CN220139424U - 一种emi滤波保护电路及emi滤波保护设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种EMI滤波保护电路及EMI滤波保护设备，用于连接单相交流电路和负载，所述EMI滤波保护电路包括前级滤波保护电路、共模电感以及六级滤波电路；通过前级滤波保护电路实现电路的过流保护以及对电磁干扰信号的初步滤除，通过所述共模电感抑制火线到地与零线到地的共模的电磁干扰信号，以及通过所述六级滤波电路能够有效对电路中差模和共模的电磁干扰信号进行滤除和抑制。应用本申请所述EMI滤波保护电路，能够有效的滤除单相交流电路与用电设备相互之间的电磁干扰，滤除效果好、性能稳定以及使用安全，并且设置的滤波级数恰好、无需再多级滤波电路，能够节省不必要的成本。
Description
技术领域
本申请涉及一种EMI滤波保护电路领域，特别是涉及一种EMI滤波保护电路及EMI滤波保护设备。
背景技术
现在家庭中越来越普遍的使用各种家用电器或用电设备，然而在这些用电设备增多、功能更加丰富以及性能变得更高的同时，用电设备之间也面临着电磁干扰越发严重的问题。在家用电路网络中，一种电子设备产生的电磁干扰通过家用电路网络传导从而对其他电子设备造成扰乱和破坏，例如电磁炉等大功率电器启动时产生的电磁干扰，造成家庭的照明灯闪烁。对此，一方面要滤除来自家用电路网络的电磁干扰，避免影响用电设备的正常工作，另一方面还要避免用电设备向家用电路网络发出电磁干扰，以免影响其他用电设备的正常工作。
EMI滤波器能够发挥积极的作用，其用来滤除电磁干扰，抑制和衰减外界所产生的电磁干扰信号、避免干扰受保护的用电设备，同时抑制和衰减受保护的用电设备对外界产生电磁干扰。但是随着用电环境越来越复杂，对于EMI滤波器的滤波效果、性能稳定性和安规性能等都有了更进一步的要求，而现有的EMI滤波器已不能很好的满足实际需要，其滤波效果、性能稳定性和安规性能等都有待进一步提高。
实用新型内容
基于此，本申请的目的在于，提供一种EMI滤波保护电路，具有更好的抑制和滤除电磁干扰信号的效果且性能更稳定以及使用更安全。
本申请实施例公开了一种EMI滤波保护电路，用于连接单相交流电路和负载，包括前级滤波保护电路、共模电感以及六级滤波电路；所述前级滤波保护电路的输入端用于连接单相交流电路，所述前级滤波保护电路的输出端连接所述共模电感的输入端；所述共模电感的输出端连接所述六级滤波电路的输入端，所述六级滤波电路的输出端用于连接负载；其中，所述六级滤波电路包括由第二差模电感电路(L2)构成的第一级滤波电路、由第二差模电容电路(CX2)构成的第二级滤波电路、由第一差模电感电路(L1)构成的第三级滤波电路、由第三差模电容电路(CX3)构成的第四级滤波电路、由共模滤波电路构成的第五级滤波电路以及由第三差模电感电路(L3)和第四差模电感电路(L4)构成的第六级滤波电路。
在一个实施例中，所述第一差模电感电路(L1)的一端连接所述共模电感的第一输出端(3)以及连接所述第二差模电容电路(CX2)的一端，所述第一差模电感电路(L1)的另一端连接所述第三差模电容电路(CX3)的一端；
所述第二差模电容电路(CX2)的另一端与所述第三差模电容电路(CX3)的另一端连接并通过所述第二差模电感电路(L2)连接至所述共模电感的第二输出端(4)；
所述第一差模电感电路(L1)的另一端与所述第三差模电容电路(CX3)的另一端通过所述共模滤波电路接地；
所述第一差模电感电路(L1)的另一端与所述第三差模电感电路(L3)的一端连接；
所述第三差模电容电路(CX3)的另一端与所述第四差模电感电路(L4)的一端连接；
所述第三差模电感电路(L3)的另一端以及所述第四差模电感电路(L4)的另一端分别连接所述六级滤波电路的第一、第二输出端。
