波单元100的输出端分别与三相整流单元200的输入端、跨接电容组件400的一端电连接，三相整流单元200的输出端与输出滤波单元300的输入端电连接，输出滤波单元300的输出端与跨接电容组件400的另一端电连接、且用于连接直流母线。

需要说明的是，输入滤波单元100用于对外部电网流入的交流电进行滤波处理，并将滤波处理后的交流电传输至三相整流单元200。

三相整流单元200用于对滤波处理后的交流电进行整流处理，得到直流电，并将整流处理后的直流电传输至输出滤波单元300。

输出滤波单元300用于对整流处理后的直流电进行二次滤波处理，并将二次滤波处理的直流电传输至直流母线以及跨接电容组件400，进一步地，该直流母线的直流电压可以给后级负载或变换器(图中未画出)提供直流输入源。

三相整流单元200在进行整流处理的过程中会产生高频EMI信号，而跨接电容组件400可以将高频EMI信号传输至三相整流单元200的输入端，并且可以将不含有高频EMI信号的直流电传输至直流母线的端口。

本实用新型实施例提供的一种EMI滤波电路中，由于输入滤波单元的输出端分别与三相整流单元的输入端、跨接电容组件的一端电连接，并且三相整流单元的输出端与输出滤波单元的输入端电连接，而输出滤波单元的输出端与跨接电容组件的另一端电连接、且用于连接直流母线，也即是通过跨接电容组件可以将从输出滤波单元输出的高频EMI信号传输至三相整流单元的输入端，进而可以有效防止高频EMI信号流入电网或者逆流回三相整流电路，依此法的滤波成效较高并且危险系数更低。

图2为本实用新型实施例提供的跨接电容组件的结构示意图，请参照图2，输入滤波单元100的输出端为三相输出端，包括：并联的第一交流端接口A、第二交流端接口B、第三交流端接口C；输出滤波单元300的输出端包括：并联的第一直流端接口P、第二直流端接口N。

跨接电容组件400包括：6个电容组；其中：第一电容组410的一端与第一直流端接口P电连接，另一端与第一交流端接口A电连接；第二电容组420的一端与第一直流端接口P电连接，另一端与第二交流端接口B电连接；第三电容组430的一端与第一直流端接口P电连接，另一端与第三交流端接口C电连接；第四电容组440的一端与第二直流端接口N电连接，另一端与第一交流端接口A电连接；第五电容组450的一端与第二直流端接口N电连接，另一端与第二交流端接口B电连接；第六电容组460的一端与第二直流端接口N电连接，另一端与第三交流端接口C电连接。

需要说明的是，跨接电容组件400需要满足：输出滤波单元300的每个直流端接口与输入滤波单元100的每个交流端接口之间都串联有电容组。

可选地，第一直流端接口P和第二直流端接口N分别连接直流母线的P端和N端。

可选地，每个电容组包括一个或多个电容，当包括多个电容时，多个电容可以串联，其中每个电容的规格可以相同也可以根据需要进行配置，在此不作具体限制。

可选地，电容组中的电容均为高频电容。

需要说明的是，高频电容可以有效地将高频EMI信号进行跨接传输，进而可以提升跨接电容组件400的工作效率。

图3为本实用新型实施例提供的输入滤波单元的结构示意图，请参照图3，输入滤波单元100还包括：共模电感110、以及多个电容；输入滤波单元100的输入端为三相输入端，输入滤波单元100的输出端为三相输出端；

三相输入端任意两相之间电连接有一个电容，三相输入端的每一相通过一个电容接地；三相输出端任意两相之间电连接有一个电容，三相输出端的每一相通过一个电容接地；三相输入端用于连接外部电网的交流侧，并通过共模电感与三相输出端电连接。

可选地，可以将三相输入端任意两相之间电连接的电容以及三相输出端任意两相之间电连接的电容作为连接电容组120；将三相输入端的每一相的接地电容以及将三相输出端的每一相的接地电容作为接地电容组130。输入滤波单元100在工作的过程中，连接电容组120可以对电路中的差模信号产生抑制作用，而共模电感110对于共模信号的噪声来说是一个电感值很大的电感，因此能有效地抑制共模信号的噪声传导。

