CN220896529U - 防护滤波电路、防护滤波装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种防护滤波电路、防护滤波装置及车辆。防护率电路包括：防护电路，包括差模防护单元和共模防护单元；其中，所述差模防护单元的第一端分别与电源的第一端、所述共模防护单元的第一端连接，所述差模防护单元的第二端分别与所述电源的第二端、所述共模防护单元的第二端连接，所述共模防护单元接地设置；第一滤波电路，分别与所述差模防护单元、所述共模防护单元、地端连接，用于滤除共模干扰和差模干扰；第二滤波电路，分别与所述第一滤波电路、负载连接，用于滤除所述共模干扰和所述差模干扰。采用本申请的防护滤波电路能有效抑制电源电流突变以及外部环境引起的电磁干扰，提高电路的滤波效果，从而提高车辆的可靠性和安全性。

Description

防护滤波电路、防护滤波装置及车辆

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，特别是涉及一种防护滤波电路、防护滤波装置及车辆。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车上集成了越来越多的电子电气设备，以实现汽车的自动化、智能化。但与此同时，集成更多的电子设备也产生了不好的影响，例如，在电气设备通电之后，感应电流可能会对其他电路造成电磁干扰。电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)是干扰电缆信号、降低信号完好性的电子噪音。

汽车电子设备上产生电磁干扰的主要来源有点火系统、电源充电系统等。在电子设备被强电磁脉冲干扰后，产生的瞬态脉冲会导致用电器零部件损坏或者功能混乱，影响汽车的安全性和可靠性。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种能够抑制电源电磁干扰的防护滤波电路。

第一方面，本申请提供了一种防护滤波电路，包括：

防护电路，包括差模防护单元和共模防护单元；其中，所述差模防护单元的第一端分别与电源的第一端、所述共模防护单元的第一端连接，所述差模防护单元的第二端分别与所述电源的第二端、所述共模防护单元的第二端连接，所述共模防护单元接地设置；

第一滤波电路，分别与所述差模防护单元、所述共模防护单元、地端连接，用于滤除共模干扰和差模干扰；

第二滤波电路，分别与所述第一滤波电路、负载连接，用于滤除所述共模干扰和所述差模干扰。

在其中一个实施例中，所述差模防护单元包括：第一二极管，其中，所述第一二极管的第一端与所述电源的第一端连接，所述第一二极管的第二端与所述电源的第二端连接；

所述共模防护单元包括：第二二极管和第三二极管，其中，所述第二二极管第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第二二极管第二端与所述第三二极管第二端连接，且接地设置，所述第三二极管第一端与所述第一二极管第一端连接。

在其中一个实施例中，所述第一滤波电路包括：

第一共模支路，与所述共模防护单元连接；

第一差模支路，与所述第一共模支路连接；

第二共模支路，分别与所述第一差模支路、所述第二滤波电路连接。

在其中一个实施例中，所述第一共模支路包括第一电容和第二电容，其中，

所述第一电容的第一端与所述第三二极管的第一端相连，所述第一电容的第二端接地设置；

所述第二电容的第一端与所述第二二极管的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第一电容的第二端连接；

所述第一差模支路包括第三电容，其中，所述第三电容的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第二电容的第一端连接；