在一个实施例中，所述共模滤波电路包括第一共模电容(CY1)和第二共模电容(CY2)；
所述第一差模电感电路(L1)的另一端与所述第一共模电容(CY1)的一端连接并通过所述第一共模电容(CY1)的另一端接地；
所述第三差模电容电路(CX3)的另一端与所述第二共模电容(CY2)的一端连接并通过所述第二共模电容(CY2)的另一端接地。
在一个实施例中，所述共模电感采用扁平线共模电感；所述第一差模电感电路(L1)、所述第二差模电感电路(L2)、所述第三差模电感电路(L3)、所述第四差模电感电路(L4)皆采用铁硅铝磁环电感；所述第二差模电容电路(CX2)和所述第三差模电容电路(CX3)皆采用安规X电容，所述第一共模电容(CY1)和所述第二共模电容(CY2)皆采用安规Y电容。
在一个实施例中，所述第一差模电感电路(L1)、第二差模电感电路(L2)、第三差模电感电路(L3)、第四差模电感电路(L4)的电感量皆为47uH，所述第二差模电容电路(CX2)和所述第三差模电容电路(CX3)的电容值皆为0.1uF，所述第一共模电容(CY1)和所述第二共模电容(CY2)的电容值皆为2.2nF，所述共模电感的电感量取值范围为2至20mH。
在一个实施例中，所述前级滤波保护电路包括保险管(FUSE1)、压敏电阻(RZ1)、第一差模电容(CX1)以及第一放电电阻(R1)；
所述保险管(FUSE1)的一端连接所述前级滤波保护电路的第一输入端，另一端连接所述压敏电阻(RZ1)的一端；所述压敏电阻(RZ1)的另一端连接所述前级滤波保护电路的第二输入端；
所述第一差模电容(CX1)、所述第一放电电阻(R1)分别与所述压敏电阻(RZ1)并联；
所述压敏电阻(RZ1)的两端分别连接所述共模电感的两个输入端(1、2)。
在一个实施例中，所述前级滤波保护电路还包括第二放电电阻(R2)，所述第二放电电阻(R2)与所述压敏电阻(RZ1)并联。
在一个实施例中，所述第一差模电容(CX1)采用电容值为0.47uF的安规X电容，所述第一放电电阻(R1)的阻值为1MΩ。
本申请实施例还公开了一种EMI滤波保护设备，包括壳体以及设置在所述壳体内的如上述实施例任意一项所述的EMI滤波保护电路。
在一个实施例中，所述壳体内部的一个底面设置有电路板固定结构，包括所述EMI滤波保护电路的电路板通过所述电路板固定结构固定于所述壳体内部；所述壳体的侧面设有过线孔以及安装固定部件。
本申请实施例所述的EMI滤波保护电路以及EMI滤波保护设备，通过前级滤波保护电路实现电路的过流保护以及对电磁干扰信号的初步滤除，通过所述共模电感抑制火线到地与零线到地的共模的电磁干扰信号，以及通过所述六级滤波电路能够有效对电路中差模和共模的电磁干扰信号进行滤除和抑制。应用本申请实施例所述EMI滤波保护电路，能够有效的滤除单相交流电路与用电设备相互之间的电磁干扰，滤除效果好、性能稳定以及使用安全，并且设置的滤波级数恰好、无需再多级滤波电路，能够节省不必要的成本。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本申请。
附图说明
图1为本申请实施例的EMI滤波保护电路的电路结构示意图；
图2为本申请实施例的EMI滤波保护设备的结构示意图。
具体实施方式
请参考图1，本申请实施例公开了一种EMI滤波保护电路，用于连接单相交流电路和负载，包括前级滤波保护电路10、共模电感20以及六级滤波电路30；所述前级滤波保护电路10的输入端用于连接单相交流电路，所述前级滤波保护电路10的输出端连接所述共模电感20的输入端；所述共模电感20的输出端连接所述六级滤波电路30的输入端，所述六级滤波电路30的输出端用于连接负载。
