CN218549742U - 一种干扰抑制电路及电器设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种干扰抑制电路及电器设备。干扰抑制电路包括：所述干扰抑制电路连接干扰源，所述干扰源与测试设备连接，并包括产生低频干扰信号的干扰电路，所述低频干扰信号的频段低于预设频段阈值，所述干扰抑制电路包括：滤波电路，与所述干扰电路旁通连接，用于降低流向所述测试设备的干扰噪声。通过本公开，从根本解决电磁辐射干扰问题，降低成本。

Description

一种干扰抑制电路及电器设备

技术领域

本公开涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种干扰抑制电路及电器设备。

背景技术

随着科技的不断进步，变频技术也在不断的发展。然而变频设备在使用的过程中，因输出电流不是正弦波，包含谐波，会对其他附近设备造成干扰，所以降低电磁干扰也是较为重要的一项研究。

相关技术中，通常采用在电源线上增加磁环的方式，对电磁干扰进行降低。然而此种方式并未从源头降低电磁干扰，成本较高。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种干扰抑制电路及电器设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种干扰抑制电路，其特征在于，所述干扰抑制电路连接干扰源，所述干扰源与测试设备连接，并包括产生低频干扰信号的干扰电路，所述低频干扰信号的频段低于预设频段阈值，所述干扰抑制电路包括：

滤波电路，与所述干扰电路旁通连接，用于降低流向所述测试设备的干扰噪声。

一种实施方式中，所述干扰电路包括功率二极管、晶体管以及储能电解电容；所述晶体管导通时，所述功率二极管产生反向恢复电流，所述反向恢复电流通过所述功率二极管、所述晶体管以及所述储能电解电容形成差模电路回路；所述滤波电路与所述储能电解电容并联。

一种实施方式中，所述滤波电路包括滤波电容。

一种实施方式中，所述滤波电容的谐振频率点低于预设谐振频率。

一种实施方式中，所述滤波电容为薄膜电容。

一种实施方式中，所述干扰电路和所述滤波电路设置在PCB板上。

一种实施方式中，所述干扰电路和所述滤波电路在PCB板上的引线长度小于预设长度阈值。

一种实施方式中，所述低频干扰信号的频段位于设定频段范围内；所述设定频段范围的最小频率大于或等于150KHz，所述第一频段范围的最大频率小于或等于5MHz。

一种实施方式中，所述设定频段范围包括第一频段范围和/或第二频段范围；所述第一频段范围的最小频率大于或等于150KHz，且最大频率小于或等于600KHz；所述第二频段范围的最小频率大于或等于2MHz，且最大频率小于或等于5MHz。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电器设备，包括第一方面或者第一方面任意一种实施方式中所述的干扰抑制电路。

在一种实施方式中，所述电器设备为变频空调器。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：干扰抑制电路与滤波电路旁通连接且均设置于电控板组件的PCB板上，滤波电路过滤掉电磁辐射干扰信号，从源头消除电磁辐射干扰问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种干扰抑制电路的示意图。

图2是本公开一示例性实施例中通过干扰电路进行干扰抑制的干扰抑制电路结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种滤波电路的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种干扰抑制电路在空调中的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的增加干扰抑制电路前测的端子电压的示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的增加干扰抑制电路后测的端子电压的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。

本公开提供的干扰抑制电路，应用于对干扰源产生的辐射干扰进行抑制的场景中。例如，可以应用在进行电磁辐射干扰抑制的场景。例如，对带有风机、压机、负载电路相关产品的辐射干扰进行抑制的场景。比如，进行空调二极管干扰抑制的场景。

相关技术中，在进行电磁辐射干扰抑制时，通常采用在电源线、控制线、信号线等传导电磁干扰信号的走线上加磁环的方式，通过确定超标频率点来抑制辐射干扰。然而，此方案成本偏高，工艺复杂，效率低。

本公开提供一种干扰抑制电路，在产生电磁干扰的源头，增加一滤波结构，实现大幅度减小差模电流流向测试设备(LISN)，增加端子电压测试裕量，从干扰源源头进行干扰抑制，以减小电磁辐射干扰，同时成本减小，减小电磁辐射干扰稳定性高。

