CN220711333U - 一种快速连接型电力线滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速连接型电力线滤波器，通过在壳体上设置接线端和滤波器本体，滤波器本体包括第一滤波单元和第二滤波单元，第一电容、第二电容和第一电感模块构成高阻抗衰减的Π型滤波网络，第二电容、第二电感模块构成抑制通信信号通过的T型滤波器网络，第三电容、第四电容和连接在接线端的电力线构成抑制共模信号的地网络，Π型滤波网络和T型滤波器网络形成双级滤波，对不同阻抗环境可以正反调转使用，不影响通信功能和高衰减功能互换模式，第三电感模块和第四电感模块滤掉高频干扰，具有调焦衰减信号大小和调节到合理通讯信号强度的特点，满足不干扰其它家电设备正常工作，滤掉其它电器产生的杂讯，以确认信号完整性。

Description

一种快速连接型电力线滤波器

技术领域

本实用新型属于滤波器技术领域，尤其涉及一种快速连接型电力线滤波器。

背景技术

在现有用电环境中，一些可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、物联网(Internet of Things，IOT)和音频等设备长期受到其它设备产生的电磁波干扰而无法正常工作，需要针对环境制作更多更快捷的滤波器装置以保证产品正常工作，来确保电网电磁环境纯净。然而，现有的滤波器体积大重量大，连接电力线时需要额外增加防护或放置于产品内部，使得滤波器连接电力线不方便，现有的电力线滤波器范围在0.15MHz-30MHz，频段较窄，也影响了电力滤波器的工作性能。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种快速连接型电力线滤波器，便于安装，可以调节衰减信号大小，满足不干扰其它家电设备正常工作，滤掉其它电器产生杂讯，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种快速连接型电力线滤波器，包括壳体、设置在所述壳体上的滤波器本体、与所述滤波器本体连接的接线端，所述滤波器本体包括第一滤波单元、第二滤波单元，所述第一滤波单元一端连接所述接线端，所述第一滤波单元另一端连接所述第二滤波单元，所述第一滤波单元包括第一电容、第一电感模块和第二电容，所述第一电容和所述第二电容并联在所述第一电感模块两端，所述第二滤波单元包括第三电容、第四电容和第二电感模块，所述第三电容和所述第四电容连接，所述第三电容、所述第四电容与所述第二电感模块连接，所述第三电容与所述第四电容连接处接地。

作为上述技术方案的进一步优选，所述滤波器本体还包括第三电感模块和第四电感模块，所述第三电感模块和所述第四电感模块并联连接至所述第二电感模块。

作为上述技术方案的进一步优选，所述第三电感模块和所述第四电感模块为镍芯或纳米晶材料并用于滤掉频率在1MHz-100MHz高频干扰波，对应信号衰减为10dB。

作为上述技术方案的进一步优选，所述第一电感模块为纳米晶材料或者锰锌材料并抑制0.1-30MHz的差模、共模干扰，对应的信号衰减为50dB。

作为上述技术方案的进一步优选，所述第二电感模块为铁芯或镍芯或锰锌磁芯并用于增强差分信号抑制，所述第二电感模块的滤波范围为0.1MHz-100MHz，对应的信号衰减为40dB。

作为上述技术方案的进一步优选，所述第一电容、所述第二电容和所述第一电感模块构成用于高阻抗衰减的Π型滤波网络。

作为上述技术方案的进一步优选，所述第二电容、所述第二电感模块构成用于抑制通信信号通过的T型滤波器网络。

作为上述技术方案的进一步优选，所述第三电容、所述第四电容和连接在接线端的电力线构成抑制共模信号的地网络。

作为上述技术方案的进一步优选，所述接线端包括多个插孔、所述多个插孔的水平投影方向垂直的限位柱，所述插孔与所述限位柱配合安装电力线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

通过在壳体上设置接线端和滤波器本体，滤波器本体包括第一滤波单元和第二滤波单元，第一电容、第二电容和第一电感模块构成用于高阻抗衰减的Π型滤波网络，第二电容、所述第二电感模块构成用于抑制通信信号通过的T型滤波器网络，所述第三电容、第四电容和连接在接线端的电力线构成抑制共模信号的地网络，Π型滤波网络和T型滤波器网络形成双级滤波，可以对不同阻抗环境可以正反调转使用，保证实际环境中不影响通信功能和高衰减功能互换模式，第三电感模块和第四电感模块可以滤掉高频干扰，使得本申请的滤波器具有调焦衰减信号大小和调节到合理通讯信号强度的特点，满足不干扰其它家电设备正常工作，滤掉其它电器产生的杂讯，以确认信号完整性。