所述单相交流电路是指由火线和零线组成的供电电路，其提供的单相交流电一般为220V，可以作为家庭用电。
本实施例所述负载是指使用所述单向交流电路提供的电能进行工作的用电设备，主要为家用电器产品例如电动晾衣机、电动窗帘控制器、料理机、家庭空调等。
所述前级滤波保护电路10用于对电路进行过流保护以及对电磁干扰信号进行滤除，以及还可以根据需要设置雷击浪涌防护功能和其他的电路保护功能。
在一个实施例中，所述前级滤波保护电路10包括保险管(FUSE1)、压敏电阻(RZ1)、第一差模电容(CX1)以及第一放电电阻(R1)；
所述保险管(FUSE1)的一端连接所述前级滤波保护电路10的第一输入端，另一端连接所述压敏电阻(RZ1)的一端；所述压敏电阻(RZ1)的另一端连接所述前级滤波保护电路10的第二输入端；
所述第一差模电容(CX1)、所述第一放电电阻(R1)分别与所述压敏电阻(RZ1)并联；
所述压敏电阻(RZ1)的两端分别连接所述共模电感的两个输入端(1、2)。
本实施例中，所述前级滤波保护电路的第一输入端用于连接单相交流电路的火线端(L)，所述前级滤波保护电路的第二输入端用于连接单相交流电路的零线端(N)。在其他实施例中，所述前级滤波保护电路的第一、第二输入端也可以分别接单相交流电路的零线端(N)和火线端(L)，相应的所述六级滤波电路的输出端在连接负载时，连接负载的对应供电端。
所述前级滤波保护电路10通过所述保险管(FUSE1)实现电路的过流保护，当电路中的电流过大时能够将电路断开；通过所述压敏电阻(RZ1)实现雷击、浪涌等的瞬态过电压保护；通过所述第一差模电容(CX1)滤除火线与零线之间的差模信号；以及通过所述第一放电电阻(R1)能够在电路断电后，对电路中的电容器包括所述第一差模电容(CX1)进行放电，防止人触摸电路后触电。
其中，差模电容是用于连接在火线与零线之间滤除差模干扰信号的电容。
本实施所述第一差模电容(CX1)优选采用安规X电容，安规X电容在失效后不会导致电击，不会造成人体伤害，具有更高的安全性。
本实施例所述保险管(FUSE1)、压敏电阻(RZ1)、第一差模电容(CX1)以及第一放电电阻(R1)可以根据情况确定合适的电气参数取值，在一个实施例中，所述第一差模电容(CX1)的电容值为0.47uF，且所述第一放电电阻(R1)的阻值为1MΩ。
在一个实施例中，所述前级滤波保护电路10还包括第二放电电阻(R2)，所述第二放电电阻(R2)与所述压敏电阻(RZ1)并联。通过增加所述第二放电电阻(R2)，同样在电路断电后，对电路中的电容器包括所述第一差模电容(CX1)进行放电，防止人触摸电路后触电，能够进一步提高电路的安全性，避免在只有一个放电电阻(R1)的情况下，一旦所述第一放电电阻(R1)失效而导致不能够对电路实现放电保护。所述第二放电电阻(R2)的阻值可以选取与所述第一放电电阻(R1)相同的阻值，在一个实施例中所述第二放电电阻(R2)的阻值为1MΩ。
本实施例所述共模电感20用于抑制火线到地与零线到地的共模的电磁干扰信号，其也指共模扼流圈。在一个实施例中，所述共模电感20可以采用扁平线共模电感或磁环共模电感，优选的采用扁平线共模电感(L0)。
本实施例所述六级滤波电路30用于实现六级滤波，能够有效滤除或抑制电路中差模和共模的电磁干扰信号。具体的，所述六级滤波电路30是由差模电感电路、差模电容电路、共模滤波电路等构成六个层级的滤波电路，通过六个层级的滤波电路恰好能够起到有效的滤除电磁干扰的作用，而无需更多级滤波，一方面节省了不必要的成本，同时也避免了增加过多元件可能造成的更高的故障几率。