其中，LISN是线路阻抗稳定网络，电力系统中电磁兼容测试中的一项重要辅助设备。它可以隔离电网干扰，提供稳定的测试阻抗，并起到滤波的作用。

图1是根据一示例性实施例示出的一种干扰抑制电路的示意图。如图1所示，干扰抑制电路包括PCB板1，测试设备2，滤波电路3和干扰电路4。

本公开实施例中，测试设备2、滤波电路3和干扰电路4设置于PCB板1上。

本公开实施例中，设置于PCB板1上的滤波电路3和干扰电路4旁通连接，并用于过滤测试设备的干扰噪声。

本公开实施例一种实施方式中，干扰电路4包括功率二极管、晶体管以及储能电解电容。

图2是本公开一示例性实施例中通过干扰电路进行干扰抑制的干扰抑制电路结构示意图。

本公开实施例中，干扰电路中可以包括功率二极管、储能电解电容以及晶体管。

本公开实施例中，晶体管可以为绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated GateBipolar Transistor)，是由双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有高输入阻抗和低导通压降两方面的优点。

本公开实施例中，IGBT模块是由IGBT与二极管芯片(FWD)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上，IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。

图3是根据一示例性实施例示出的一种滤波电路的示意图。

本公开实施例中，滤波电容可以为安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件。由于滤波电路要求储能电容有较大电容量。所以，绝大多数滤波电路使用电解电容。电解电容由于其使用电解质作为电极(负极)而得名。电解电容的一端为正极，另一端为负极，不能接反。正极端连接在整流输出电路的正端，负极连接在电路的负端。在所有需要将交流电转换为直流电的电路中，设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。滤波电容电容量应根据负载电阻和输出电流大小来确定。

本公开实施例中，预设谐振频率可以为频率较低的电磁干扰频段。本公开可以过滤频率较低的电磁干扰信号。

本公开实施例中，滤波电容对高频电流起到干扰旁路作用。可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉的电容，称做“旁路电容”。例如当混有高频和低频的信号经过放大器被放大时，要求通过某一级时只允许低频信号输入到下一级，而不需要高频信号进入，则在该级的输出端加一个适当大小的接地电容，使较高频率的信号很容易通过此电容被旁路掉，而低频信号由于电容对它的阻抗较大而被输送到下一级放大。

本公开实施例中，电容阻抗随频率升高而降低。

本公开实施例中，滤波电容可以为薄膜电容。本公开实施例中，薄膜电容器可以为以金属箔当电极，将其和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状的构造之电容器。而依塑料薄膜的种类又被分别称为聚乙酯电容(又称Mylar电容)，聚丙烯电容(又称PP电容)，聚苯乙烯电容(又称PS电容)和聚碳酸电容。本公开实施例中，可以选择薄膜电容作为滤波电容。

本公开实施例中，将干扰电路和滤波电路设置在PCB板上。PCB板又称为印制电路板、印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。

本公开实施例中，预设长度阈值，控制干扰电路和滤波电路在PCB板上的引线长度小于预设长度阈值。也可以控制引线长度尽量短，以减少引线上产生计生电感。其中，引线越长，电感越大，电容谐振频率越低，对超标点覆盖面越小。其中，电感是用绝缘导线 (例如漆包线、纱包线等)绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一。电感是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁芯、铁芯上绕制成的一组串联的同轴线匝，它在电路中用字母“L”表示，主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。

本公开实施例中，低频干扰信号的设定频段范围的最小频率大于或等于150KHz，设定频段范围的最大频率小于或等于5MHz。

本公开实施例中，本干扰抑制电路可以过滤的干扰信号频段可以为150KHz至600KHz之间，或是2MHz至5MHz之间。

本公开以下以一空调为例，对上述实施例中设计的干扰抑制电路进行说明。

图4是根据一示例性实施例示出的一种干扰抑制电路在空调中的示意图。

本公开实施例中，在PCB板上设置有测试设备LISN，滤波电路和干扰电路。

本公开实施例中，LISN可以为线路阻抗稳定网络。LISN是电力系统中电磁兼容测试中的一项重要辅助设备。它可以隔离电网干扰，提供稳定的测试阻抗，并起到滤波的作用。将LISN作为测试设备设置于PCB板上。