附图说明

图1为本实用新型提出的快速连接型电力线滤波器的结构示意图；

图2为本实用新型提出的滤波器本体的结构框图；

图3为本实用新型提出的滤波器本体的电路图；

图4为本实用新型提出的快速连接型电力线滤波器的衰减能力示意图。

主要元件符号说明如下：

10-壳体；20-滤波器本体；30-接线端；40-第一滤波单元；50-第二滤波单元；60-第一电容；70-第一电感模块；80-第二电容；90-第三电容；100-第四电容；110-第二电感模块；120-第三电感模块；130-第四电感模块；140-插孔；150-限位柱。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

目前很多万物互联产品应用电力传输线进行信号通讯，但是信号的通信太强会影响其它设备的正常工作，信号太弱又会导致通讯不正常。电力线上又需要通过强电流，又需要通讯，导致目前很多单纯的滤波装置直接置入电力线路中会影响通讯，如果不做滤波器处理，各个电器的产生的干扰将导致通讯异常。

参阅图1、图2和图3，本实用新型提供了一种快速连接型电力线滤波器，包括壳体10、设置在所述壳体10上的滤波器本体20、与所述滤波器本体20连接的接线端30，所述滤波器本体20包括第一滤波单元40、第二滤波单元50，所述第一滤波单元40一端连接所述接线端30，所述第一滤波单元40另一端连接所述第二滤波单元50，所述第一滤波单元4包括第一电容60、第一电感模块70和第二电容80，所述第一电容60和所述第二电容80并联在所述第一电感模块70两端，所述第二滤波单元50包括第三电容90、第四电容100和第二电感模块110，所述第三电容90和所述第四电容100连接，所述第三电容90、所述第四电容100与所述第二电感模块110连接，所述第三电容90与所述第四电容100连接处接地。

本实施例中，所述滤波器本体20还包括第三电感模块120和第四电感模块130，所述第三电感模块120和所述第四电感模块130并联连接至所述第二电感模块110。所述第三电感模块120和所述第四电感模块130为镍芯或纳米晶材料并用于滤掉频率在1MHz-100MHz高频干扰波，对应信号衰减为10dB。所述第一电感模块70为纳米晶材料或者锰锌材料并抑制0.1-30MHz的差模、共模干扰，对应的信号衰减为50dB。所述第二电感模块110为铁芯或镍芯或锰锌磁芯并用于增强差分信号抑制，第二电感模块110的滤波范围为0.1MHz-100MHz，对应的信号衰减为40dB。所述第一电容60、所述第二电容80和所述第一电感模块70构成用于高阻抗衰减的Π型滤波网络。所述第二电容80、所述第二电感模块110构成用于抑制通信信号通过的T型滤波器网络，所述第三电容90、所述第四电容100和连接在接线端的电力线构成抑制共模信号的地网络，所述接线端30包括多个插孔140、所述多个插孔140的水平投影方向垂直的限位柱150，所述插孔140与所述限位柱150配合安装电力线。

需要说明的是，第一电感模块70为差模电感记为L1，第二电感模块110为共模电感记为L2，第一电容60和第二电容80均为x电容，第三电容90和第四电容100均为y电容，第一电容60记为Cx1，第二电容80记为Cx2，第三电容90和第四电容100记为Cy。差模电感的输入端连接电力线的L、N端，差模干扰信号是两个输入电源线之间反方向构成的电流回路信号，共模干扰信号是两个输入线上同方向与大地构成的电流回路信号，简言之，差模是某种信号在回路间传输回路的两条干线上信号相反，共模是两条干线上的信号相位相同。共模电感是双线双向绕制，差模电感是单向绕制，共模电感用于抑制共模干扰的滤波电感，差模电感是抑制差模干扰的滤波电感。第三电感模块120记为L3和第四电感模块130记为L4位于滤波器本体20的输出端可以组成滤掉高频干扰，实现的频率在1MHz-100MHz，衰减能力在10dB左右，第三电感模块120和第四电感模块130的材质为镍芯或纳米晶材料。

另外，壳体10为塑料，插孔140和限位柱150的数量均为三，滤波器本体20为方便快捷安装的连接端子的外形，接线端30可以连接电力线的L、N和G，限位柱150位于壳体10上表面，插孔140位于壳体10侧面，插孔140与限位柱150配合安装电力线，使用时只需要剥线插入插孔140，插孔140会通过按压限位柱150卡住导线，使滤波器本体20两端Pin对Pin对接。Π型滤波网络和T型滤波器网络位于产品内部形成双级滤波，对于不同阻抗环境可以正反调转使用，保证实际环境中不影响通信功能和高衰减功能互换模式，本申请中的滤波器可以做成长*宽*高为60mm*25mm*20mm，可以放置线槽或接线盒内，方便配合智能全屋设备走线槽和线盒。