在一个实施例中，所述六级滤波电路30包括由第二差模电感电路(L2)构成的第一级滤波电路、由第二差模电容电路(CX2)构成的第二级滤波电路、由第一差模电感电路(L1)构成的第三级滤波电路、由第三差模电容电路(CX3)构成的第四级滤波电路、由共模滤波电路301构成的第五级滤波电路以及由第三差模电感电路(L3)和第四差模电感电路(L4)构成的第六级滤波电路；
所述第一差模电感电路(L1)的一端连接所述共模电感20的第一输出端(3)以及连接所述第二差模电容电路(CX2)的一端，所述第一差模电感电路(L1)的另一端连接所述第三差模电容电路(CX3)的一端；
所述第二差模电容电路(CX2)的另一端与所述第三差模电容电路(CX3)的另一端连接并通过所述第二差模电感电路(L2)连接至所述共模电感20的第二输出端(4)；
所述第一差模电感电路(L1)的另一端与所述第三差模电容电路(CX3)的另一端通过所述共模滤波电路301接地；
所述第一差模电感电路(L1)的另一端与所述第三差模电感电路(L3)的一端连接；
所述第三差模电容电路(CX3)的另一端与所述第四差模电感电路(L4)的一端连接；
所述第三差模电感电路(L3)的另一端以及所述第四差模电感电路(L4)的另一端分别连接所述六级滤波电路30的第一、第二输出端。
本实施例所述六级滤波电路30通过所述第二差模电感电路(L2)进行第一级的滤波，其可与所述第二差模电容电路(CX2)配合，抑制火线与零线之间的差模干扰信号；通过所述第二差模电容电路(CX2)实现第二级的滤波，能够滤除火线与零线之间的差模干扰信号；通过所述第一差模电感电路(L1)进行第三级的滤波，其可与所述第三差模电容电路(CX3)配合，同理，抑制火线与零线之间的差模干扰信号；通过所述第三差模电容电路(CX3)实现第四级的滤波，再一次滤除火线与零线之间的差模干扰信号；通过所述共模滤波电路301实现第五级的滤波，分别对火线与地线以及零线与地线之间的共模干扰信号进行滤除，最后通过所述第三差模电感电路(L3)和所述第四差模电感电路(L4)实现第六级的滤波，能够分别抑制火线上的电磁干扰信号和零线上的电磁干扰信号。
其中，差模电感电路是用于抑制电路的差模干扰信号的电路，其可以是由差模电感或差模扼流圈构成。具体的，差模电感可以采用铁硅铝磁环电感，也可以采用其他类型的差模电感元件。
在一个实施例中，所述第一差模电感电路(L1)、所述第二差模电感电路(L2)、所述第三差模电感电路(L3)、所述第四差模电感电路(L4)皆采用铁硅铝磁环电感。
其中，差模电容电路是用于过滤火线与零线之间的差模干扰信号的电路，其可以是由至少一个差模电容构成，差模电容可以采用安规X电容。
本实施例中，所述第二差模电容电路(CX2)和所述第三差模电容电路(CX3)皆分别由一个差模电容构成，并且优选的采用安规X电容，具有更高的安全性。
其中，所述共模滤波电路301是用于对火线与地线或者零线与地线之间的共模的干扰信号进行滤除的电路，其可以由共模电容构成；共模电容是用于过滤火线与地线或者零线与地线之间的共模干扰信号的电容，例如安规Y电容。
在一个实施例中，所述共模滤波电路301包括第一共模电容(CY1)和第二共模电容(CY2)；所述第一差模电感电路(L1)的另一端与所述第一共模电容(CY1)的一端连接并通过所述第一共模电容(CY1)的另一端接地；所述第三差模电容电路(CX3)的另一端与所述第二共模电容(CY2)的一端连接并通过所述第二共模电容(CY2)的另一端接地。
本实施例所述第一共模电容(CY1)和所述第二共模电容(CY2)优选的采用安规Y电容，安规Y电容在失效后不会导致电击，不会造成人体伤害，具有更高的安全性。
所述六级滤波电路30中的组成元件可根据情况确定具体的电气参数取值并选用合适的元件。