本公开实施例中，其中，L1、L2可以表示电感1、电感2。C1、C2、C3、C4分别表示电容1、电容2、电容3、电容4。R1、R2分别表示电阻1、电阻2。L表示火线，N表示零线，PE表示地线。D2为二极管，Cb为增加的电容。CE为储能电解电容。CX为薄膜电容。

本公开实施例中，干扰抑制电路连接于干扰源上，其中，干扰源可以是由功率二极管产生的。由功率二极管引起的端子电压超过预设标准，本公开通过为干扰源提供回路，减小回路面积，从而减小低频段电磁干扰问题。

本公开实施例中，位于干扰电路上的功率二极管D2在IGBT导通时，会进入反向恢复状态，可以产生反向恢复电流，流经功率二极管D2、IGBT、储能电解电容，形成大面积差模高频电流回路。其中，差模又可以称为串模，本质是两根线上的信号差值。为减小差模高频电流回路，先要减小两根线上的信号差值。即过滤出高频率的电磁干扰信号，达到降低二极管反向恢复电流干扰的目的。

本公开实施例中，响应于空调系统稳定运行，空调中二极管在从正偏转换到反偏的时候，会出现较大的反向恢复电流从阴极流向阳极，其反向电流先上升到峰值，然后下降到零。那么其上升下降的时间就是反向恢复时间，峰值电流就是反向恢复电流。这个在高频率的应用中会带来很大损耗。而反向恢复时间与电流和二极管截止时，正向电流的下降速率正相关。

本公开实施例中，在干扰抑制电路中增加滤波电容，利用其阻抗随频率升高而降低特点，对高频电流起到干扰旁路作用。滤波电容中还包含有等效串联电阻(ESR，Equivalent Series Resistance)以及等效电阻ESL。ESR表征滤波效果，ESL表征电源滤波。ESR与电容成串联关系时，在开启或关闭电源时，会产生电流坡度，电源器件易发生损坏。ESL 与电容串联，电容容量越大，ESL越大，会产生谐振，谐振点可以为F0＝1/2π√LC，谐振点可以为回路阻抗最低点，故应选择谐振频率点5M以内的电容。

本公开实施例中，谐振的现象是电流增大和电压减小，越接近谐振中心，电流表电压表功率表转动变化快。

本公开实施例中，干扰电路中可以包括功率二极管、晶体管以及储能电解电容。其中，晶体管导通状态下，二极管D2进入反向恢复状态，产生的反向恢复电流沿干扰电路流通。即，沿功率二极管、晶体管、储能电解电容形成的大面积差模高频电流回路流通，形成差模电路回路。

本公开实施例中，滤波电路与干扰电路旁通连接，即滤波电路与干扰电路中的储能电解电容成并联状态。

本公开实施例中，在滤波电路中增加一滤波电容Cb，用于过滤反向恢复电流。

本公开实施例中，因电容具有阻抗随频率升高而降低的特点，预先设置一谐振频率，所增加的滤波电容的谐振频率点低于预设谐振频率。对高频电流起到干扰旁路的作用。

本公开实施例中，增加的滤波电容可以采用薄膜电容，例如：474薄膜电容。

本公开实施例中，将干扰电路与滤波电路均设置在PCB板上，干扰电路与滤波电路在PCB板上的引线长度小于预设长度阈值。预设的长度阈值可以为在可实现的范围内最小的长度。尽量缩短引线，减小引线上产生的寄生电感。其中，引线越长，电感越大，电容谐振频率越低，对超标点覆盖面越小。缩短引线，减少电感，滤波电容的谐振频率较高，可以过滤更高频率的电流。