另外，接地电容组130和共模电感110可以组成共模π型滤波器，可以根据实际电路工作过程中的滤波需要，通过调整接地电容组130和共模电感110的参数，实现对滤波器的截止频率的设置，进而可以抑制存在的共模干扰，而共模电感110的差模分量通过连接电容组120可以抑制差模干扰，完成对共模信号和差模信号的滤波处理。其中，从一个电路系统的一对输入端来看，若一种信号的极性相反(同样，电流的方向相反)，这样的信号为差模信号；若一种信号的极性相同(同样，电流的方向也相同)，这样的信号称为共模信号。

可选地，三相整流单元200为三相VIENNA整流器(三相维也纳整流器)，或者，交错并联VIENNA整流器。

需要说明的是，三相整流单元200可以是三相VIENNA整流器，也可以是其他类型的三相PFC整流器(Power Factor Correction，三相功率因数校正整流器)，例如，通过不同方式交错并联的VIENNA整流器。

图4为本实用新型实施例提供的三相整流单元的结构示意图，请参照图4，图4中的三相整流单元200即是三相VIENNA整流器，包括：并联的三相输入端，每个输入端串联有一个电感210和一组开关管220，每组开关管220包括方向相反的两个开关管，每个电感210与串联的一组开关管220之间还分别通过两个二极管230连接到正侧母线和负侧母线上，其中一个二极管230与三相整流单元200的第一输出端连接，另一个二极管230与三相整流单元200的第三输出端连接，三组开关管220的另一端还分别与三相整流单元200的第二输出端连接。

需要说明的是，电感210用于作为变换器进行滤波保护，开关管220可以采用高开关频率的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化层-半导体场效晶体管)，用于完成整流处理，并分别通过二极管230将直流电传输至输出端，多个二极管230用于将直流电分别传输至三相整流单元200的正侧母线和负侧母线，也即是第一输出端和第三输出端。

图5为本实用新型实施例提供的三相整流单元的另一结构示意图，请参照图5，图5中的三相整流单元200即是一种交错并联的VIENNA整流器，需要说明的是，本实用新型的实施例中，是将图4中两个三相VIENNA整流器进行并联，以完成对不同功率的三相交流电的整流处理，其工作原理与图4中的三相VIENNA整流器类似，在此不加赘述。

图6为本实用新型实施例提供的三相整流单元的另一结构示意图，请参照图6，图6中的三相整流单元200是另一种交错并联的VIENNA整流器，需要说明的是，本实用新型的实施例中，开关管220和二极管230的连接方式和工作方式与图5中相同；可以将图5中并联的6个电感210更换为3个并联的电感210分别串联一个耦合电感240，耦合电感240的两端分别与开关管220电连接，耦合电感240和开关管220之间还连接有二极管230，其工作原理与图5中的交错并联的VIENNA整流器类似，在此不加赘述。

图7为本实用新型实施例提供的三相整流单元的另一结构示意图，请参照图7，图7中的三相整流单元200是另一种交错并联的VIENNA整流器，需要说明的是，本实用新型的实施例中，开关管220和二极管230的连接方式和工作方式与图5中相同；可以将图5中并联的6个电感210更换为3个并联的耦合电感240，耦合电感240的两端分别串联一个电感210，6个电感210分别与6组开关管220电连接，开关管220和电感210之间还通过二极管230连接到正侧母线和负侧母线，其工作原理与图5中的交错并联的VIENNA整流器类似，在此不加赘述。

图8为本实用新型实施例提供的输出滤波单元的结构示意图，请参照图8，输出滤波单元300包括：第一输出电容310和第二输出电容320。

第一输出电容310的第二端与第二输出电容320的第一端连接，且相连接的端用于连接直流母线的O端。第一输出电容310的第一端用于连接直流母线的P端，第二输出电容320的第二端用于连接直流母线的N端。

需要说明的是，第一输出电容310和第二输出电容320可以采用大容量的电解电容，用于滤除整流后直流电压脉动，使输出的电压趋于平滑，提高电路的安全系数。其中，P端和N端可以分别是直流母线的正侧和负侧，O端可以是直流母线的中点，在无负载连接时，O端可以不用引出；当需要连接负载时，可以通过O端作为直流母线的中点与负载连接。