在一个实施例中，所述第一差模电感电路(L1)、第二差模电感电路(L2)、第三差模电感电路(L3)、第四差模电感电路(L4)的电感量皆为47uH，所述第二差模电容电路(CX2)和所述第三差模电容电路(CX3)的电容值皆为0.1uF，所述第一共模电容电路(CY1)和所述第二共模电容电路(CY2)的电容值皆为2.2nF，所述共模电感的电感量取值范围为2至20mH。
本申请实施例所述的EMI滤波保护电路，通过前级滤波保护电路10实现电路的过流保护以及对电磁干扰信号的初步滤除，通过所述共模电感20抑制火线到地与零线到地的共模的电磁干扰信号，以及通过所述六级滤波电路30能够有效对电路中差模和共模的电磁干扰信号进行滤除和抑制。应用本申请实施例所述EMI滤波保护电路，能够恰好有效的滤除单相交流电路与用电设备相互之间的电磁干扰，包括滤除来自于火线和零线的电磁干扰，同时也抑制用电设备对火线和零线发出电磁干扰、避免影响同一电磁环境下其他用电设备的正常工作；滤除电磁干扰的效果好、性能稳定以及使用安全，并且设置的滤波级数恰好、无需再多级滤波电路，能够节省不必要的成本。
请参考图2，本申请实施例还公开了一种EMI滤波保护设备，包括壳体40以及设置在所述壳体40内的如上述实施例任意一项所述的EMI滤波保护电路。
所述EMI滤波保护设备的壳体40可以根据实际应用场景确定具体的形状和结构设计，使得能够便于安装。在一个实施例中，所述壳体的形状可以为长方体。
在一个实施例中，所述壳体40内部的一个底面设置有电路板固定结构401，包括所述EMI滤波保护电路的电路板50通过所述电路板固定结构401固定于所述壳体40内部；所述壳体40的侧面设有过线孔402以及安装固定部件403。
本实施例，所述壳体40的过线孔402可用于单相交流电路的引线以及用电设备的引线穿过并与所述壳体40内的所述EMI滤波保护电路进行连接，所述电路板50可通过所述电路板固定结构401固定在所述壳体40内，以及所述EMI滤波保护设备可通过所述安装固定部件403固定在安装的位置例如墙壁上。
其中，所述电路板固定结构401可以具体多种设计，在一个实施例中，其可以为螺丝固定槽，与所述电路板50上的螺丝孔配合，从而通过螺丝钉可实现将所述电路板50固定在所述壳体40内。
其中，所述安装固定部件403用于安装固定所述壳体40，其可以有多种不同的设计，在本实施例中，其是具有穿孔的部件，可以利用螺丝钉通过该穿孔将所述安装固定部件403固定在安装的位置上。
本申请实施例所述的EMI滤波保护电路和EMI滤波保护设备，可以设置在220V市电网与用电设备之间，用来滤除市电网中的电压瞬变和高频干扰，同时也防止用电设备产生的干扰例如开关电源中的开关管产生的高频干扰传输到市电网中，能够避免对市电网中的其他用电设备的高频干扰，同时防止造成电磁辐射污染。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本申请也意图包含这些改动和变形。
Claims (10)
1.一种EMI滤波保护电路，用于连接单相交流电路和负载，其特征在于，包括前级滤波保护电路、共模电感以及六级滤波电路；所述前级滤波保护电路的输入端用于连接单相交流电路，所述前级滤波保护电路的输出端连接所述共模电感的输入端；所述共模电感的输出端连接所述六级滤波电路的输入端，所述六级滤波电路的输出端用于连接负载；其中，所述六级滤波电路包括由第二差模电感电路(L2)构成的第一级滤波电路、由第二差模电容电路(CX2)构成的第二级滤波电路、由第一差模电感电路(L1)构成的第三级滤波电路、由第三差模电容电路(CX3)构成的第四级滤波电路、由共模滤波电路构成的第五级滤波电路以及由第三差模电感电路(L3)和第四差模电感电路(L4)构成的第六级滤波电路。
