CN217882843U - 一种大功率直流滤波器电路以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率直流滤波器电路以及电子设备，大功率直流滤波器电路包括正极电源端、负极电源端、正极输出端、负极输出端、分压电路、充电电路、滤波电路、限流电路以及第一开关电路：分压电路的输入端与正极电源端连接，充电电路的第一端与充电电路的输出端连接，充电电路的第二端与负极电源端连接，限流电路的第一端与充电电路的第二端连接，第一开关电路的受控端与充电电路的第一端连接，第一开关电路的第一端与充电电路的第二端连接，滤波电路的第一输入端与正极电源端连接，滤波电路分别与限流电路、第一开关电路以及负极电源端连接。解决接入大功率信号进行滤波时容易产生大电流损害后级工作电路的技术问题。

Description

一种大功率直流滤波器电路以及电子设备

技术领域

本实用新型涉及滤波器技术领域，特别涉及一种大功率直流滤波器电路以及电子设备。

背景技术

随着用户要求设计一款大功率直流滤波器电路,现存直流滤波器电路主要是针对低电压中小功率环境，随着应用环境的不断复杂化，母线电压的不断提升，大功率直流滤波器将是发展的一种趋势。

对大功率直流滤波器的指标要求可以参考如下：输入电压范围：350V-660V；输出电流范围：0A-40A；电磁兼容性能满足GJB151B-2013中传导发射，辐射发射规定。

然而的大功率直流滤波器在接入需要滤波的电信号时，一般是直接接入大功率信号进行滤波，在此过程中容易产生大电流损害后级工作电路。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种大功率直流滤波器电路以及电子设备，用于解决接入大功率信号进行滤波时容易产生大电流损害后级工作电路的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提出所述一种大功率直流滤波器电路，所述大功率直流滤波器电路包括：

正极电源端，接入电源；

负极电源端；

正极输出端；

负极输出端；

分压电路，所述分压电路的输入端与所述正极电源端连接，用于将所述电源分压后输出充电电流；

充电电路，所述充电电路的第一端与所述充电电路的输出端连接，所述充电电路的第二端与所述负极电源端连接，并用于被所述充电电流充电，以生成开关启动信号；

限流电路，所述限流电路的第一端与所述充电电路的第二端连接，并对所述电源进行限流；

第一开关电路，所述第一开关电路的受控端与所述充电电路的第一端连接，所述第一开关电路的第一端与所述充电电路的第二端连接，以在所述开关启动信号的电压低于第一电压值时关断，以使所述正极输出端、所述限流电路以及所述负极输出端构成限流回路；

滤波电路，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端；所述滤波电路的第一输入端与所述正极电源端连接，所述滤波电路的第二输入端分别与所述限流电路的第二端、所述第一开关电路的第二端以及所述负极电源端连接，所述滤波电路的第一输出端与所述正极输出端连接，所述滤波电路的第二输出端与所述负极输出端连接。

可选地，所述滤波电路还包括差模电路和共模电路，所述差模电路以及所述共膜电路均设于所述正极电源端与所述负极电源端之间。

可选地，所述大功率直流滤波器电路还包括防雷击电路，所述防雷击电路设于所述正极电源端与所述负极电源端之间。

可选地，所述防雷击电路包括气体放电电路，所述气体放电电路设于所述正极电源端与所述负极电源端之间。

可选地，所述防雷击电路还包括钳位电路，所述钳位电路设于所述正极电源端与所述负极电源端之间。

可选地，所述大功率直流滤波器电路还包括放电电路，所述放电电路包括第一输入端、第二输入端以及输出端，所述分压电路还包括第二输出端，所述放电电路的第一输入端与所述分压电路的第二输出端连接，所述放电电路的第二输入端与所述充电电路的第一端连接，所述放电电路的输出端与所述负极电源端连接。

可选地，所述放电电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第三电阻、第一三极管以及电容R29，所述第一二极管的阳极、所述第一三极管的集电极、所述电容R29的第一端以及所述第二二极管的阳极互联，其连接节点为所述放电电路的输出端，所述第一二极管的阴极与所述第一三极管的发射极连接，其连接节点为所述放电电路的第二输入端，所述电容R29的第一端、所述第三电阻的第一端、所述第一三极管的基极以及所述第二二极管的阳极互联；所述第三电阻的第二端与所述第三二极管的阴极连接；所述第三二极管的阳极为所述放电电路的第一输入端。

