CN219436862U - 一种电磁干扰防护电源转换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电磁干扰防护电源转换电路，涉及电源转换领域。该电源转换电路包括第一电磁干扰防护单元、整流单元、第二电磁干扰防护单元、电源转换单元、第三电磁干扰防护单元；其中第一电磁干扰防护单元滤除交流电压的差模干扰信号，滤除后的交流电压经整流单元整流转换为直流电压，第二电磁干扰防护单元滤除所述直流电压中的交流电压信号，滤除后的直流电压经电源转换单元进行降压，第三电磁干扰防护单元滤除降压后的直流电压中的高频信号，产生低频直流电压。本实用新型可在实现电源转换功能的同时，有效减小电子设备在使用中因为电源转换产生的电磁干扰。

Description

一种电磁干扰防护电源转换电路

技术领域

本实用新型涉及电源转换领域，特别是涉及一种有电磁干扰防护的电源转换电路。

背景技术

随着社会的发展，电器和电子设备层出不穷，电子技术渗透到每个人的家庭和生活中，电器和电子设备的使用密度也随之增加。

在现有技术中，电源转换装置会带来电子设备之间的干扰，可能导致设备无法正常使用，设备的发射功率越来越大，设备间的干扰也越来越大，致使有限空间的电磁环境日趋恶化，尤其是电子设备的高频化、数字化、干扰信号的能量密度增大，使得电磁污染问题日益突出；且电磁干扰对人类有潜在的有害影响。尤其是那些带有心脏起搏器和除颤器等电子产品的人，都不应该掉以轻心。

因此，亟需一种电磁干扰防护电源转换电路，在实现电源转换功能的同时，有效减小电子设备在使用中因为电源转换带来的电磁干扰。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电磁干扰防护电源转换电路，可在实现电源转换功能的同时，有效减小电子设备在使用中因为电源转换产生的电磁干扰。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种电磁干扰防护电源转换电路，所述电磁干扰防护电源转换电路包括：

第一电磁干扰防护单元，用于滤除交流电压中的差模干扰信号；

整流单元，与所述第一电磁干扰防护单元连接，用于对滤除后的交流电压进行整流，转换为直流电压；

第二电磁干扰防护单元，与所述整流单元连接，用于滤除所述直流电压中的交流电压信号；

电源转换单元，与所述第二电磁干扰防护单元连接，用于对滤除后的直流电压进行降压；

第三电磁干扰防护单元，与所述电源转换单元连接，用于滤除降压后的直流电压中的高频信号，产生低频直流电压。

可选地，所述第一电磁干扰防护单元包括X电容；所述X电容的一端与所述交流电压的第一输入端连接，所述X电容的另一端与所述交流电压的第二输入端连接。

可选地，所述电磁干扰防护电源转换电路还包括保险丝和第一电阻；所述保险丝的一端与所述交流电压的第一输入端连接，所述保险丝的另一端分别与所述第一电阻的一端和所述X电容的一端连接；所述第一电阻的另一端分别与所述交流电压的第二输入端和所述X电容的另一端连接。

可选地，所述整流单元为整流桥；所述整流桥的第一端与所述X电容的一端连接，所述整流桥的第二端与所述X电容的另一端连接，所述整流桥的第三端和第四端均与所述第二电磁干扰防护单元连接。

可选地，所述第二电磁干扰防护单元包括：第二电容、第三电容、第四电容和第一电感；所述第二电容的一端分别与所述整流桥的第三端和所述第一电感的一端连接，所述第二电容的另一端分别与所述整流桥的第四端、所述第三电容的另一端和所述第四电容的另一端连接；所述第三电容的一端分别与所述第一电感的另一端和所述第四电容的一端连接，所述第四电容还与所述电源转换单元连接。

