CN217956689U - 一种电磁兼容电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电磁兼容电路，包括：电源端、传感器、接收机、谐波抑制电路以及滤波器电路；电源端通过谐波抑制电路分别与传感器、滤波器电路连接，传感器通过滤波器电路和接收机连接；电源端用于接入电源；谐波抑制电路用于抑制电源和传感器之间的高次谐波，并将抑制后的电源输入传感器；滤波器电路用于抑制电源、传感器、接收机之间的电磁干扰，同时对传感器的输出信号进行滤波处理并将滤波处理后的输出信号传输至接收机。本实用新型通过在电源端、传感器、接收机之间设置谐波抑制电路、滤波器电路，能有效解决电源端、传感器、接收机共地产生的电磁干扰。

Description

一种电磁兼容电路

技术领域

本实用新型涉及电磁兼容领域，尤其涉及一种电磁兼容电路。

背景技术

电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音。电磁干扰可能使灵敏的电子设备因过载而损坏。电磁兼容(ElectroMagnetic Compatibility)是各种电气或电子设备在电磁环境复杂的共同空间中，以规定的安全系数满足设计要求的正常工作能力，也称电磁兼容性。

传感器能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出。然而传感器和供电电源、接收机共地时会有电磁干扰，影响传感器的灵敏度，导致传感器的输出出现波动，传感器不能正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电磁兼容电路，解决传感器、供电电源、接收机共地产生电磁干扰的问题。

本实用新型提供一种电磁兼容电路，包括：电源端、传感器、接收机、谐波抑制电路以及滤波器电路；所述电源端通过谐波抑制电路分别与传感器、滤波器电路连接，传感器通过滤波器电路和接收机连接；所述电源端用于接入电源，所述谐波抑制电路用于抑制电源和传感器之间的高次谐波，并将抑制后的电源输入传感器，所述滤波器电路用于抑制电源、传感器、接收机之间的电磁干扰，同时对传感器的输出信号进行滤波处理并将滤波处理后的输出信号传输至接收机。

作为进一步改进，谐波抑制电路包括：第一X电容、第二X电容、第一Y电容、第二Y电容、第一共模电感，第一X电容连接在第一共模电感的输入端，第二X电容连接在第一共模电感的输出端，第二X电容的一端与第一Y电容的一端连接，第二X电容的另一端与第二Y电容的一端连接，第一Y电容的另一端与第二Y电容的另一端相连并接地。

作为进一步改进，谐波抑制电路还包括：双向瞬态抑制二极管，双向瞬态抑制二极管连接在电源端与第一X电容之间。

作为进一步改进，所述滤波器电路包括：第二共模电感、第三X电容、第四X电容、第三Y电容、第四Y电容，第三X电容连接第二共模电感的输入端，第四X电容连接第二共模电感的输出端，第四X电容的一端与谐波抑制电路连接，第四X电容的另一端与接收机连接，第三Y电容的一端、第四Y电容的一端连接在第三X电容和第二共模电感的输入端之间，第三Y电容的另一端与第四Y电容的另一端相连并接地。

作为进一步改进，所述电磁兼容电路还包括浪涌抑制电路，浪涌抑制电路的输入端与谐波抑制电路连接，浪涌抑制电路的输出端与传感器连接，浪涌抑制电路包括浪涌抑制芯片、第一MOS管、第一电阻、第二电阻，浪涌抑制芯片具有第一端、第二端、第三端、第四端，浪涌抑制芯片的第一端与第一MOS管的漏极连接以构成浪涌抑制电路的输入端，浪涌抑制芯片的第二端连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极连接第一电阻的一端，其连接节点为浪涌抑制电路的输出端，第一电阻的另一端连接浪涌抑制芯片的第三端及第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接浪涌抑制芯片的第四端。