可选地，所述第一开关电路包括第一MOS管、第二MOS管以及第三MOS管，所述第一MOS管的栅极、所述第一MOS管的栅极以及所述第一MOS管的栅极互联，其连接节点为所述第一开关电路的受控端，所述第一MOS管的源极、所述第一MOS管的源极以及所述第一MOS管的源极互联，其连接节点为所述第一开关电路的第一端，所述第一MOS管的漏极、所述第一MOS管的漏极以及所述第一MOS管的漏极互联，其连接节点为所述第一开关电路的第二端。

可选地，所述限流电路包括限流电阻，所述限流电阻的第一端为所述限流电路的第一端，所述限流电阻的第二端为所述限流电路的第二端。

为了实现上述目的，本实用新型还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的大功率直流滤波器电路。

本实用新型提供一种大功率直流滤波器电路以及电子设备，正极电源端接入电源；分压电路将所述电源分压后输出充电电流；充电电路被所述充电电流充电，以生成开关启动信号；限流电路对所述电源进行限流；第一开关电路在所述开关启动信号的电压低于第一电压值时关断，以使所述正极输出端、所述限流电路以及所述负极输出端构成限流回路，并在所述开关启动信号的电压大于或者等于第一电压值时开启，从而可以使得初始启动时的电流峰值被限流电路限制大小，也即通过第一开关电路以及充电电路实现了软启动保护功能，解决接入大功率信号进行滤波时容易产生大电流损害后级工作电路的技术问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；

图1为一个实施例中大功率直流滤波器电路的流程示意图。

图2为一个实施例中大功率直流滤波器电路的结构框图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型提出一种大功率直流滤波器电路，用于解决接入大功率信号进行滤波时容易产生大电流损害后级工作电路的技术问题。

在一实施例中，如图1所示，大功率直流滤波器电路包括正极电源端VIN+、负极电源端VIN-、正极输出端VIN3+、负极输出端VIN3-、分压电路10、充电电路20、滤波电路70、限流电路40以及第一开关电路30：分压电路10的输入端与正极电源端VIN+连接，充电电路20的第一端与充电电路20的输出端连接，充电电路20的第二端与负极电源端VIN-连接，限流电路40的第一端与充电电路20的第二端连接，第一开关电路30的受控端与充电电路20的第一端连接，第一开关电路30的第一端与充电电路20的第二端连接，滤波电路70具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端；滤波电路70的第一输入端与正极电源端VIN+连接，滤波电路70的第二输入端分别与限流电路40的第二端、第一开关电路30的第二端以及负极电源端VIN-连接，滤波电路70的第一输出端与正极输出端VIN3+连接，滤波电路70的第二输出端与负极输出端VIN3-连接。

其中，正极电源端VIN+接入电源；分压电路10将电源分压后输出充电电流；充电电路20被充电电流充电，以生成开关启动信号；限流电路40对电源进行限流；第一开关电路30在开关启动信号的电压低于第一电压值时关断，以使正极输出端VIN3+、限流电路40以及负极输出端VIN3-构成限流回路，并在开关启动信号的电压大于或者等于第一电压值时开启，从而可以使得初始启动时的电流峰值被限流电路40限制大小，也即通过第一开关电路30以及充电电路20实现了软启动保护功能，解决接入大功率信号进行滤波时容易产生大电流损害后级工作电路的技术问题。

可选地，滤波电路70还包括差模电路和共模电路，差模电路以及共膜电路均设于正极电源端VIN+与负极电源端VIN-之间。

可选地，如图2所示，共模电感(L12、L13、L14、L17、L18、L19、L22)与Y电容(C32-C39、C41-C52)组成共模电路，当有电流通过时，共模电感两个线圈上的磁场就会互相加强，但当出现共模干扰时，由于两个线圈的磁通方向相同，经过耦合后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗，使之不易，通过Y电容与外壳地形成交流小信号回路，达到共模一致的效果。

可选地，差模电感(L15、L16、L20、L21)与X电容(C31、C40、C54-C58)组成差模电路，差模电感采用对称型，使X电容充电电流减少，用来进一步抑制差模噪声的差模扼流圈。