所述第二共模支路包括第一电感，其中，所述第一电感的第一端分别与所述第三电容的第一端、第二端连接，所述第一电感的第二端与所述第二滤波电路连接。

在其中一个实施例中，所述第二滤波电路包括：

第三共模支路，与所述第一滤波电路连接；

第四共模支路，与所述第三共模支路连接；

第二差模支路，分别与所述第四共模支路、所述负载连接。

在其中一个实施例中，所述第三共模支路包括第四电容和第五电容，其中，

所述第四电容的第一端与所述第一滤波电路连接，所述第四电容的第二端接地；

所述第五电容的第一端与所述第一滤波电路连接，所述第五电容的第二端与所述第四电容的第二端连接；

所述第四共模支路包括第二电感,其中，

所述第二电感的第一端分别与所述第四电容的第一端、所述第五电容的第一端连接；

所述第二差模支路包括第六电容，其中，

所述第六电容的第一端、第二端分别与所述第二电感的第二端连接，且所述第六电容与所述负载并联连接。

在其中一个实施例中，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管分别为双向瞬态电压抑制二极管。

第二方面，本申请还提供了一种防护滤波装置，包括：

PCB板，所述PCB板上集成有上述任一实施例中提供的防护滤波电路；

壳体，所述壳体设有用于容纳所述PCB板的容纳腔。

在其中一个实施例中，所述防护滤波装置还包括：

连接器组件，包括第一连接器和第二连接器；

其中，所述防护滤波电路的输入端经所述第一连接器与电源连接，所述防护滤波电路的输出端经所述第二连接器与所述负载连接。

第三方面，本申请还提供了一种车辆，所述车辆包括：

防护滤波装置，包括PCB板和壳体；其中，

所述PCB板上集成有上述任一实施例中提供的防护滤波电路；所述壳体设有用于容纳所述PCB板的容纳腔。

上述防护滤波电路、防护滤波装置及车辆中，防护滤波电路包括防护电路、第一滤波电路和第二滤波电路，其中防护电路包括差模滤波单元和共模滤波单元，差模滤波单元分别和电源、共模滤波单元连接，第一滤波电路分别和共模滤波单元、第二滤波电路连接，第二滤波电路和负载连接。本申请实施例中，通过设置防护电路可吸收电路接通电源时产生的浪涌电流，并抑制电源电流突变时引起的电磁干扰保障后级滤波电路能获得稳态电流，同时，通过设置两级滤波电路，来抑制电流信号突变引起的电磁干扰以及外部环境产生的电磁干扰，可提高防护滤波电路的滤波效果，进一步地，在车辆电源和电子设备之间设置该防护滤波电路，能够提高电路的抗干扰能力，提升车辆的可靠性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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。

图1为一个实施例中的防护滤波电路；

图2为另一个实施例中的防护滤波电路；

图3为又一个实施例中的防护滤波电路；

图4为一个实施例中的防护滤波装置；

图5为一个实施例中防护滤波装置在车辆上的连线示意图。

附图标记说明：

100-防护电路，101-差模防护单元，102-共模防护单元，200-第一滤波电路，201-第一共模支路，202-第一差模支路，203-第二共模支路，300-第二滤波电路，301-第三共模支路，302-第四共模支路，303-第二差模支路，400-电源，500-负载，1-PCB板，21-上盖板，22-底壳，31-第一连接器，32-第二连接器，4-线缆夹具，5-机柜挂耳，501-防护滤波装置，503-连接器，503-底盘线束，504-驾驶室线束。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

可将电源火线作为电源的第一端，将电源的零线作为电源的第二端；也可将电源的零线作为电源的第一端，将电源的火线作为电源的第二端。为便于说明，本申请实施例中，将电源火线作为电源的第一端，将电源的零线作为电源的第二端。

在一个实施例中，本申请提供了一种防护滤波电路，请参考图1，包括防护电路100、第一滤波电路200和第二滤波电路300。

防护电路100包括差模防护单元101和共模防护单元102。其中，差模防护单元101的第一端分别与电源400的第一端、共模防护单元102的第一端连接，差模防护单元101的第二端分别与电源400的第二端、共模防护单元102的第二端连接，共模防护单元102接地设置。

防护电路100与电源400连接，可用于吸收浪涌电流。浪涌电流指电路在电源接通时产生的瞬时高输入电流，浪涌电流的值远高于电路的稳态电流，其会损坏电路，导致滤波电路的滤波参数偏离，因此设置防护电路100吸收电路接通时产生的浪涌电流，避免过高的浪涌电流对后级滤波电路造成损坏。

差模防护单元101可用于接收电源信号，并抑制差模干扰。共模防护单元102可用于接收差模防护单元输出的电压信号，并抑制共模干扰，使较稳定的电源信号传输至后级滤波电路。共模干扰被定义为任何载流导体与参考地之间不希望有的电位差，即共模干扰存在于电源火线与地线、以及电源零线与地线之间。差模干扰被定义为任何两个载流导体之间不希望存在的电位差，即差模干扰存在于电源火线和零线之间。接通电源时产生的浪涌电流可能会产生强电磁脉冲干扰，强电磁脉冲干扰可用共模干扰和差模干扰表示。设置差模防护单元101和共模防护单元102，其中，差模防护单元101跨接电源火线和零线，当火线和零线之间存在差模干扰时，差模干扰信号流经差模防护单元101产生衰减；共模防护单元102分别跨接电源火线和地线、以及电源零线和地线，当火线和地线、零线和地线存在共模干扰时，共模干扰信号流经共模防护单元102产生衰减。