可选地，所述电源转换单元包括：第一电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、单片机、第二电阻、第三电阻、稳压二极管、续流二极管和第二电感；所述第一电容的正极分别与所述第四电容的一端和所述单片机的输入引脚连接，所述第一电容的负极分别与所述第四电容的另一端以及地连接；所述第二电阻的一端与所述单片机的采样引脚连接，所述第二电阻的另一端分别与所述单片机的接地引脚、所述第五电容的另一端、所述稳压二极管的负极和所述第二电感的一端连接；所述第五电容的一端分别与所述单片机的电源引脚、所述单片机的控制引脚和所述续流二极管的负极连接；所述稳压二极管的正极分别与所述第三电阻的另一端、所述第八电容的另一端、所述第六电容的另一端、所述第七电容的另一端以及地连接；所述续流二极管的正极分别与所述第二电感的另一端、所述第三电阻的一端、所述第八电容的一端、所述第六电容的一端、所述第七电容的一端连接；所述第七电容还与所述第三电磁干扰防护单元连接。

可选地，所述第三电磁干扰防护单元包括磁珠电感；所述磁珠电感的一端与所述第七电容的一端连接，所述磁珠电感的另一端与所述低频直流电压的第一输出端连接；所述第七电容的另一端与所述低频直流电压的第二输出端连接。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

第一电磁干扰防护单元滤除交流电压的差模干扰信号，滤除后的交流电压经整流单元整流转换为直流电压，第二电磁干扰防护单元滤除所述直流电压中的交流电压信号，滤除后的直流电压经电源转换单元进行降压，第三电磁干扰防护单元滤除降压后的直流电压中的高频信号，产生低频直流电压。本实用新型可在实现电源转换功能的同时，有效减小电子设备在使用中因为电源转换产生的电磁干扰。

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为现有电源转换电路的电路图；

图2为现有电源转换电路的原理图；

图3为本实用新型电磁干扰防护电源转换电路的结构框图；

图4为本实用新型电磁干扰防护电源转换电路的电路图；

图5为本实用新型电磁干扰防护电源转换电路的PCB图；

图6为本实用新型电磁干扰防护电源转换电路的传导干扰频谱图；

图7为本实用新型电磁干扰防护电源转换电路的辐射干扰频谱图。

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做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。

如图1和图2所示，现有的220VAC转3.3VDC电源转换方案是通过整流桥，将220VAC整流成220VDC后，再通过电源转换电路转为3.3VDC，其中电源转换电路中会引发电磁干扰，包括传导干扰和辐射干扰。

本实用新型的目的是提供一种电磁干扰防护电源转换电路，通过整流、降压实现电源转换功能，同时，通过电磁干扰防护来减少电源转换带来的电磁干扰。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图3所示，本实用新型提供的电磁干扰防护电源转换电路包括：第一电磁干扰防护单元1、第二电磁干扰防护单元2、第三电磁干扰防护单元3、整流单元4及电源转换单元5。

其中，第一电磁干扰防护单元1用于滤除交流电压中的差模干扰信号；整流单元4与第一电磁干扰防护单元1连接，整流单元4用于对滤除后的交流电压进行整流，交流电压转换为直流电压；第二电磁干扰防护单元2与整流单元4连接，第二电磁干扰防护单元2用于滤除直流电压中的交流电压信号；电源转换单元5与第二电磁干扰防护单元2连接，电源转换单元5用于对滤除后的直流电压进行降压；第三电磁干扰防护单元3与电源转换单元5连接，第三电磁干扰防护单元3滤除降压后的直流电压中的高频信号，产生低频直流电压。

进一步地，如图4所示，第一电磁干扰防护单元1包括X电容C10；X电容C10的一端与交流电压的第一输入端TP1连接，X电容C10的另一端与交流电压的第二输入端TP2连接。

进一步地，如图4所示，电磁干扰防护电源转换电路还包括保险丝F1和第一电阻R1；保险丝F1的一端与交流电压的第一输入端TP1连接，保险丝F1的另一端分别与第一电阻R1的一端和X电容C10的一端连接；第一电阻R1的另一端分别与交流电压的第二输入端TP3和X电容C10的另一端连接。

