CN218868106U - 电磁干扰滤波电路、开关电源及充电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电磁干扰滤波电路、开关电源及充电设备。该电磁干扰滤波电路包括：共模电感，一端用于接入市电，用于抑制市电的传导干扰；输入滤波电路，与共模电感并联设置，用于抑制市电中的谐波。通过这种方式，能够改善电磁干扰问题。

Description

电磁干扰滤波电路、开关电源及充电设备

技术领域

本申请涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种电磁干扰滤波电路、开关电源及充电设备。

背景技术

因节能、环保、高效等优点，开关电源已广泛应用于各类电子产品。随着电子产品的不断发展，其体积在不断缩小，导致开关电源的体积缩小，开关电源的元器件之间的距离缩短，电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)问题更加严重。

实用新型内容

本申请提供一种电磁干扰滤波电路、开关电源及充电设备，以改善电磁干扰问题。

本申请提出一种电磁干扰滤波电路。该电磁干扰滤波电路包括：共模电感，一端用于接入市电，用于抑制市电的传导干扰；输入滤波电路，与共模电感并联设置，用于抑制市电中的谐波。

其中，电磁干扰滤波电路包括两个输入滤波电路，一输入滤波电路与共模电感中的一电感并联设置，另一输入滤波电路与共模电感中的另一电感并联设置。

其中，输入滤波电路包括第一RC滤波电路，第一RC滤波电路包括：第一电阻，一端与对应的电感的一端电连接；第一电容，一端与第一电阻的另一端电连接，另一端与对应的电感的另一端电连接。

其中，电磁干扰滤波电路用于开关电源，第一RC滤波电路的转折频率为开关电源的工作频率的奇数倍，奇数大于1。

其中，奇数为3。

其中，两个第一RC滤波电路的转折频率相同。

其中，两个第一RC滤波电路中的第一电阻的阻值相同，两个第一RC滤波电路中的第一电容的电容值相同。

其中，输入滤波电路还包括第二RC滤波电路，第一RC滤波电路的转折频率与第二RC滤波电路的转折频率不同。

本申请提出一种开关电源。该开关电源包括：电磁干扰滤波电路；整流滤波电路，输入端与共模电感的另一端电连接，用于将经共模电感及输入滤波电路滤波处理后的市电转换成高压直流电；功率变换电路，第一输入端与整流滤波电路的输出端电连接，用于将高压直流电转换成电子设备所用的直流电；电源管理电路，与功率变换电路的第二输入端电连接，用于控制功率变换电路工作。

本申请提出一种充电设备。该充电设备包括上述开关电源。

本申请的有益效果，本申请的电磁干扰滤波电路包括共模电感及输入滤波电路，其中，共模电感的一端用于接入市电，共模电感用于抑制市电的传导干扰；输入滤波电路与共模电感并联设置，用于抑制市电中的谐波。通过这种方式，本实施例的电磁干扰滤波电路不仅能够抑制市电的传导干扰，还能够抑制市电中的谐波，能够明显减少对开关电源及充电设备的电磁干扰，改善电磁干扰问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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，其中：

图1是本申请电磁干扰滤波电路一实施例的电路结构示意图；

图2是市电的基波及谐波的波形示意图；

图3是传统开关电源的电信号及电磁干扰信号的波形示意图；

图4是采用本申请电磁干扰滤波电路的开关电源的电信号及电磁干扰信号的波形示意图；

图5是本申请电磁干扰滤波电路另一实施例的电路结构示意图；

图6是本申请电磁干扰滤波电路又一实施例的电路结构示意图；

图7是本申请开关电源一实施例的电路结构示意图；

图8是本申请充电设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本申请首先提出一种电磁干扰滤波电路，如图1所示，图1是本申请电磁干扰滤波电路一实施例的电路结构示意图。本实施例的电磁干扰滤波电路10包括共模电感11及输入滤波电路12，其中，共模电感11的一端用于接入市电，共模电感11用于抑制市电的传导干扰；输入滤波电路12与共模电感11并联设置，用于抑制市电中的谐波。

电磁干扰滤波电路10可用于开关电源，电磁干扰滤波电路10是开关电源中抑制电源线传导干扰的重要电路，可以抑制来自电网的干扰，对开关电源及本身的损害，也可以抑制由开关电源产生的并由电网反馈的干扰。

