CN219248494U - 集成式滤波器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种集成式滤波器及电子设备，集成式滤波器包括基座、共模干扰抑制器以及相互绝缘的两个电极母排，基座的一侧设置安装腔，安装腔靠近基座底部的一侧设有通孔；基座的底部设置有隔离槽，隔离槽位于通孔的外围；两个电极母排的输入端均伸入安装腔内，两个电极母排的输入端通过通孔与外部电子设备的输入线电连接，共模干扰抑制器设置于隔离槽内。本实用新型将共模干扰抑制器集成于输入端子，减小共模干扰抑制器与输入端的距离，避免出现空间耦合，保证滤波效果。并且壳体阻隔与内部干扰源的耦合，增强共模滤波效果。

Description

集成式滤波器及电子设备

技术领域

本实用新型涉及滤波器领域，尤其涉及一种集成式滤波器及电子设备。

背景技术

EMI滤波器(电磁干扰滤波器)广泛应用在汽车电子、工业自动化、通讯电源等领域。随着电力电子技术的发展，高频化、小型化也成为开关电源和逆变器发展的重要方向，这对结构空间、可靠性、EMC等性能提出了更高的要求。

为了抑制开关电源及逆变器等的共模干扰，保证整个系统的电磁兼容性，行业内普遍会采取在输入端口增加EMI滤波器的方案。现有技术中通常将滤波器通常和主功率安装在同一个产品机壳内，使得EMI滤波器和主功率PCB上的功率器件之间存在近场耦合，降低EMI滤波器的滤波效能。

因此，有必要提供一种新的集成式滤波器及电子设备来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种集成式滤波器及电子设备，旨在解决现有EMI滤波器和主功率PCB上的功率器件之间存在近场耦合，降低EMI滤波器的滤波效能的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的集成式滤波器包括基座、共模干扰抑制器以及相互绝缘的两个电极母排，所述基座的一侧设置安装腔，所述安装腔靠近所述基座底部的一侧设有通孔；所述基座的底部设置有隔离槽，所述隔离槽位于所述通孔的外围；两个所述电极母排的输入端均伸入所述安装腔内，两个所述电极母排的输入端通过所述通孔与外部电子设备的输入线电连接，所述共模干扰抑制器设置于所述隔离槽内。

可选地，所述安装腔的侧面具有一开口，所述电极母排的输入端正对所述开口；两个所述电极母排远离所述输入端的一端露出于所述基座以形成输出端，两个所述电极母排的所述输出端用于与所述电子设备的主功率板电连接。

可选地，所述基座的底部设置有第一环形侧壁和第二环形侧壁，所述第一环形侧壁和所述第二环形侧壁自所述基座的底部向远离所述安装腔的方向凸出，所述第二环形侧壁设置于第一环形侧壁的外围，且所述第一环形侧壁与所述第二环形侧壁之间形成所述隔离槽。

可选地，所述第一环形侧壁的凸出高度和所述第二环形侧壁的凸出高度均大于所述共模干扰抑制器的厚度。

可选地，所述基座的底部与所述第二环形侧壁的外壁之间连接多个加强筋，多个所述加强筋沿所述第二环形侧壁的外周间隔设置。

可选地，所述基座还包括隔板，所述隔板将所述安装腔分隔为两个子腔，两个所述电极母排的所述输入端一一对应地伸入两个所述子腔内。

可选地，所述输入端和所述输出端均开设有接线孔，所述基座对应所述接线孔的位置开设有螺纹孔。

可选地，所述基座上还开设有用于与电子设备固定的安装位。

可选地，所述共模干扰抑制器为磁环。

另外，本实用新型还提供了一种电子设备，主功率板、输入线以及上述所述的集成式滤波器，所述主功率板设置于所述外壳内，所述基座穿过所述外壳，所述共模干扰抑制器位于所外壳的外侧，所述输入线穿过所述通孔并与所述电极母排电连接，所述电极母排与所述主功率板电连接以向所述主功率板供电。

本实用新型技术方案中，集成式滤波器应用于电子设备中，输入线通常为两根(阴极和阳极)，输入线从通孔穿过与电极母排电连接，流过共模电流时共模干扰抑制器中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用；而当流过差模电流时共模干扰抑制器中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。并且本申请中的基座和电极母排组合形成输入端子，并且将共模干扰抑制器集成在输入端子上形成集成式滤波器。通过在基座上设置隔离槽，将共模干扰抑制器设置于隔离槽内，相当于将共模干扰抑制器集成在输入端子上，从而减小共模干扰抑制器与输入端的距离，使共模干扰抑制器与输入端之间的导线尽可能短，避免出现空间耦合，保证滤波效果。

