CN218678837U - 一种抑制电磁传导发射的多级滤波电路及测试电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种抑制电磁传导发射的多级滤波电路及测试电路，涉及电磁兼容技术领域，包括串联设置于开关型电源设备输入端子和电网之间，包括多个串联设置的、用于过滤共模噪声信号的LC共模滤波模块以及设置于所述LC共模滤波模块之后、用于抵抗反向干扰的LC滤波模块，有效滤除开关型电源的传导发射信号，避免了多个滤波器漏电流大的缺点，保证了安全性，传导发射测试系统电路可以有效检测滤波电路的抑制电磁传导发射的效果。

Description

一种抑制电磁传导发射的多级滤波电路及测试电路

技术领域

本申请涉及电磁兼容技术领域，更具体地说，它涉及一种抑制电磁传导发射的多级滤波电路及测试电路。

背景技术

质子放疗设备属于Ⅲ类医用电气设备，在注册申报时需要提交由医疗器械检测机构出具的符合电磁兼容标准要求的检测报告。通常质子放疗设备中高压大电流开关型电源设备在现场安装调试完后都需要大量人力、物力和时间进行整改才能达到电磁兼容YY0505-2012标准的要求。

开关型电源中的噪声源主要是开关器件（IGBT）工作的PWM波中的谐波信号，传播路径为开关器件对地分布电容、大地、回路导线构成。噪声源经传播路径到达敏感信号接收设备，只能通过改变传播回路阻抗阻止传导信号发射到设备外部。

现有技术中一般采用EMI滤波器使开关型电源达到传导发射标准要求但是大型医疗设备如质子放疗设备的开关型电源开关噪声大，现有的滤波器无法满足电子兼容的要求，如果采用多个滤波器串联方式进行，漏电流大，容易造成危险。

实用新型内容

针对实际运用中现有的滤波器无法抑制大型医疗设备中开关型电源的电磁传导发射这一问题，本申请目的一在于提出一种抑制电磁传导发射的多级滤波电路，有效滤除开关型电源的传导发射信号，避免了多个滤波器漏电流大的缺点，保证了安全性；基于上述抑制电磁传导发射的多级滤波电路本申请目的一在于提出一种传导发射测试系统电路，可以有效检测滤波电路的抑制电磁传导发射的效果。

具体方案如下：

一种抑制电磁传导发射的多级滤波电路，串联设置于开关型电源设备输入端子和电网之间，包括多个串联设置的、用于过滤共模噪声信号的LC共模滤波模块以及设置于所述LC共模滤波模块之后、用于抵抗反向干扰的LC滤波模块。

通过采用上述技术方案，多级共模滤波可以避免在高频段电感器出现串联谐振，避免电感器的串联谐振降低滤波效果，同时多级滤波避免了多个滤波器漏电流大的缺点，保证了安全性，输入、输出分离，分段滤波，电路紧凑,滤波效果好，有效滤除开关型电源的传导发射信号。

优选的，所述LC共模滤波模块包括多相共模电感以及与以星型连接的方式连接于所述共模电感之前的多个差模电容，所述多个差模电容的中性点通过共模电容接地。

通过采用上述技术方案，可以避免在高频段电感器出现串联谐振，避免电感器的串联谐振降低滤波效果，有效滤除共模噪声信号。

优选的，所述多相共模电感的磁环由纳米晶材质制成。

通过采用上述技术方案，采用高磁导率纳米晶磁材绕制共模电感器，体积小、匝数小、分布电容小、电感量大。

优选的，所述多相共模电感包括三相共模电感，所述多个差模电容数量配置为三个。

通过采用上述技术方案，三相共模电容更好适配大型医疗设备常使用的三相电网，更加适用于大电流、大电压的环境。

优选的，所述LC共模滤波模块的数量配置为三个。

通过采用上述技术方案，三级LC共模滤波在保证电路紧凑性的同时有效滤除传导发射信号以及避免串联谐振。

优选的，所述LC滤波模块包括连接在输出端的多个电感器，多个所述电感器之前分别以星型连接的方式连接有多个差模电容，其中性点通过共模电容接地。

通过采用上述技术方案，LC滤波模块可以有效抵抗输出端到输入端的反向干扰。

优选的，共模电容与差模电容均并联设置有电阻。

通过采用上述技术方案，并联的电阻吸收电容的电能，防止电容的放电电流过大，避免造成损坏。

优选的，所述差模电容与共模电容的比值设置为10-5:1。

通过采用上述技术方案，Y电容器通常不能太大，过大的Y电容器会增加漏电流，不能满足安规标准漏电流要求。

一种传导发射测试系统电路，其特征在于，包括电网以及负载，所述电网与负载之间串联设置有如前所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路以及用于为多级滤波电路提供纯净电源的隔离网络；

所述隔离网络还连接有测量接收机。

通过采用上述技术方案，隔离网络可以将待测试的抑制电磁传导发射的多级滤波电路与电网隔离开来，为抑制电磁传导发射的多级滤波电路提供纯净的交流或直流电源。

优选的，所述隔离网络包括人工电源网络或线性阻抗稳定网络，所述测量接收机包括峰值测量接收机。

通过采用上述技术方案，通过耦合电容把抑制电磁传导发射的多级滤波电路的骚扰信号耦合至测量接收机进行测量，使抑制电磁传导发射的多级滤波电路的骚扰信号不会反馈到电源端，还可以提供规定的阻抗。

与现有技术相比，本申请的有益效果如下：

（1）通过设置多级共模滤波，可以避免在高频段电感器出现串联谐振，避免电感器的串联谐振降低滤波效果，同时多级滤波避免了多个滤波器漏电流大的缺点，保证了安全性，输入、输出分离，分段滤波，电路紧凑,滤波效果好，有效滤除开关型电源的传导发射信号；