其中，共模电感11的一端用于与电网连接，以接入市电。当出现传导干扰，由于共模电感11，即共模扼流圈的两个电感L1、L2的磁通方向相同，经过耦合后，共模电感11的总电感量会迅速增大，因此对传导干扰呈现很大的感抗，使其不能通过，因此，共模电感11对传导干扰具有有效的抑制作用。

其中，输入滤波电路12与共模电感11并联设置，即输入滤波电路12的一端与共模电感11的一端电连接，输入滤波电路12的另一端与共模电感11的另一端电连接，输入滤波电路12接入市电，并对市电中的谐波进行滤除，能有效抑制开关电源及充电设备的谐波。

本实施例的电磁干扰滤波电路10不仅能够利用共模电感11抑制市电的传导干扰，还能够利用输入滤波电路12抑制市电中的谐波，能够明显减少对开关电源及充电设备的电磁干扰，改善电磁干扰问题。

可选地，本实施例的电磁干扰滤波电路10包括两个输入滤波电路12，一输入滤波电路12与共模电感11中的一电感L1并联设置，另一输入滤波电路12与共模电感11中的另一电感L2并联设置。

共模电感11中的电感L1与接入市电的火线L电连接，用于对火线L上的传导干扰进行抑制；共模电感11中的电感L2与接入市电的零线N电连接，用于对零线N上的传导干扰进行抑制。

本实施例进一步在电感L1上并联设置一输入滤波电路12，用于对火线L上的谐波进行抑制，且在电感L2上并联设置另一输入滤波电路12，用于对零线N上的谐波进行抑制。通过这种方式，能够尽可能将开关电源及充电设备的谐波进行滤除，改善电磁干扰。

可选地，本实施例的输入滤波电路12包括第一RC滤波电路，其中，第一RC滤波电路包括：第一电阻R1及第一电容C1，第一电阻R1的一端与对应的电感(L1或L2)的一端电连接，第一电容C1的一端与第一电阻R1的另一端电连接，第一电容C1的另一端与对应的电感(L1或L2)的另一端电连接。

具体地，本实施例的电磁干扰滤波电路10包括两个第一RC滤波电路，即两组第一电阻R1及第一电容C1，两组第一电阻R1及第一电容C1按照上述连接方式分别与电感L1、电感L2并联设置。

可选地，本实施例的第一RC滤波电路的转折频率为开关电源的工作频率的奇数倍，该奇数大于1。

具体地，第一RC滤波电路的转折频率f0计算为：f0＝1/(2*π*R1*C1)；转折频率f0满足：f0＝n*f1，能够抑制开关电源传导n倍工作频率处的电磁干扰，其中，f1为开关电源的工作频率，即开关电源的脉宽调制的工作频率，n为上述奇数。

在一具体实施例中，奇数n为3，转折频率f0满足：f0＝3*f1，能够抑制开关电源传导3倍工作频率处的电磁干扰。

如图2至图4所示，图2是市电的基波及谐波的波形示意图；图3是传统开关电源的电信号及电磁干扰信号的波形示意图；图4是采用本申请电磁干扰滤波电路的开关电源的电信号及电磁干扰信号的波形示意图。可知，开关电源在3倍工作频率处电磁干扰问题最严重，即3次谐波的干扰最大，因此本实施例将第一RC滤波电路的转折频率f0设为3倍的开关电源的工作频率f1，可以有效抑制开关电源在3倍工作频率处的电磁干扰，抑制效果可以通过对比图3及图4；从图4可知，采用本实施例的电磁干扰滤波电路10的开关电源的电磁干扰信号与电信号无交叉，对电信号无干扰。

可选地，本实施例的两个第一RC滤波电路的转折频率相同，以使得对火线L上抑制的谐波与对零线N上抑制的谐波相同，以提高开关电源及充电设备的电信号的稳定性。

其中，本实施例的两个第一RC滤波电路中的第一电阻R1的阻值相同，两个第一RC滤波电路中的第一电容C1的电容值相同，不仅能够使得两个第一RC滤波电路的转折频率相同，而且能够减少元器件型号种类，提高工艺效率。