当集成式滤波器安装在电子设备的外壳上时，主功率板被壳体包围，共模干扰抑制器位于电子设备的壳体外或整个集成式滤波器固定于外壳的外侧，从而壳体能够起到屏蔽体的作用，阻隔了共模干扰抑制器和内部干扰源(主功率板上的概率元器件)的耦合，增强共模滤波效果。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中集成式滤波器一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中集成式滤波器另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中集成式滤波器又一视角的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中集成式滤波器的拆解结构示意图；

图5为本实用新型实施例中集成式滤波器应用于电子设备的测试波形图；

图6为本实用新型实施例中共模电感在壳体内的测试波形图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1至图4所示，本实用新型一实施例中，集成式滤波器100包括基座1、共模干扰抑制器2以及相互绝缘的两个电极母排3，基座1的一侧设置安装腔11，安装腔11靠近基座1底部的一侧设有通孔13；基座1的底部设置有隔离槽12，隔离槽12位于通孔13的外围；两个电极母排3的输入端31均伸入安装腔11内，两个电极母排3的输入端31通过通孔13与外部电子设备的输入线电连接，共模干扰抑制器2设置于隔离槽12内。

上述实施例中，集成式滤波器100应用于电子设备中，输入线通常为两根(阴极和阳极)，输入线从通孔13穿过与电极母排3电连接，流过共模电流时共模干扰抑制器2中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用；而当流过差模电流时共模干扰抑制器2中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。并且本申请中的基座1和电极母排3组合形成输入端子，并且将共模干扰抑制器2集成在输入端子上形成集成式滤波器100。通过在基座1上设置隔离槽12，将共模干扰抑制器2设置于隔离槽12内，相当于将共模干扰抑制器2集成在输入端子上，从而减小共模干扰抑制器12与输入端31的距离，使共模干扰抑制器2与输入端12之间的导线尽可能短，避免出现空间耦合，保证滤波效果。

当集成式滤波器100安装在电子设备的外壳上时，主功率板被壳体包围，共模干扰抑制器2位于电子设备的壳体外或整个集成式滤波器100固定于外壳的外侧，从而壳体能够起到屏蔽体的作用，阻隔了共模干扰抑制器2和内部干扰源(主功率板上的概率元器件)的耦合，增加共模滤波效果。

其中，共模干扰抑制器2为磁环，磁环是一种利用高导磁性材料渗合其他一种或多种镁、锌、镍等金属在2000℃烧聚而成的铁氧体，在低频段，磁环呈现出非常低的感性阻抗值，不影响数据线或信号线上有用信号的传输。而在高频段，从10MHz左右开始，阻抗增大，其感抗分量仍保持很小，电阻性分量却迅速增加，当有高频能量穿过磁性材料时，电阻性分量就会把这些能量转化为热能耗散掉。这样就构成一个低通滤波器，使高频噪音信号有大的衰减，而对低频有用信号的阻抗可以忽略，不影响电路的正常工作。将两根输入线(正负)同时穿过一个磁环，有效信号为差模信号，磁环对其没有任何影响，而对于共模信号则会表现出较大的电感量。还可以将穿过磁环的导线反复绕几次以增加电感量。

在一实施例中，基座1的底部设置有第一环形侧壁14和第二环形侧壁15，第一环形侧壁14和第二环形侧壁15自基座1的底部向远离安装腔11的方向凸出，第二环形侧壁15设置于第一环形侧壁14的外围，且第一环形侧壁14与第二环形侧壁15之间形成隔离槽12。基座1的底部与壳体基本齐平，以基座1的底部为基准作为共模干扰抑制器2的安装面，保证集成式滤波器100安装于外壳上时共模干扰抑制器2位于外壳的外侧。第一环形侧壁14和第二环形侧壁15围成一个环形的隔离槽12，隔离槽12的形状与磁环的形状相匹配，第一环形侧壁14和第二环形侧壁15对磁环的安装位置进行限定。

在一实施例中，第一环形侧壁14的凸出高度和第二环形侧壁15的凸出高度均大于共模干扰抑制器2的厚度。共模干扰抑制器2安装于隔离槽12内时，第一环形侧壁14与第二环形侧壁15能够对共模干扰抑制器2起到保护作用。与此同时，第一环形侧壁14还能起到分隔输入线和共模干扰抑制器2的作用。

在一实施例中，基座1的底部与第二环形侧壁15的外壁之间连接多个加强筋16，多个加强筋16沿第二环形侧壁15的外周间隔设置。由于第二环形侧壁15属于露出于壳体外部的结构，通过设置加强筋16提高第二环形侧壁15的自身强度以及第二环形侧壁15与基座1底部的连接强度，减少第二环形侧壁15磕碰损坏的风险，从而提高对共模干扰抑制器2的保护作用的有效性。

在一实施例中，基座1还包括隔板17，隔板17将安装腔11分隔为两个子腔，两个电极母排3的输入端31一一对应地伸入两个子腔内。隔板17起到分隔两个电极母排3的作用以及分隔两个输入线的作用，避免两个电极母排3或两个输入线接触造成的短接风险，保证主功率板上的各个电气元器件正常运行。