现有的滤波器大多是金属外壳，需要灌胶、降噪等一系列复杂处理，接线端大多是裸露金属端子，不适合产品外露，需要有保护外壳或置于产品内部，而本实用新型的滤波器外部为塑料结构，可以快速连接，满足产品安全设计。在电力线的输入端增加主线的滤波器功能，解决目前PLC/IOT在电力应用场景时，防止信号干扰、外泄。在音视频领域，可以滤除线路重的杂讯，确保良好的音视频信号传输。产品内部是双级滤波，由Π型滤波和T型滤波搭配，针对不同阻抗环境可以正反调转使用，保证实际环境中不影响通信功能和高衰减功能互换模式。滤波器采用的现在新型材料(新型纳米晶材料，新型锰锌材质，铁粉芯、镍芯材质)搭配，可抑制范围从0.1MHz-100MHz，衰减能力范围可参阅图4，其中，Insertion loss表示插入损耗即滤波器接入的衰减能力，common mode表示共模信号，differential mode表示差模信号。采用小型快速连接盒体，使得连接方便快捷，电流范围可以做到1A-10A。能保证高衰减抑制线路中的电磁干扰，使得抑制能力达到55DB以上，PLC通信频段能达到65DB以上，可隔离PLC信号向外传播，同时保证区域内良好的通信能力。

本申请中的滤波器滤除电力通讯中的干扰信号，保证通讯的完整性，可靠性，抗干扰能力，区域网路的独立性。现在是万物互联时代，家庭内部原来越多的家用电器，电器之间要通讯，电器和外部要通讯。有些通讯是直接通过电力线通讯的设备，就需要一个可靠的信号传输，又不影响其它设备。较强的衰减能力，同等电流情况下，体积小于市场内电力滤波的。方便快捷安装方式，方便室内安装布线，塑料结构，安全可靠，接触保护良好。

应理解，通过在壳体10上设置接线端30和滤波器本体20，滤波器本体20包括第一滤波单元40和第二滤波单元50，第一电容60、第二电容80和第一电感模块70构成用于高阻抗衰减的Π型滤波网络，第二电容80、所述第二电感模块110构成用于抑制通信信号通过的T型滤波器网络，所述第三电容90、第四电容100和连接在接线端30的电力线构成抑制共模信号的地网络，Π型滤波网络和T型滤波器网络形成双级滤波，可以对不同阻抗环境可以正反调转使用，保证实际环境中不影响通信功能和高衰减功能互换模式，第三电感模块120和第四电感模块130可以滤掉高频干扰，使得本申请的滤波器具有调焦衰减信号大小和调节到合理通讯信号强度的特点，满足不干扰其它家电设备正常工作，滤掉其它电器产生的杂讯，以确认信号完整性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种快速连接型电力线滤波器，其特征在于，包括壳体、设置在所述壳体上的滤波器本体、与所述滤波器本体连接的接线端，所述滤波器本体包括第一滤波单元、第二滤波单元，所述第一滤波单元一端连接所述接线端，所述第一滤波单元另一端连接所述第二滤波单元，所述第一滤波单元包括第一电容、第一电感模块和第二电容，所述第一电容和所述第二电容并联在所述第一电感模块两端，所述第二滤波单元包括第三电容、第四电容和第二电感模块，所述第三电容和所述第四电容连接，所述第三电容、所述第四电容与所述第二电感模块连接，所述第三电容与所述第四电容连接处接地。

2.根据权利要求1所述的快速连接型电力线滤波器，其特征在于，所述滤波器本体还包括第三电感模块和第四电感模块，所述第三电感模块和所述第四电感模块并联连接至所述第二电感模块。

3.根据权利要求2所述的快速连接型电力线滤波器，其特征在于，所述第三电感模块和所述第四电感模块为镍芯或纳米晶材料并用于滤掉频率在1MHz-100MHz高频干扰波，对应信号衰减为10dB。

4.根据权利要求1所述的快速连接型电力线滤波器，其特征在于，所述第一电感模块为纳米晶材料或者锰锌材料并抑制0.1-30MHz的差模、共模干扰，对应的信号衰减为50dB。

5.根据权利要求1所述的快速连接型电力线滤波器，其特征在于，所述第二电感模块为铁芯或镍芯或锰锌磁芯并用于增强差分信号抑制，所述第二电感模块的滤波范围为0.1MHz-100MHz，对应的信号衰减为40dB。

6.根据权利要求1所述的快速连接型电力线滤波器，其特征在于，所述第一电容、所述第二电容和所述第一电感模块构成用于高阻抗衰减的Π型滤波网络。

7.根据权利要求1所述的快速连接型电力线滤波器，其特征在于，所述第二电容、所述第二电感模块构成用于抑制通信信号通过的T型滤波器网络。

8.根据权利要求1所述的快速连接型电力线滤波器，其特征在于，所述第三电容、所述第四电容和连接在接线端的电力线构成抑制共模信号的地网络。

9.根据权利要求8所述的快速连接型电力线滤波器，其特征在于，所述接线端包括多个插孔、所述多个插孔的水平投影方向垂直的限位柱，所述插孔与所述限位柱配合安装电力线。