当然，由上述第一RC滤波电路的转折频率的计算公式可知，两个第一RC滤波电路中的第一电阻R1的阻值可以不相同及第一电容C1的电容值可以不相同，只要保证两个第一RC滤波电路中的第一电阻R1的阻值与第一电容C1的电容值的乘积相同即可。

本实施例采用RC电路实现输入滤波电路12，结构简单，体积小，能够缩小电磁干扰滤波电路10的体积，降低成本。

当然，在其它实施例中，也可以采用其它的滤波电路实现输入滤波电路。

本申请进一步提出另一实施例的电磁干扰滤波电路，如图5所示，图5是本申请电磁干扰滤波电路另一实施例的电路结构示意图。本实施例的电磁干扰滤波电路50与上述电磁干扰滤波电路10的区别在于：本实施例的输入滤波电路52进一步包括第二RC滤波电路521，第一RC滤波电路522的转折频率与第二RC滤波电路521的转折频率不同。

由上述分析可知，不同转折频率的RC滤波电路能够抑制不同的谐波，因此，本实施例通过第一RC滤波电路522、第二RC滤波电路521可以分别抑制两种不同的谐波。

例如，可以设置第一RC滤波电路522的转折频率f0满足：f0＝3*f1，能够抑制开关电源传导3倍工作频率处的电磁干扰；可以设置第二RC滤波电路521的转折频率f2满足：f2＝5*f1，能够抑制开关电源传导5倍工作频率处的电磁干扰，等等。

在其它实施例中，不限定输入滤波电路中的不同转折频率的RC滤波电路的数量及每个RC滤波电路的转折频率。

本实施例设有两个第二RC滤波电路521，以分别对火线L及零线N上的谐波进行抑制。

第一RC滤波电路522及共模电感11的结构及工作原理等可以参阅上述实施例。

本实施例的上述RC滤波电路能够对谐波进行吸收，以实现对谐波的抑制。

本申请进一步提出又一实施例的电磁干扰滤波电路，如图6所示，图6是本申请电磁干扰滤波电路又一实施例的电路结构示意图。本实施例的电磁干扰滤波电路60与上述电磁干扰滤波电路10的区别在于：本实施例的电磁干扰滤波电路60进一步包括共模滤波电容61，共模滤波电容61包括第一共模滤波电容C11及第二共模滤波电容C12，第一共模滤波电容C11的一端与共模电感11中的电感L1的另一端连接，第一共模滤波电容C11的另一端与第二共模滤波电容C12的一端连接，且接地；第二共模滤波电容C12的另一端与共模电感11中的电感L2的另一端连接。

本实施例的电磁干扰滤波电路60进一步设置共模滤波电容61，能够进一步吸收传导干扰。

可选地，本实施例的电磁干扰滤波电路60进一步包括差模电感62，差模电感62包括电感L3及电感L4，电感L3的一端与火线L连接，电感L3的另一端与共模电感11中的电感L1一端连接；电感L4的一端与零线N连接，电感L4的另一端与共模电感11中的电感L2一端连接；电磁干扰滤波电路60进一步包括差模电容C13。

本实施例的电磁干扰滤波电路60进一步由差模电感62及差模电容C13组成的差模信号的滤波电路，实现对差模信号的抑制，以进一步吸收传导干扰。

本实施例的电磁干扰滤波电路60包括两级滤波电路，第一级用于抑制差模信号，第二级用于抑制共模信号，能够有效减少传导干扰。

本申请可以针对上述其它实施例做类似改进。

本申请进一步提出一种开关电源，如图7所示，图7是本申请开关电源一实施例的电路结构示意图。本实施例的开关电源70包括：电磁干扰滤波电路71、整流滤波电路72、功率变换电路73及电源管理电路74；其中，整流滤波电路72的输入端与共模电感11的另一端电连接，用于将经共模电感11及输入滤波电路12滤波处理后的市电转换成高压直流电；功率变换电路73的第一输入端与整流滤波电路72的输出端电连接，用于将高压直流电转换成电子设备所用的直流电；电源管理电路74与功率变换电路73的第二输入端电连接，用于控制功率变换电路73工作。