进一步地，如图4所示，整流单元4为整流桥U2；整流桥U2的第一端a与X电容C10的一端连接，整流桥U2的第二端b与X电容C10的另一端连接，整流桥U2的第三端c和第四端d均与第二电磁干扰防护单元2连接。

进一步地，如图4所示，第二电磁干扰防护单元2包括：第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第一电感L1；第二电容C2的一端分别与整流桥U2的第三端c和第一电感L1的一端连接，第二电容C2的另一端分别与整流桥U2的第四端d、第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端连接；第三电容C3的一端分别与第一电感L1的另一端和第四电容C4的一端连接，第四电容C4还与电源转换单元5连接；第二电容C2、第一电感L1和第三电容C3组成π型滤波电路，使直流电压更平滑。

进一步地，如图4所示，电源转换单元5包括：第一电容C1、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、单片机U1、第二电阻R2、第三电阻R3、稳压二极管D3、续流二极管D2和第二电感L2；第一电容C1的正极分别与第四电容C4的一端和单片机U1的输入引脚e连接，第一电容C1的负极分别与第四电容C4的另一端以及地连接；第二电阻R2的一端与单片机U1的采样引脚f连接，第二电阻R2的另一端分别与单片机U1的接地引脚i、第五电容C5的另一端、稳压二极管D3的负极和第二电感L2的一端连接；第五电容C5的一端分别与单片机U1的电源引脚g、单片机U1的控制引脚h和续流二极管D2的负极连接；稳压二极管D3的正极分别与第三电阻R3的另一端、第八电容C8的另一端、第六电容C6的另一端、第七电容C7的另一端以及地连接；续流二极管D2的正极分别与第二电感L2的另一端、第三电阻R3的一端、第八电容C8的一端、第六电容C6的一端、第七电容C7的一端连接；第七电容C7还与第三电磁干扰防护单元3连接。

进一步地，如图4所示，第三电磁干扰防护单元3包括磁珠电感L3；磁珠电感L3的一端与第七电容C7的一端连接，磁珠电感L3的另一端与低频直流电压的第一输出端TP3连接；第七电容C7的另一端与低频直流电压的第二输出端TP4连接。

本发明在整流桥U2前增加X电容C10用于滤除差模干扰信号，整流后增加由第二电容C2、第一电感L1和第三电容C3组成的C+L+C的π型滤波电路，在单片机U1的输入引脚e与GND之间串联第四电容C4能够较好的改善低频端的差模干扰，在低频直流电压的第一输出端TP3串联第三电感L3能够抑制高频信号干扰。

如图5所示，在电磁干扰防护电源转换电路的PCB布局中，第一电容C1应尽量靠近单片机U1的电源引脚g，可减小电磁干扰；第五电容C5、稳压二极管D3、续流二极管D2、第三电阻R3和第二电感L2所形成回路的环路面积尽量小，可减小电磁干扰。

在本实施例中，第一电感L1为1mH的色环电感；X电容C10采用0.1uF/450V的电容；第四电容C4为10pF/500V的陶瓷电容，第二电容C2和第三电容C3采用0.1uF/450V的电容，第一电容C1和第八电容C8均为电解电容；第一电阻R1为压敏电阻，型号为07D471K，单片机U1的型号为BP2525F，第二电阻R2的型号为0805，稳压二极管D3的型号为ES2J，续流二极管D2的型号为RS1M，以上选择并不以此为例，可以根据实际需要进行调整。

如图6至图7所示，是本实用新型电磁干扰防护电源转换电路的电磁干扰防护测试结果，包括传导干扰测试和辐射干扰测试，测试要求等级按照GB8424的CLASS B进行，传导干扰和辐射干扰均通过测试。电磁干扰防护电源转换电路的传导干扰数据如表1所示，电磁干扰防护电源转换电路的辐射干扰数据如表2所示。