第一滤波电路200，分别与差模防护单元101、共模防护单元102、地端连接，其中，第一滤波电路200作为第一级滤波电路，可对共模防护单元102输出的电源信号进行滤波后，输出至第二滤波电路300。

第二滤波电路300，分别与第一滤波电路200、负载500连接，第二滤波电路300作为第二级滤波电路，可对第一滤波电路200输出的电源信号再次滤波，使电磁干扰被衰减至几乎没有，并将再次滤波后的电源信号输出至负载500。设置两级滤波电路，能提高电路的滤波效果。

在本申请实施例中，防护滤波电路包括防护电路100、第一滤波电路200和第二滤波电路300，其中防护电路100包括差模滤波单元和共模滤波单元，差模滤波单元分别和电源400、共模滤波单元连接，第一滤波电路200分别和共模滤波单元、第二滤波电路300连接，第二滤波电路300和负载500连接。通过设置防护电路100吸收接通电源时产生的浪涌电流，并抑制电源信号接通电流突变引起的电磁干扰，保障后级滤波电路能获得稳态电流，同时，通过设置两级滤波电路，来抑制电源突变产生的电磁干扰以及外部引起的随电源信号一起传输的电磁干扰，可提高电路的滤波效果，进一步地，在车辆电源400和电子设备之间设置该防护滤波电路，能够提高电路的抗干扰能力，提升车辆的可靠性和安全性。

在一个实施例中，请参考图2，差模防护单元101包括：第一二极管D1，其中，第一二极管D1的第一端与电源400的第一端连接，第二二极管D2的第二端与电源400的第二端连接，可以抑制电源火线和零线之间的干扰信号。并且，在电源400接通时，第一二极管D1的两端会受到高能量的脉冲冲击，第一二极管D1会吸收大电流(即浪涌电流)，将两端的电压稳定在预定的数值上，避免大电流对后级电路造成损坏。

可选地，第一二极管D1和第二二极管D2可以为双向瞬态电压抑制二极管。双向瞬态电压抑制二极管可以正反两个方向吸收大功率脉冲电流，并且反应速度比传统的RC回路快10E-12秒，能在极短时间内吸收浪涌电流，避免后级滤波电路遭到破坏。

继续参考图2，共模防护单元102包括：第二二极管D2和第三二极管D3。第二二极管D2第一端与第一二极管D1的第二端连接，第二二极管D2第二端与第三二极管D3第二端连接，且接地设置，以抑制电源零线上的脉冲干扰信号。第三二极管D3第一端与第一二极管D1第一端连接，第二端接地设置，以抑制电源火线上的脉冲干扰信号。第二二极管D2和第三二极管D3组成了共模防护单元102，可抑制电源火线与地线之间、以及零线与地线之间存在的共模干扰。可选地，第三二极管D3也可为双向瞬态电压抑制二极管。

在本申请实施例中，通过设置第一二极管D1吸收浪涌电流，并抑制电流信号突变引起的差模干扰，通过设置第二二极管D2和第三二极管D3抑制电流信号突变引起的共模干扰，保障电源信号以较稳定的电信号传输至后级电路，避免大电流对后级电路造成破坏。

在一个实施例中，请参考图3，第一滤波电路200包括第一共模支路201、第一差模支路202和第二共模支路203。其中，第一共模支路201分别和共模防护单元102、第一差模支路202连接，第二共模支路203分别和第一差模支路202、第二滤波电路300连接。