可选地，结合参考图4和图8，三相整流单元200包括第一输出端、第二输出端以及第三输出端；第一输出端与第一输出电容310的第一端电连接；第三输出端与第二输出电容320的第二端电连接；第二输出端分别与第一输出电容310的第二端和第二输出电容320的第一端电连接。

可选地，继续参考图8，第一输出电容310的第一端还与跨接电容组件400的一个直流端电连接，第二输出电容320的第二端还与跨接电容组件400的另一个直流端电连接。

需要说明的是，第一输出电容310可以与第一直流端接口P电连接，第二输出电容320可以与第二直流端接口N电连接。

图9为本实用新型实施例提供的EMI滤波系统的结构示意图，请参照图9，EMI滤波系统包括上述EMI滤波电路10、外部电网20、直流母线30；EMI滤波电路10中输入滤波单元100的输入端与外部电网20的交流侧电连接，EMI滤波电路10中输出滤波单元300的输出端与直流母线30电连接。

本实用新型实施例提供的一种EMI滤波系统，通过跨接电容组件可以将从输出滤波单元输出的高频EMI信号传输至三相整流单元的输入端，进而可以有效防止高频EMI信号流入电网或者逆流回整流电路，成效较高并且危险系数更低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种EMI滤波电路，其特征在于，包括：输入滤波单元、三相整流单元、输出滤波单元以及跨接电容组件；所述输入滤波单元的输入端用于连接外部电网的交流侧，所述输入滤波单元的输出端分别与所述三相整流单元的输入端、所述跨接电容组件的一端电连接，所述三相整流单元的输出端与所述输出滤波单元的输入端电连接，所述输出滤波单元的输出端与所述跨接电容组件的另一端电连接、且用于连接直流母线。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输入滤波单元的输出端为三相输出端，包括：并联的第一交流端接口、第二交流端接口、第三交流端接口；所述输出滤波单元的输出端包括：并联的第一直流端接口、第二直流端接口；

所述跨接电容组件包括：6个电容组；其中：

第一电容组的一端与第一直流端接口电连接，另一端与第一交流端接口电连接；

第二电容组的一端与第一直流端接口电连接，另一端与第二交流端接口电连接；

第三电容组的一端与第一直流端接口电连接，另一端与第三交流端接口电连接；

第四电容组的一端与第二直流端接口电连接，另一端与第一交流端接口电连接；

第五电容组的一端与第二直流端接口电连接，另一端与第二交流端接口电连接；

第六电容组的一端与第二直流端接口电连接，另一端与第三交流端接口电连接。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，每个所述电容组包括一个或多个电容。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电容组中的电容均为高频电容。

5.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述输入滤波单元还包括：共模电感、以及多个电容；所述输入滤波单元的输入端为三相输入端；

所述三相输入端任意两相之间电连接有一个所述电容，所述三相输入端的每一相通过一个所述电容接地；

所述三相输出端任意两相之间电连接有一个所述电容，所述三相输出端的每一相通过一个所述电容接地；

所述三相输入端用于连接所述外部电网的交流侧，并通过所述共模电感与所述三相输出端电连接。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述三相整流单元为三相VIENNA整流器，或者，交错并联VIENNA整流器。

7.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述输出滤波单元包括：第一输出电容和第二输出电容；

所述第一输出电容的第二端与所述第二输出电容的第一端连接，且相连接的端用于连接所述直流母线的O端；

所述第一输出电容的第一端用于连接所述直流母线的P端，所述第二输出电容的第二端用于连接所述直流母线的N端。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述三相整流单元包括第一输出端、第二输出端以及第三输出端；所述第一输出端与所述第一输出电容的第一端电连接；所述第三输出端与所述第二输出电容的第二端电连接；所述第二输出端分别与所述第一输出电容的第二端和第二输出电容的第一端电连接。

9.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第一输出电容的第一端还与所述跨接电容组件的一个直流端电连接，所述第二输出电容的第二端还与所述跨接电容组件的另一个直流端电连接。

10.一种EMI滤波系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的EMI滤波电路、外部电网、直流母线；所述EMI滤波电路中所述输入滤波单元的输入端与所述外部电网的交流侧电连接，所述EMI滤波电路中所述输出滤波单元的输出端与所述直流母线电连接。

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