电磁干扰滤波电路71的电路结构及工作原理等可以参阅上述实施例。

其中，本实施例的功率变换电路73包括变压器T、第一开关管Q1及第二开关管Q2；第一开关管Q1与变压器731的原线圈及电源管理电路74电连接，第二开关管Q2与变压器731的副线圈及电源管理电路74电连接，电源管理电路74控制第一开关管Q1及第二开关管Q2的开闭来控制变压器T工作，以使得变压器T将高压直流电转换成电子设备所用的直流电。

其中，本实施例的电源管理电路74可由控制芯片等实现，主要用于控制功率变换电路73工作。

可选地，本实施例的开关电源70还包括：输出滤波电路，与功率变换电路73的输出端电连接，用于对功率变换电路73输出的电子设备所用的直流进行滤波处理，进一步滤除干扰。

输出滤波电路具体可以是电容C20。

可选地，本实施例的开关电源70还包括：保险丝F，若电流过大，会烧毁保险丝F，以保护后级电路。

当然，本申请的上述电磁干扰滤波电路还可以用于其它电路结构的开关电源。

本申请进一步提出一种充电设备，如图8所示，图8是本申请充电设备一实施例的结构示意图。本实施例的充电设备80包括开关电源70，开关电源70的电路结构及工作原理等可以参阅上述实施例。

可选地，本实施例的充电设备80可以是充电器等，充电设备80还可以包括充电端子81、显示电路82等，其中，充电端子81分别与零线N及火线L电连接，用于将零线N及火线L接入电网；显示电路82与开关电源70电连接，具体与开关电源70中的输出滤波电路电连接，用于显示充电设备80的充电状态。

当然，本申请的上述开关电源还可以用于其它电路结构的充电设备。

区别于现有技术，本申请的电磁干扰滤波电路包括共模电感及输入滤波电路，其中，共模电感的一端用于接入市电，共模电感用于抑制市电的传导干扰；输入滤波电路与共模电感并联设置，用于抑制市电中的谐波。通过这种方式，本实施例的电磁干扰滤波电路不仅能够抑制市电的传导干扰，还能够抑制市电中的谐波，能够明显减少对开关电源及充电设备的电磁干扰，改善电磁干扰问题。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电磁干扰滤波电路，其特征在于，包括：

共模电感，一端用于接入市电，用于抑制所述市电的传导干扰；

输入滤波电路，与所述共模电感并联设置，用于抑制所述市电中的谐波。

2.根据权利要求1所述的电磁干扰滤波电路，其特征在于，所述电磁干扰滤波电路包括两个所述输入滤波电路，一所述输入滤波电路与所述共模电感中的一电感并联设置，另一所述输入滤波电路与所述共模电感中的另一电感并联设置。

3.根据权利要求2所述的电磁干扰滤波电路，其特征在于，所述输入滤波电路包括第一RC滤波电路，所述第一RC滤波电路包括：

第一电阻，一端与对应的所述电感的一端电连接；

第一电容，一端与所述第一电阻的另一端电连接，另一端与所述对应的所述电感的另一端电连接。

4.根据权利要求3所述的电磁干扰滤波电路，其特征在于，用于开关电源，所述第一RC滤波电路的转折频率为所述开关电源的工作频率的奇数倍，所述奇数大于1。

5.根据权利要求4所述的电磁干扰滤波电路，其特征在于，所述奇数为3。

6.根据权利要求4所述的电磁干扰滤波电路，其特征在于，两个所述第一RC滤波电路的转折频率相同。

7.根据权利要求6所述的电磁干扰滤波电路，其特征在于，两个所述第一RC滤波电路中的所述第一电阻的阻值相同，两个所述第一RC滤波电路中的所述第一电容的电容值相同。

8.根据权利要求4所述的电磁干扰滤波电路，其特征在于，所述输入滤波电路还包括第二RC滤波电路，所述第一RC滤波电路的转折频率与所述第二RC滤波电路的转折频率不同。

9.一种开关电源，其特征在于，包括：

权利要求1至8任一项所述的电磁干扰滤波电路；

整流滤波电路，输入端与所述共模电感的另一端电连接，用于将经所述共模电感及所述输入滤波电路滤波处理后的市电转换成高压直流电；

功率变换电路，第一输入端与所述整流滤波电路的输出端电连接，用于将所述高压直流电转换成电子设备所用的直流电；

电源管理电路，与所述功率变换电路的第二输入端电连接，用于控制所述功率变换电路工作。

10.一种充电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的开关电源。

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