2.根据权利要求1所述的EMI滤波保护电路，其特征在于，所述第一差模电感电路(L1)的一端连接所述共模电感的第一输出端(3)以及连接所述第二差模电容电路(CX2)的一端，所述第一差模电感电路(L1)的另一端连接所述第三差模电容电路(CX3)的一端；
所述第二差模电容电路(CX2)的另一端与所述第三差模电容电路(CX3)的另一端连接并通过所述第二差模电感电路(L2)连接至所述共模电感的第二输出端(4)；
所述第一差模电感电路(L1)的另一端与所述第三差模电容电路(CX3)的另一端通过所述共模滤波电路接地；
所述第一差模电感电路(L1)的另一端与所述第三差模电感电路(L3)的一端连接；
所述第三差模电容电路(CX3)的另一端与所述第四差模电感电路(L4)的一端连接；
所述第三差模电感电路(L3)的另一端以及所述第四差模电感电路(L4)的另一端分别连接所述六级滤波电路的第一、第二输出端。
3.根据权利要求2所述的EMI滤波保护电路，其特征在于，所述共模滤波电路包括第一共模电容(CY1)和第二共模电容(CY2)；
所述第一差模电感电路(L1)的另一端与所述第一共模电容(CY1)的一端连接并通过所述第一共模电容(CY1)的另一端接地；
所述第三差模电容电路(CX3)的另一端与所述第二共模电容(CY2)的一端连接并通过所述第二共模电容(CY2)的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的EMI滤波保护电路，其特征在于，所述共模电感采用扁平线共模电感；所述第一差模电感电路(L1)、所述第二差模电感电路(L2)、所述第三差模电感电路(L3)、所述第四差模电感电路(L4)皆采用铁硅铝磁环电感；所述第二差模电容电路(CX2)和所述第三差模电容电路(CX3)皆采用安规X电容，所述第一共模电容(CY1)和所述第二共模电容(CY2)皆采用安规Y电容。
5.根据权利要求3或4所述的EMI滤波保护电路，其特征在于，所述第一差模电感电路(L1)、第二差模电感电路(L2)、第三差模电感电路(L3)、第四差模电感电路(L4)的电感量皆为47uH，所述第二差模电容电路(CX2)和所述第三差模电容电路(CX3)的电容值皆为0.1uF，所述第一共模电容(CY1)和所述第二共模电容(CY2)的电容值皆为2.2nF，所述共模电感的电感量取值范围为2至20mH。
6.根据权利要求1所述的EMI滤波保护电路，其特征在于，所述前级滤波保护电路包括保险管(FUSE1)、压敏电阻(RZ1)、第一差模电容(CX1)以及第一放电电阻(R1)；
所述保险管(FUSE1)的一端连接所述前级滤波保护电路的第一输入端，另一端连接所述压敏电阻(RZ1)的一端；所述压敏电阻(RZ1)的另一端连接所述前级滤波保护电路的第二输入端；
所述第一差模电容(CX1)、所述第一放电电阻(R1)分别与所述压敏电阻(RZ1)并联；
所述压敏电阻(RZ1)的两端分别连接所述共模电感的两个输入端(1、2)。
7.根据权利要求6所述的EMI滤波保护电路，其特征在于，所述前级滤波保护电路还包括第二放电电阻(R2)，所述第二放电电阻(R2)与所述压敏电阻(RZ1)并联。
8.根据权利要求6所述的EMI滤波保护电路，其特征在于，所述第一差模电容(CX1)采用电容值为0.47uF的安规X电容，所述第一放电电阻(R1)的阻值为1MΩ。
9.一种EMI滤波保护设备，其特征在于，包括壳体以及设置在所述壳体内的如权利要求1至8任意一项所述的EMI滤波保护电路。
10.根据权利要求9所述的EMI滤波保护设备，其特征在于，所述壳体内部的一个底面设置有电路板固定结构，包括所述EMI滤波保护电路的电路板通过所述电路板固定结构固定于所述壳体内部；所述壳体的侧面设有过线孔以及安装固定部件。
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