（2）通过在多级共模滤波之后设置LC滤波模块，可以有效抵抗输出端到输入端的反向干扰，有效抑制电磁传导发射。

附图说明

图1为本申请滤波电路的示意图；

图2为本申请测试电路的示意图。

附图标记：1、多级滤波电路；2、电网；3、负载；4、隔离网络；5、测量接收机。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本申请作进一步的详细说明，但本申请的实施方式不仅限于此。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

一种抑制电磁传导发射的多级滤波电路，如图1所示，包括多个LC共模滤波模块以及LC滤波模块，多级共模滤波可以避免在高频段电感器出现串联谐振，避免电感器的串联谐振降低滤波效果，同时多级滤波避免了设置多个滤波器导致漏电流大的缺点，分段滤波，电路紧凑,滤波效果好，有效滤除开关型电源的传导发射信号，设置于LC共模滤波模块之后的LC滤波模块可以有效抵抗反向干扰。

详述的，每个LC共模滤波模块包括多相共模电感以及与以星型连接的方式连接于所述共模电感之前的多个差模电容，多个差模电容的中性点通过共模电容接地，形成LC共模滤波电路。在本申请实施方式中，多相共模电感包括三相共模电感L1、L2、L3，多个差模电容数量配置为三个，分别为Cx11、Cx12、Cx13，LC共模滤波模块也配置为三个。三相共模电容更好适配大型医疗设备常使用的三相电网2，更加适用于大电流、大电压的环境，三级LC共模滤波在保证电路紧凑性的同时有效滤除传导发射信号以及避免串联谐振。

为了通过增大电感增强滤波效果，可以增大电感器的磁导率、匝数、截面积或减小磁路长度，但是过多的线圈匝数会导致分布电容大、滤波效果差，因此多相共模电感的磁环由纳米晶材质制成，体积小、匝数小、分布电容小、电感量大。

LC滤波模块包括连接在输出端的三个电感器L41、L42、L43，三个电感器的底端分别连接有三个差模电容Cx41、Cx42、Cx43，其中性点通过共模电容Cy4接地，形成LC滤波电路。为了防止电容的放电电流过大，共模电容与差模电容均并联设置有电阻，吸收电容的电能，避免造成损坏。设置在多级共模滤波之后的LC滤波模块有效地防止输出端的反向干扰，起到更好的抑制电磁传导发射的效果。

所述差模电容与共模电容的比值设置为10-5:1，优选为10:1，避免增加漏电流，以满足安规标准漏电流要求。

通过上述设置，从输入端口（A\B\C\PE）到输出端口（A’\B’\C’\PE）为3级LC滤波，从输出端口（A’\B’\C’\PE）到输入端口（A\B\C\PE）为3级LC滤波，重点滤除传导发射信号，有效抑制电磁传导发射。

一种传导发射测试系统电路，如图2所示，包括电网2以及负载3，所述电网2与负载3之间串联设置有如前所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路1以及用于为多级滤波电路1提供纯净电源的隔离网络4，隔离网络4还连接有测量接收机5。

所述隔离网络4包括人工电源网络或线性阻抗稳定网络，优选为线性阻抗稳定网络，可以将待测试的抑制电磁传导发射的多级滤波电路1与电网2隔离开来，为抑制电磁传导发射的多级滤波电路1提供纯净的交流或直流电源，通过耦合电容把抑制电磁传导发射的多级滤波电路1的骚扰信号耦合至测量接收机5进行测量，使抑制电磁传导发射的多级滤波电路1的骚扰信号不会反馈到电源端，还可以提供规定的阻抗。所述测量接收机5包括峰值测量接收机。通过上述设置，可以有效检测出多级滤波电路1的抑制电磁传导发射的效果，具有广泛的适用范围。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种抑制电磁传导发射的多级滤波电路，其特征在于，串联设置于开关型电源设备输入端子和电网（2）之间，包括多个串联设置的、用于过滤共模噪声信号的LC共模滤波模块以及设置于所述LC共模滤波模块之后、用于抵抗反向干扰的LC滤波模块。

2.根据权利要求1所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路，其特征在于，所述LC共模滤波模块包括多相共模电感以及与以星型连接的方式连接于所述共模电感之前的多个差模电容，所述多个差模电容的中性点通过共模电容接地。

3.根据权利要求2所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路，其特征在于，所述多相共模电感的磁环由纳米晶材质制成。

4.根据权利要求2所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路，其特征在于，所述多相共模电感包括三相共模电感，所述多个差模电容数量配置为三个。

5.根据权利要求4所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路，其特征在于，所述LC共模滤波模块的数量配置为三个。

6.根据权利要求1所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路，其特征在于，所述LC滤波模块包括连接在输出端的多个电感器，多个所述电感器之前分别以星型连接的方式连接有多个差模电容，其中性点通过共模电容接地。

7.根据权利要求6所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路，其特征在于，共模电容与差模电容均并联设置有电阻。

8.根据权利要求2或6所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路，其特征在于，所述差模电容与共模电容的比值设置为10-5:1。

9.一种传导发射测试系统电路，其特征在于，包括电网（2）以及负载，所述电网（2）与负载（3）之间串联设置有如权利要求1-8任意一项所述的抑制电磁传导发射的多级滤波电路以及用于为多级滤波电路（1）提供纯净电源的隔离网络（4）；

所述隔离网络（4）还连接有测量接收机（5）。

10.根据权利要求9所述的传导发射测试系统电路，其特征在于，所述隔离网络（4）包括人工电源网络或线性阻抗稳定网络，所述测量接收机（5）包括峰值测量接收机。

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