可选地，大功率直流滤波器电路还包括防雷击电路，防雷击电路设于正极电源端VIN+与负极电源端VIN-之间。使得大功率直流滤波器电路具备防雷击功能。

可选地，防雷击电路包括气体放电电路60，气体放电电路60设于正极电源端VIN+与负极电源端VIN-之间。

可选地，气体放电电路60包括压敏电阻MOV1(MOV2)以及气体放电管FDG1(FDG1)，主要抑制线地之间雷击电压，TVS抑制线线间雷击电压；滤波电路70由共模电路与差模电路，共模电感、Y电容组成共模电路，用于抑制共模噪声。差模电感、X电容组成差模电路，用于抑制差模噪声。例如，当2500V/50uS尖峰电压加在正线(负线)与外壳地之间，气体放电管FDG1(FDG1)由绝缘状态转变成导电状态，接近于短路，电压击穿压敏电阻MOV1(MOV2)阈值，将电压钳位到压敏电阻MOV1(MOV2)的限制电压范围内；当2500V/50uS尖峰电压加在正线与负线之间。

可选地，防雷击电路还包括钳位电路，钳位电路设于正极电源端VIN+与负极电源端VIN-之间。

可选地，钳位电路包括TVS管Z1，Z2，钳位电路可以将电压钳位到TVS的(Z1+Z2)钳位电压，从而保护后级电路。

可选地，参照图2所示，大功率直流滤波器电路还包括放电电路60，放电电路60包括第一输入端、第二输入端以及输出端，分压电路10还包括第二输出端，放电电路60的第一输入端与分压电路10的第二输出端连接，放电电路60的第二输入端与充电电路20的第一端连接，放电电路60的输出端与负极电源端VIN-连接。

其中，放电电路60为充电电路20提供放电回路可以实现第一开关电路30的快速关断。

可选地，放电电路60包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第三电阻R3、第一三极管Q4以及电容R29，第一二极管D1的阳极、第一三极管Q4的集电极、电容R29的第一端以及第二二极管D2的阳极互联，其连接节点为放电电路60的输出端，第一二极管D1的阴极与第一三极管Q4的发射极连接，其连接节点为放电电路60的第二输入端，电容R29的第一端、第三电阻R3的第一端、第一三极管Q4的基极以及第二二极管D2的阳极互联；第三电阻R3的第二端与第三二极管D3的阴极连接；第三二极管D3的阳极为放电电路60的第一输入端。

可选地，第一开关电路30包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2以及第三MOS管Q3，第一MOS管Q1的栅极、第一MOS管Q1的栅极以及第一MOS管Q1的栅极互联，其连接节点为第一开关电路30的受控端，第一MOS管Q1的源极、第一MOS管Q1的源极以及第一MOS管Q1的源极互联，其连接节点为第一开关电路30的第一端，第一MOS管Q1的漏极、第一MOS管Q1的漏极以及第一MOS管Q1的漏极互联，其连接节点为第一开关电路30的第二端。

其中，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2以及第三MOS管Q3组成软启动电路；通过控制MOS管导通速度控制启动电流的大小。

需要说明的是，本实用新型所例举的实施例中，MOS管为N沟道MOS管。响应的改变电路结构也可以实现P沟道MOS管实现软启动，改变极性连接关系或者增加一个赋值电路，在充电电路20达到第一电压值时，赋值低电压给到MOS管的栅极既可以实现P沟道MOS管的软启动。

可选地，限流电路40包括限流电阻R5，限流电阻R5的第一端为限流电路40的第一端，限流电阻R5的第二端为限流电路40的第二端。

可选地，电阻R4构成第二分压电路80，实现分压。

电阻R6以及电阻R7也实现分压功能。

以下结合图1以及图2说明本实用新型的原理：

当电路上电，电路通过R5形成回路，输出电压开始上升，R5为回路的限流电阻，输入电压通过R1、R2给C1充电，当充电电压达到MOS管(Q1、Q2、Q3)的开启电压，MOS管(Q1、Q2、Q3)饱和导通，减小回路中损耗，从而达到限制启动电流的作用。以解决接入大功率信号进行滤波时容易产生大电流损害后级工作电路的技术问题。

另外，共模电感(L12、L13、L14、L17、L18、L19、L22)与Y电容(C32-C39、C41-C52)组成共模电路，当有电流通过时，共模电感两个线圈上的磁场就会互相加强，但当出现共模干扰时，由于两个线圈的磁通方向相同，经过耦合后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗，使之不易，通过Y电容与外壳地形成交流小信号回路，达到共模一致的效果。