作为进一步改进，浪涌抑制电路还包括：第五X电容，第五X电容的一端与第一MOS管的源极、第一电阻的一端的连接节点连接，第五X电容的另一端与传感器的输出端连接。

作为进一步改进，第一MOS管为N沟道结型场效应管。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

本实用新型通过在供电电源、传感器、接收机之间设置谐波抑制电路、滤波器电路，所述谐波抑制电路用于抑制电源和传感器之间的高次谐波，并将抑制后的电源输入传感器，所述滤波器电路用于抑制电源、传感器、接收机之间的电磁干扰，同时对传感器的输出信号进行滤波处理并将滤波处理后的输出信号传输至接收机，从而能有效解决供电电源、传感器、接收机之间共地所造成的电磁干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电磁兼容电路的模块示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电磁兼容电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以容许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决现有技术中供电电源、传感器、接收机共地存在电磁干扰的技术问题，本实用新型提供了一种电磁兼容电路。

在一个实施例中，如图1所示，所述电磁兼容电路包括：电源端100、传感器102、接收机104、谐波抑制电路106以及滤波器电路108；

所述电源端100通过谐波抑制电路106分别与传感器102、滤波器电路108连接，传感器102通过滤波器电路108和接收机104连接；

所述电源端100用于接入电源，所述谐波抑制电路106用于抑制电源和传感器102之间的高次谐波，并将抑制后的电源输入传感器，所述滤波器电路108用于抑制电源、传感器102、接收机104之间的电磁干扰，同时对传感器102的输出信号进行滤波处理并将滤波处理后的输出信号传输至接收机104。

其中，电源端100用于接入供电电源，接收机104用于接收传感器102输出的信号，可根据输出信号的正常与否以判断传感器102是否还受到电磁干扰。需要说明的是，当使用的传感器102为三端传感器时，即当传感器102具有三个端，传感器102的第一端与谐波抑制电路106连接，传感器102的第二端、第三端与滤波器电路108连接，由于传感器本身具有高精度、高灵敏性，故电磁干扰问题更易影响传感器的正常使用。

需要说明的是，高次谐波是电路中的元件会产生额外的谐波损耗，从而降低发电、输电和用电设备的效率，高次谐波是最容易造成电磁干扰问题的，高次谐波增强了近场的耦合，导致内部电路的电磁兼容问题，同时高次谐波增强了电磁辐射，导致设备不容易通过电磁兼容试验。接收机是不管接收的信号形式或格式如何，都可以将接收的信号变换，以适合信号处理器检波电路所要求的特性。

通过在供电电源、传感器、接收机之间设置谐波抑制电路、滤波器电路，所述谐波抑制电路用于抑制电源和传感器之间的高次谐波，并将抑制后的电源输入传感器，所述滤波器电路用于抑制电源、传感器、接收机之间的电磁干扰，同时对传感器的输出信号进行滤波处理并将滤波处理后的输出信号传输至接收机，从而能有效解决供电电源、传感器、接收机之间共地所造成的电磁干扰。

在一个实施例中，如图2所示，谐波抑制电路106包括：第一X电容C11、第二X电容C21、第一Y电容C12、第二Y电容C22、第一共模电感T1，第一X电容C11连接在第一共模电感T1的输入端，第二X电容C21连接在第一共模电感T1的输出端，第二X电容C21的一端与第一Y电容C12的一端连接，第二X电容C21的另一端与第二Y电容C22的一端连接，第一Y电容C12的另一端与第二Y电容C22的另一端相连并接地。

其中，第一X电容C11、第二X电容C21与第一共模电感T1组成π型低通滤波器，用于低通滤波，组成的π型低通滤波器结合第一Y电容C12、第二Y电容C22构成谐波抑制电路106，谐波抑制电路106可对电路中的高次谐波有抑制作用，其中第一X电容C11、第二X电容C21是为了抑制电路中的差模干扰，第一共模电感T1、第一Y电容C12、第二Y电容C22主要是为了抑制电路中的共模干扰。谐波抑制电路106对电路中产生的高次谐波进行抑制，以降低高次谐波对电路的干扰。