表1电磁干扰防护电源转换电路的传导干扰数据表

表2电磁干扰防护电源转换电路的辐射干扰数据表

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种电磁干扰防护电源转换电路，其特征在于，所述电磁干扰防护电源转换电路包括：

第一电磁干扰防护单元，用于滤除交流电压中的差模干扰信号；

整流单元，与所述第一电磁干扰防护单元连接，用于对滤除后的交流电压进行整流，转换为直流电压；

第二电磁干扰防护单元，与所述整流单元连接，用于滤除所述直流电压中的交流电压信号；

电源转换单元，与所述第二电磁干扰防护单元连接，用于对滤除后的直流电压进行降压；

第三电磁干扰防护单元，与所述电源转换单元连接，用于滤除降压后的直流电压中的高频信号，产生低频直流电压。

2.根据权利要求1所述的电磁干扰防护电源转换电路，其特征在于，所述第一电磁干扰防护单元包括X电容；所述X电容的一端与所述交流电压的第一输入端连接，所述X电容的另一端与所述交流电压的第二输入端连接。

3.根据权利要求2所述的电磁干扰防护电源转换电路，其特征在于，所述电磁干扰防护电源转换电路还包括保险丝和第一电阻；所述保险丝的一端与所述交流电压的第一输入端连接，所述保险丝的另一端分别与所述第一电阻的一端和所述X电容的一端连接；所述第一电阻的另一端分别与所述交流电压的第二输入端和所述X电容的另一端连接。

4.根据权利要求2所述的电磁干扰防护电源转换电路，其特征在于，所述整流单元为整流桥；所述整流桥的第一端与所述X电容的一端连接，所述整流桥的第二端与所述X电容的另一端连接，所述整流桥的第三端和第四端均与所述第二电磁干扰防护单元连接。

5.根据权利要求4所述的电磁干扰防护电源转换电路，其特征在于，所述第二电磁干扰防护单元包括：第二电容、第三电容、第四电容和第一电感；所述第二电容的一端分别与所述整流桥的第三端和所述第一电感的一端连接，所述第二电容的另一端分别与所述整流桥的第四端、所述第三电容的另一端和所述第四电容的另一端连接；所述第三电容的一端分别与所述第一电感的另一端和所述第四电容的一端连接，所述第四电容还与所述电源转换单元连接。

6.根据权利要求5所述的电磁干扰防护电源转换电路，其特征在于，所述电源转换单元包括：第一电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、单片机、第二电阻、第三电阻、稳压二极管、续流二极管和第二电感；所述第一电容的正极分别与所述第四电容的一端和所述单片机的输入引脚连接，所述第一电容的负极分别与所述第四电容的另一端以及地连接；所述第二电阻的一端与所述单片机的采样引脚连接，所述第二电阻的另一端分别与所述单片机的接地引脚、所述第五电容的另一端、所述稳压二极管的负极和所述第二电感的一端连接；所述第五电容的一端分别与所述单片机的电源引脚、所述单片机的控制引脚和所述续流二极管的负极连接；所述稳压二极管的正极分别与所述第三电阻的另一端、所述第八电容的另一端、所述第六电容的另一端、所述第七电容的另一端以及地连接；所述续流二极管的正极分别与所述第二电感的另一端、所述第三电阻的一端、所述第八电容的一端、所述第六电容的一端、所述第七电容的一端连接；所述第七电容还与所述第三电磁干扰防护单元连接。

7.根据权利要求6所述的电磁干扰防护电源转换电路，其特征在于，所述第三电磁干扰防护单元包括磁珠电感；所述磁珠电感的一端与所述第七电容的一端连接，所述磁珠电感的另一端与所述低频直流电压的第一输出端连接；所述第七电容的另一端与所述低频直流电压的第二输出端连接。