进一步地，第一共模支路201包括第一电容C1和第二电容C2。第一电容C1的第一端与第三二极管D3的第一端相连，第一电容C1的第二端接地设置，即第一电容C1可抑制电源火线上的干扰信号。第二电容C2的第一端与第二二极管D2的第一端连接，第二电容C2的第二端与第一电容C1的第二端连接，即第二电容C2可抑制电源零线上的干扰信号。第一电容C1和第二电容C2作为共模电容，抑制共模干扰信号。示例性地，第一电容C1和第二电容C2容值可为1000pF。

第一差模支路202包括第三电容C3。第三电容C3的第一端与第一电容C1的第一端连接，第三电容C3的第二端与第二电容C2的第一端连接，即第三电容C3作为差模电容，两端分别连接火线和零线，以抑制差模干扰信号。示例性地，第三电容C3的容值可为0.1uF。

第二共模支路203包括第一电感L1，其中，第一电感L1的第一端分别与第三电容C3的第一端、第二端连接，第一电感L1的第二端与第二滤波电路300连接，即第一电感L1作为共模电感，可抑制共模干扰。示例性地，第一电感L1的工作电流可为20A。

在本申请实施例中，通过设置第一滤波电路对电源信号进行滤波，进一步地，通过设置第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1抑制电源信号存在的共模干扰，通过设置第三电容C3抑制电源信号中的存在的差模干扰，来降低电源电流突变产生的电磁干扰以及外部环境引起的电磁干扰对电路的危害。

在一个实施例中，请继续参考图3，第二滤波电路300包括第三共模支路301、第四共模支路302和第二差模支路303。其中，第三共模支路301分别和第一滤波电路200、第四共模支路302连接，第二差模支路303分别和第四共模支路302、负载500连接。

进一步地，第三共模支路301包括第四电容C4和第五电容C5。第四电容C4的第一端与第一滤波电路200连接，第四电容C4的第二端接地，第四电容C4用于抑制电源零线上的干扰信号。第五电容C5的第一端与第一滤波电路200连接，第五电容C5的第二端与第四电容C4的第二端连接，第五电容C5用于抑制电源火线上的干扰信号。第四电容C4和第五电容C5作为共模电容，可抑制共模干扰。示例性地，第四电容C4和第五电容C5的容值可为1000pF。

第三四共模支路302包括第二电感L2。第二电感L2的第一端分别与第四电容C4的第一端、第五电容C5的第一端连接，第二电感L2作为共模电感，用于抑制共模干扰。示例性地，第二电感L2的工作电流可为20A。

第二差模支路303包括第六电容C6。第六电容C6的第一端、第二端分别与第二电感L2的第二端连接，且第六电容C6与负载500并联连接。第六电容C6作为差模电容，用于抑制差模干扰。并且，第六电容C6作为防护滤波电路的输出端，输出滤波信号至负载。示例性地，第六电容C6的容值为0.1uF。

在本申请实施例中，通过设置第二滤波电路对已经进行第一次滤波的电源信号再次进行滤波，以使电磁干扰被衰减至几乎没有。进一步地，通过设置第四电容C4、第五电容C5和第二电感L2抑制电源信号中存在的共模干扰，通过设置第六电容C6抑制电源信号中存在的差模干扰。通过设置第二滤波电路，可提高防护滤波电路的滤波效果。

需要注意的是，在本申请实施例中提到的接地可以是和电源地线连接，也可以是和车身连接，即通过车身与电源地线连接。在通过车身和电源地线连接的情况下，可在车身和电源地线之间跨接电容，以降低接地阻抗。

在一个实施例中，本申请还提供了一种防护滤波装置，请参考图4，包括PCB板1和壳体。PCB板1上集成有上述任一实施例中提供的防护滤波电路。壳体设置有用于容纳该PCB板的容纳腔。壳体可包括上盖板21和底壳22，底壳22内设置有容纳腔，可将PCB板1封装于该壳体之内。

在一个实施例中，请继续参考图4，防护滤波装置还包括连接器组件。连接器组件包括第一连接器31和第二连接器32。防护滤波电路的输入端经所述第一连接器31与电源连接，所述防护滤波电路的输出端经所述第二连接器32与所述负载连接。