需要说明的是，差模干扰是两导线上的干扰电流振幅相等，方向相反称为差模干扰；共模干扰是两导线上的干扰电流振幅相等，方向相同者称为共模干扰。在一般情况下，共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。

进一步的，由于电源端100接入电源，电流流经第一共模电感T1，可能会导致第一共模电感T1的温度升高，为了第一共模电感T1不容易受到高温影响损坏，第一共模电感T1可选用居里温度为180℃的磁环绕制，满足高温需求。

在一个实施例中，由于传感器、接收机为精密仪器(器件)，尖峰电压可能会将精密器件击穿损坏。为保护传感器102、接收机104，加入双向瞬态抑制二极管。如图2所示，谐波抑制电路106还包括：双向瞬态抑制二极管Z1，双向触发二极管Z1连接在电源端100与第一X电容C11之间。

在一个实施例中，如图2所示，滤波器电路108包括：第二共模电感T2、第三X电容C31、第四X电容C41、第三Y电容C32、第四Y电容C42，第三X电容C31连接第二共模电感T2的输入端，第四X电容C41连接第二共模电感T2的输出端，第四X电容C41的一端与谐波抑制电路106连接，第四X电容C41的另一端与接收机104连接，第三Y电容C32的一端、第四Y电容C42的一端连接在第三X电容C31和第二共模电感T2的输入端之间，第三Y电容C32的另一端与第四Y电容C42的另一端相连并接地。

其中，传感器102的输出信号接入滤波器电路108，第二共模电感T2、第三X电容C31、第四X电容C41、第三Y电容C32、第四Y电容C42组成滤波器电路108，对传感器102的输出信号进行滤波处理，并且衰减供电电源对传感器102的干扰，同时也衰减传感器102、接收机104对供电电源的干扰。

在一个实施例中，如图2所示，所述电磁兼容电路还包括：浪涌抑制电路110，所述浪涌抑制电路110的输入端与所述谐波抑制电路106连接，所述浪涌抑制电路的输出端与所述传感器102连接，所述浪涌抑制电路110包括浪涌抑制芯片、第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2，浪涌抑制芯片具有第一端、第二端、第三端、第四端，浪涌抑制芯片的第一端与第一MOS管Q1的漏极连接以构成浪涌抑制电路110的输入端，浪涌抑制芯片的第二端连接第一MOS管Q1的栅极，第一MOS管Q1的源极连接第一电阻R1的一端以构成浪涌抑制电路110的输出端，第一电阻R1的另一端连接浪涌抑制芯片的第三端和第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接浪涌抑制芯片的第四端。在本示例中，第一MOS管Q1为N沟道结型场效应管，采用N沟道结型场效应管，导通损耗低，降低电路的损耗。

其中，浪涌电压是电路在接通、断开电感负载或大型负载时常常会产生很高的瞬时过电压，这种瞬时过电压称为浪涌电压，是一种瞬变干扰。通过浪涌抑制芯片、第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2构成浪涌抑制电路110，第一电阻R1、第二电阻R2用于电源分压，考虑到电源端100接入的输入电压如果过大，为了不损坏传感器102，通过分压的方式将电压反馈至浪涌抑制芯片，当无浪涌电压时，电源正常输出，当发生浪涌电压时，实现抑制浪涌电压，从而保护相连的传感器102。

在一个实施例中，如图2所示，浪涌抑制电路110还包括：第五X电容C51，所述第五X电容C51的一端与所述第一MOS管Q1的源极、所述第一电阻R1的一端连接节点连接，所述第五X电容C51的另一端与传感器102的输出端连接。

其中，X电容一般是用于抑制差模干扰，考虑到浪涌抑制电路110中的浪涌抑制芯片内存在升压电路容易造成电磁干扰，故设置第五X电容C51的一端与第一MOS管Q1的源极、第一电阻R1的一端连接节点连接，第五X电容C51的另一端与传感器102的输出端连接。