在一实施例中，安装腔11的侧面具有一开口，电极母排3的输入端31正对开口；两个电极母排3远离输入端31的一端露出于基座1以形成输出端32，两个电极母排3的输出端32用于与电子设备的主功率板电连接。通过设置开口使电极母排3的输入端31露出，且电极母排3的输出端32也露出，方便进行接线操作。

在一实施例中，输入端31和输出端32均开设有接线孔33，基座1对应接线孔33的位置开设有螺纹孔18。在进行接线时，导线缠绕在螺栓上，螺栓穿过接线孔33并与基座1螺纹连接，使导线与输入端31或输出端32紧密连接。导线可以是输入线，也可以是连接输出端32与主功率板连接导线。

在一实施例中，基座1上还开设有用于与电子设备固定的安装位。安装位用于与外壳上的待安装位配合对集成式滤波器100的安装位置进行限定。具体的，安装位可以是设置于基座1底部的安装孔，紧固件穿过安装孔与外壳连接，紧固件可以是螺栓。或者安装位可以是定位凸起，外壳上开设定位孔，定位凸起卡入定位孔内，并通过粘接、卡扣连接等方式固定。

另外，本实用新型还提供了一种电子设备，电子设备包括外壳、主功率板、输入线以及如上述的集成式滤波器100，主功率板设置于外壳内，基座1穿过外壳，输入线穿过通孔13并与电极母排3电连接，电极母排3与主功率板电连接以向主功率板供电。由于该电子设备包括如上述所述的集成式滤波器100，因此该电子设备具备上述集成式滤波器100的所有有益效果，再此不一一赘述。其中，外壳由导磁金属制成，起到屏蔽体的作用。

请结合参见图5和图6，横轴为频率，纵轴为数值，peak线为峰值数据，av线为均值数据，对比图5和图6可知，本申请中的集成式滤波器100应用于电子设备上相较于传统的将共模电感在壳体内的方案，在150kHz～108MHz范围内，均值数据和峰值数据均有明显下降，特别是在6MHz和大于30MHz时，最高峰可降低10dB以上。由上可知，本申请中将集成式滤波器100应用于电子设备，可以有效降低共模干扰。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成式滤波器，其特征在于，所述集成式滤波器包括：

基座，所述基座的一侧设置安装腔，所述安装腔靠近所述基座底部的一侧设有通孔；所述基座的底部设置有隔离槽，所述隔离槽位于所述通孔的外围；

相互绝缘的两个电极母排，两个所述电极母排的输入端均伸入所述安装腔内，两个所述电极母排的输入端通过所述通孔与外部电子设备的输入线电连接；

共模干扰抑制器，所述共模干扰抑制器设置于所述隔离槽内。

2.如权利要求1所述的集成式滤波器，其特征在于，所述安装腔的侧面具有一开口，所述电极母排的输入端正对所述开口；两个所述电极母排远离所述输入端的一端露出于所述基座以形成输出端，两个所述电极母排的所述输出端用于与所述电子设备的主功率板电连接。

3.如权利要求1所述的集成式滤波器，其特征在于，所述基座的底部设置有第一环形侧壁和第二环形侧壁，所述第一环形侧壁和所述第二环形侧壁自所述基座的底部向远离所述安装腔的方向凸出，所述第二环形侧壁设置于第一环形侧壁的外围，且所述第一环形侧壁与所述第二环形侧壁之间形成所述隔离槽。

4.如权利要求3所述的集成式滤波器，其特征在于，所述第一环形侧壁的凸出高度和所述第二环形侧壁的凸出高度均大于所述共模干扰抑制器的厚度。

5.如权利要求3所述的集成式滤波器，其特征在于，所述基座的底部与所述第二环形侧壁的外壁之间连接多个加强筋，多个所述加强筋沿所述第二环形侧壁的外周间隔设置。

6.如权利要求1所述的集成式滤波器，其特征在于，所述基座还包括隔板，所述隔板将所述安装腔分隔为两个子腔，两个所述电极母排的所述输入端一一对应地伸入两个所述子腔内。

7.如权利要求2所述的集成式滤波器，其特征在于，所述输入端和所述输出端均开设有接线孔，所述基座对应所述接线孔的位置开设有螺纹孔。

8.如权利要求1至7中任一项所述的集成式滤波器，其特征在于，所述基座上还开设有用于与电子设备固定的安装位。

9.如权利要求1至7中任一项所述的集成式滤波器，其特征在于，所述共模干扰抑制器为磁环。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括外壳、主功率板、输入线以及如权利要求1至9中任一项所述的集成式滤波器，所述主功率板设置于所述外壳内，所述基座穿过所述外壳，所述共模干扰抑制器位于所外壳的外侧，所述输入线穿过所述通孔并与所述电极母排电连接，所述电极母排与所述主功率板电连接以向所述主功率板供电。

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