差模电感(L15、L16、L20、L21)与X电容(C31、C40、C54-C58)组成差模电路，差模电感采用对称型，使X电容充电电流减少，用来进一步抑制差模噪声的差模扼流圈。

本实用新型还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的大功率直流滤波器电路。

需要说明的是，由于本申请的电子设备包含上述大功率直流滤波器电路的所有实施例，因此，电子设备也可以实现大功率直流滤波器电路的所有方案，并具有同样的有益效果，在此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (10)

1.一种大功率直流滤波器电路，其特征在于，所述大功率直流滤波器电路包括：

正极电源端，接入电源；

负极电源端；

正极输出端；

负极输出端；

分压电路，所述分压电路的输入端与所述正极电源端连接，用于将所述电源分压后输出充电电流；

充电电路，所述充电电路的第一端与所述充电电路的输出端连接，所述充电电路的第二端与所述负极电源端连接，并用于被所述充电电流充电，以生成开关启动信号；

限流电路，所述限流电路的第一端与所述充电电路的第二端连接，并对所述电源进行限流；

第一开关电路，所述第一开关电路的受控端与所述充电电路的第一端连接，所述第一开关电路的第一端与所述充电电路的第二端连接，以在所述开关启动信号的电压低于第一电压值时关断，以使所述正极输出端、所述限流电路以及所述负极输出端构成限流回路；

滤波电路，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端；所述滤波电路的第一输入端与所述正极电源端连接，所述滤波电路的第二输入端分别与所述限流电路的第二端、所述第一开关电路的第二端以及所述负极电源端连接，所述滤波电路的第一输出端与所述正极输出端连接，所述滤波电路的第二输出端与所述负极输出端连接。

2.如权利要求1所述的大功率直流滤波器电路，其特征在于，所述滤波电路还包括差模电路和共模电路，所述差模电路以及所述共模电路均设于所述正极电源端与所述负极电源端之间。

3.如权利要求1所述的大功率直流滤波器电路，其特征在于，所述大功率直流滤波器电路还包括防雷击电路，所述防雷击电路设于所述正极电源端与所述负极电源端之间。

4.如权利要求3所述的大功率直流滤波器电路，其特征在于，所述防雷击电路包括气体放电电路，所述气体放电电路设于所述正极电源端与所述负极电源端之间。

5.如权利要求4所述的大功率直流滤波器电路，其特征在于，所述防雷击电路还包括钳位电路，所述钳位电路设于所述正极电源端与所述负极电源端之间。

6.如权利要求1所述的大功率直流滤波器电路，其特征在于，所述大功率直流滤波器电路还包括放电电路，所述放电电路包括第一输入端、第二输入端以及输出端，所述分压电路还包括第二输出端，所述放电电路的第一输入端与所述分压电路的第二输出端连接，所述放电电路的第二输入端与所述充电电路的第一端连接，所述放电电路的输出端与所述负极电源端连接。

7.如权利要求6所述的大功率直流滤波器电路，其特征在于，所述放电电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第三电阻、第一三极管以及电容R29，所述第一二极管的阳极、所述第一三极管的集电极、所述电容R29的第一端以及所述第二二极管的阳极互联，其连接节点为所述放电电路的输出端，所述第一二极管的阴极与所述第一三极管的发射极连接，其连接节点为所述放电电路的第二输入端，所述电容R29的第一端、所述第三电阻的第一端、所述第一三极管的基极以及所述第二二极管的阳极互联；所述第三电阻的第二端与所述第三二极管的阴极连接；所述第三二极管的阳极为所述放电电路的第一输入端。

8.如权利要求1-7任一项所述的大功率直流滤波器电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第一MOS管、第二MOS管以及第三MOS管，所述第一MOS管的栅极、所述第一MOS管的栅极以及所述第一MOS管的栅极互联，其连接节点为所述第一开关电路的受控端，所述第一MOS管的源极、所述第一MOS管的源极以及所述第一MOS管的源极互联，其连接节点为所述第一开关电路的第一端，所述第一MOS管的漏极、所述第一MOS管的漏极以及所述第一MOS管的漏极互联，其连接节点为所述第一开关电路的第二端。

9.如权利要求1-7任一项所述的大功率直流滤波器电路，其特征在于，所述限流电路包括限流电阻，所述限流电阻的第一端为所述限流电路的第一端，所述限流电阻的第二端为所述限流电路的第二端。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至8中任一项所述的大功率直流滤波器电路。

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