以下结合图1以及图2对本实用新型的工作原理进行说明：

电源和传感器、接收机共地之间会存在电磁干扰，电源端100接入供电电源，谐波抑制电路106对电源和传感器102之间的高次谐波进行抑制，传感器102接入滤波器电路108，滤波器电路108对传感器102的输出信号进行滤波处理并将滤波处理后的输出信号传输至接收机104，并在地线上防止供电电源到接收机104之间的串扰，接收机104用于接收传感器102的输出信号，以验证电磁干扰的影响是否减小。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种电磁兼容电路，其特征在于，所述电磁兼容电路包括：电源端、传感器、接收机、谐波抑制电路以及滤波器电路；

所述电源端通过谐波抑制电路分别与传感器、滤波器电路连接，传感器通过滤波器电路和接收机连接；

所述电源端用于接入电源，所述谐波抑制电路用于抑制电源和传感器之间的高次谐波，并将抑制后的电源输入传感器，所述滤波器电路用于抑制电源、传感器、接收机之间的电磁干扰，同时对传感器的输出信号进行滤波处理并将滤波处理后的输出信号传输至接收机。

2.根据权利要求1所述的一种电磁兼容电路，其特征在于，所述谐波抑制电路包括：第一X电容、第二X电容、第一Y电容、第二Y电容、第一共模电感，所述第一X电容连接在所述第一共模电感的输入端，所述第二X电容连接在所述第一共模电感的输出端，所述第二X电容的一端与所述第一Y电容的一端连接，所述第二X电容的另一端与所述第二Y电容的一端连接，所述第一Y电容的另一端与所述第二Y电容的另一端相连并接地。

3.根据权利要求2所述的一种电磁兼容电路，其特征在于，所述谐波抑制电路还包括：双向瞬态抑制二极管，所述双向瞬态抑制二极管连接在所述电源端与所述第一X电容之间。

4.根据权利要求1所述的一种电磁兼容电路，其特征在于，所述滤波器电路包括：第二共模电感、第三X电容、第四X电容、第三Y电容、第四Y电容，所述第三X电容连接所述第二共模电感的输入端，所述第四X电容连接所述第二共模电感的输出端，第四X电容的一端与谐波抑制电路连接，第四X电容的另一端与接收机连接，所述第三Y电容的一端、所述第四Y电容的一端连接在所述第三X电容和所述第二共模电感的输入端之间，所述第三Y电容的另一端与所述第四Y电容的另一端相连并接地。

5.根据权利要求1所述的一种电磁兼容电路，其特征在于，所述电磁兼容电路还包括：浪涌抑制电路，所述浪涌抑制电路的输入端与所述谐波抑制电路连接，所述浪涌抑制电路的输出端与所述传感器连接，所述浪涌抑制电路包括浪涌抑制芯片、第一MOS管、第一电阻、第二电阻，所述浪涌抑制芯片具有第一端、第二端、第三端、第四端，所述浪涌抑制芯片的第一端与所述第一MOS管的漏极连接以构成浪涌抑制电路的输入端，所述浪涌抑制芯片的第二端连接所述第一MOS管的栅极，所述第一MOS管的源极连接所述第一电阻的一端，其连接节点为浪涌抑制电路的输出端，所述第一电阻的另一端连接所述浪涌抑制芯片的第三端及所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述浪涌抑制芯片的第四端。

6.根据权利要求5所述的一种电磁兼容电路，其特征在于，所述浪涌抑制电路还包括：第五X电容，所述第五X电容的一端与所述第一MOS管的源极、所述第一电阻的一端的连接节点连接，所述第五X电容的另一端与传感器的输出端连接。

7.根据权利要求5所述的一种电磁兼容电路，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道结型场效应管。

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