可选地，防护滤波装置还可以包括线缆夹具4和机柜挂耳5。可使用线缆夹具4对防护滤波装置两端的连接线进行整理，通过机柜挂耳5将防护滤波装置固定在车辆上。

在一个实施例中，本申请还提供了一种车辆，该车辆上装有图4所示的防护滤波装置。防护滤波装置在车辆上连线情况如图5所示。防护滤波装置501的输入端通过连接器5021和底盘线束503连接，输出端通过连接器5022和驾驶室线束504连接。电源信号经底盘线束503传输至防护滤波装置501，由防护滤波装置501完成滤波后，经由驾驶室线束504传输至驾驶室内各电子设备。

在本申请实施例中，通过在车辆上安装防护滤波装置抑制电路的脉冲干扰、电磁干扰等干扰信号，从而提高车辆的可靠性和安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请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描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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本申请范围的限制。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，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防护滤波电路，其特征在于，包括：

防护电路，包括差模防护单元和共模防护单元；其中，所述差模防护单元的第一端分别与电源的第一端、所述共模防护单元的第一端连接，所述差模防护单元的第二端分别与所述电源的第二端、所述共模防护单元的第二端连接，所述共模防护单元接地设置；

第一滤波电路，分别与所述差模防护单元、所述共模防护单元、地端连接，用于滤除共模干扰和差模干扰；

第二滤波电路，分别与所述第一滤波电路、负载连接，用于滤除所述共模干扰和所述差模干扰。

2.根据权利要求1所述的防护滤波电路，其特征在于，所述差模防护单元包括：第一二极管，其中，所述第一二极管的第一端与所述电源的第一端连接，所述第一二极管的第二端与所述电源的第二端连接；

所述共模防护单元包括：第二二极管和第三二极管，其中，所述第二二极管第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第二二极管第二端与所述第三二极管第二端连接，且接地设置，所述第三二极管第一端与所述第一二极管第一端连接。

3.根据权利要求2所述的防护滤波电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括：

第一共模支路，与所述共模防护单元连接；

第一差模支路，与所述第一共模支路连接；

第二共模支路，分别与所述第一差模支路、所述第二滤波电路连接。

4.根据权利要求3所述的防护滤波电路，其特征在于，所述第一共模支路包括第一电容和第二电容，其中，

所述第一电容的第一端与所述第三二极管的第一端相连，所述第一电容的第二端接地设置；

所述第二电容的第一端与所述第二二极管的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第一电容的第二端连接；

所述第一差模支路包括第三电容，其中，所述第三电容的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第二电容的第一端连接；

所述第二共模支路包括第一电感，其中，所述第一电感的第一端分别与所述第三电容的第一端、第二端连接，所述第一电感的第二端与所述第二滤波电路连接。

5.根据权利要求1所述的防护滤波电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括：

第三共模支路，与所述第一滤波电路连接；

第四共模支路，与所述第三共模支路连接；

第二差模支路，分别与所述第四共模支路、所述负载连接。

6.根据权利要求5所述的防护滤波电路，其特征在于，所述第三共模支路包括第四电容和第五电容，其中，

所述第四电容的第一端与所述第一滤波电路连接，所述第四电容的第二端接地；

所述第五电容的第一端与所述第一滤波电路连接，所述第五电容的第二端与所述第四电容的第二端连接；

所述第四共模支路包括第二电感,其中，

所述第二电感的第一端分别与所述第四电容的第一端、所述第五电容的第一端连接；

所述第二差模支路包括第六电容，其中，

所述第六电容的第一端、第二端分别与所述第二电感的第二端连接，且所述第六电容与所述负载并联连接。

7.根据权利要求2所述的防护滤波电路，其特征在于，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管分别为双向瞬态电压抑制二极管。

8.一种防护滤波装置，其特征在于，包括：

PCB板，所述PCB板上集成有如权利要求1-7任一项所述的防护滤波电路；

壳体，所述壳体设有用于容纳所述PCB板的容纳腔。

9.根据权利要求8所述防护滤波装置，其特征在于，所述防护滤波装置还包括：

连接器组件，包括第一连接器和第二连接器；

其中，所述防护滤波电路的输入端经所述第一连接器与电源连接，所述防护滤波电路的输出端经所述第二连接器与所述负载连接。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

如权利要求8或9所述的防护滤波装置。