本公开实施例中，可以预设频段范围在150KHz至5MHz之间。预设频段范围可以包括两频段范围：第一频段范围和/或第二频段范围。其中，根据预设频段范围的范围，可以设置第一频段范围的最小频率大于或等于150KHz，且最大频率小于或等于600KHz。设置第二频段范围的最小频率大于或等于2MHz，且最大频率小于或等于5MHz。降低频段在150KHz至600KHz以及2MHz至5MHz之间的频率。

本公开实施例中，通过在电路中增加一电容，达到过滤高频率电流的目的，将高频率电容过滤出后，减少电流信号差值，达到减小差模高频电流回路的目的。

图5是根据一示例性实施例示出的增加干扰抑制电路前测的端子电压的示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的增加干扰抑制电路后测的端子电压的示意图。

本公开实施例中，端子电压可以指此端子带电压输出可供外设备用电。通过检测端子电压，可以表征变频空调电路中电磁干扰信号的强弱。

本公开实施例中，参阅图5、图6可知在电路中增加干扰抑制电路的辐射干扰有着较为明显的减小，150KHz至600KHz、2MHz至5MHz频段端子电压幅值有明显下降。

本公开实施例中，解决电磁干扰(EMI)低频段：150KHz至600KHz、2MHz至5MHz 频段之间端子电压超过标准的问题，从PCB板源头减少电磁干扰，提高测试效率。替代磁环在电磁兼容检测中抑制电流干扰的作用，可以有效降低成本，减小差模环路，实现大幅度减小差模电流流向测试设备，增加端子电压测试裕量。

其中，电磁兼容(EMC)指的是对电子产品在电磁场方面干扰大小(EMI)和抗干扰能力(EMS)的综合评定，是产品质量最重要的指标之一，电磁兼容的测量由测试场地和测试仪器组成。EMC测试目的是检测电器产品所产生的电磁辐射对人体、公共电网以及其他正常工作之电器产品的影响。

可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。

进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利范围来限制。

Claims (11)

1.一种干扰抑制电路，其特征在于，所述干扰抑制电路连接干扰源，所述干扰源与测试设备连接，并包括产生低频干扰信号的干扰电路，所述低频干扰信号的频段低于预设频段阈值，所述干扰抑制电路包括：

滤波电路，与所述干扰电路旁通连接，用于降低流向所述测试设备的干扰噪声。

2.根据权利要求1所述的干扰抑制电路，其特征在于，所述干扰电路包括功率二极管、晶体管以及储能电解电容；

所述晶体管导通时，所述功率二极管产生反向恢复电流，所述反向恢复电流通过所述功率二极管、所述晶体管以及所述储能电解电容形成差模电路回路；

所述滤波电路与所述储能电解电容并联。

3.根据权利要求1或2所述的干扰抑制电路，其特征在于，所述滤波电路包括滤波电容。

4.根据权利要求3所述的干扰抑制电路，其特征在于，所述滤波电容的谐振频率点低于预设谐振频率。

5.根据权利要求4所述的干扰抑制电路，其特征在于，所述滤波电容为薄膜电容。

6.根据权利要求1所述的干扰抑制电路，其特征在于，所述干扰电路和所述滤波电路设置在PCB板上。

7.根据权利要求6所述的干扰抑制电路，其特征在于，所述干扰电路和所述滤波电路在PCB板上的引线长度小于预设长度阈值。

8.根据权利要求1所述的干扰抑制电路，其特征在于，所述低频干扰信号的频段位于设定频段范围内；

所述设定频段范围的最小频率大于或等于150KHz，所述设定频段范围的最大频率小于或等于5MHz。

9.根据权利要求8所述的干扰抑制电路，其特征在于，所述设定频段范围包括第一频段范围和/或第二频段范围；

所述第一频段范围的最小频率大于或等于150KHz，且最大频率小于或等于600KHz；

所述第二频段范围的最小频率大于或等于2MHz，且最大频率小于或等于5MHz。

10.一种电器设备，包括干扰源和电源，其特征在于，还包括权利要求1至9中任一项所述的干扰抑制电路。

11.根据权利要求10所述的电器设备，其特征在于，所述电器设备为变频空调器。

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