專利名稱：一種多功能抗emi濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能抗EMI濾波器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)如今，無論是家用電器、電氣照明、醫(yī)療設(shè)備、電動(dòng)工具、測試儀器，或者是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊和自動(dòng)控制等諸多領(lǐng)域所使用的電子設(shè)備或裝置都必須在其電源的輸入端設(shè)置抗EMI濾波器，其主要作用是抵抗和消除電路中的電磁干擾。EMC稱之為電磁兼容指標(biāo)， 它包含兩個(gè)方面的要求一個(gè)是用電器對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾稱為EMI，即是“我對(duì)外”的影響； 一個(gè)是電網(wǎng)雜波對(duì)用電器的干擾稱為EMS，即是“外對(duì)我”的影響，歷來比較關(guān)注的是EMI指標(biāo)，這是不完善的。抗電磁干擾濾波器有兩種工作方式(1)不許干擾信號(hào)通過，并把它們反射回信號(hào)源；(2)把干擾信號(hào)在濾波器里消耗掉。隨著人們對(duì)抗電磁干擾濾波器更多的深入了解，人們大多愿意采用第二種工作方法來完成抗電磁干擾的任務(wù)，因?yàn)榕c第一種被動(dòng)方式相比而言體現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢。在開關(guān)電源內(nèi)部，會(huì)圍繞開關(guān)管、續(xù)流二極管以及高頻變壓器產(chǎn)生大量的電磁干擾(EMI)雜波，這些電磁干擾雜波會(huì)隨著工作頻率的提升變得更加厲害，它會(huì)沿兩個(gè)途徑向外進(jìn)行傳播，即是通過傳導(dǎo)和輻射方式。同時(shí)市電電網(wǎng)上的干擾雜波以及大量的浪涌過電壓、雷電沖擊脈沖都將開關(guān)電源電路形成嚴(yán)重干擾使其工作異常。一般對(duì)傳導(dǎo)干擾都是采用EMI濾波器電路來進(jìn)行抑制，但是這種濾波器電路卻無法抑制外來的EMS干擾。常規(guī)的 EMI濾波器一般由共模電感、差模電感和電容等分立元件組成，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)低通電路， 它的元件數(shù)量多，體積大。分立元件較長的引線造成的分布電感和分布電容對(duì)濾波特性有很大的影響。這種濾波器對(duì)上述電網(wǎng)中大量存在的高電壓脈沖及雷擊無抵抗能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有抗EMI濾波器的不足，提供一種新型的多功能抗EMI 濾波器，克服傳統(tǒng)濾波器共模電感與差模電感分立導(dǎo)致的濾波器體積大、共模電感量小、差模電感量較大和因線長而導(dǎo)致的對(duì)分布參數(shù)影響大等缺點(diǎn)，在頻率超過30MHz后，傳統(tǒng)的抗EMI濾波器的損耗降低，濾波效果不理想；對(duì)濾波器輸入輸出的保護(hù)不夠，容易產(chǎn)生靜電傷害、雷電沖擊等現(xiàn)象，電路元件使用環(huán)境的安全性較差。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種多功能抗EMI濾波器，它由共差模組合扼流圈、輸入保護(hù)電路和輸出保護(hù)電路組成，輸入保護(hù)電路外接市電電網(wǎng)，輸入保護(hù)電路與共差模組合扼流圈連接，共差模組合扼流圈再與輸出保護(hù)電路連接，輸出保護(hù)電路與信號(hào)設(shè)備連接，所述的共差模組合扼流圈由兩路對(duì)稱的由共模電感Ll和差模電感L2 構(gòu)成的串聯(lián)回路并聯(lián)而成，所述的輸出保護(hù)電路由兩個(gè)對(duì)稱的共模抑制電容Cy和兩個(gè)對(duì)稱的瞬態(tài)抑制二極管Dl各自串聯(lián)后并聯(lián)而成，串聯(lián)的共模抑制電容Cy和瞬態(tài)抑制二極管 Dl的中間點(diǎn)通過接地網(wǎng)對(duì)地連接，所述的輸入保護(hù)電路是由兩組對(duì)稱的由壓敏電阻R1、放電管R2構(gòu)成的串聯(lián)回路串聯(lián)后與差模抑制電容Cx并聯(lián)組成的具有防浪涌功能的保護(hù)電路，串聯(lián)回路之間的中間點(diǎn)通過接地網(wǎng)對(duì)地連接。本發(fā)明所述的共模電感Ll采用鐵氧體磁環(huán)。本發(fā)明所述的差模電感L2采用鐵粉芯磁環(huán)。本發(fā)明所述的差模抑制電容Cx的電容量為5 10 μ F，由多個(gè)無極性小容量電容并聯(lián)組成。本發(fā)明所述的共模抑制電容Cy的電容量為0. 022 0. 047 μ F。本發(fā)明所述的接地網(wǎng)的電阻不大于4歐姆。本發(fā)明的有益效果是共差模組合扼流圈利用兩個(gè)不同特性的磁芯將共模電感和差模電感組合在一起，替代分立的共模電感與差模電感，使濾波器尺寸得以減小、因線長帶來的分布參數(shù)的影響大幅降低，電路的技術(shù)參數(shù)得到極大的提高；設(shè)計(jì)了濾波器輸入和輸出的雙重保護(hù)，可以有效消除電路過電壓造成的元器件損傷；復(fù)合濾波器產(chǎn)生的磁通互相疊加，使共模電感量相應(yīng)增加，而表現(xiàn)出差模電流經(jīng)過共模電感時(shí)情況則相反，磁通互相抵消，因此差模電感量很小，幾乎為零，符合電路理論上共模電感對(duì)于共模電流表現(xiàn)為高阻抗、對(duì)差模電流表現(xiàn)為零阻抗的理想濾波電路的要求。


圖1為本發(fā)明電路組成示意圖2為本發(fā)明共差模組合扼流圈線圈繞制示意圖； 圖3為傳統(tǒng)濾波器頻率-損耗曲線與理想曲線對(duì)比圖； 圖4為本發(fā)明濾波器頻率-損耗曲線與理想曲線對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案如圖1所示，一種多功能抗EMI濾波器，它由共差模組合扼流圈、輸入保護(hù)電路和輸出保護(hù)電路組成，輸入保護(hù)電路外接市電電網(wǎng)，輸出保護(hù)電路接噪聲源，輸入保護(hù)電路與共差模組合扼流圈連接，共差模組合扼流圈再與輸出保護(hù)電路連接，輸出保護(hù)電路與信號(hào)設(shè)備連接，所述的共差模組合扼流圈由兩路對(duì)稱的由共模電感Ll和差模電感L2構(gòu)成的串聯(lián)回路并聯(lián)而成，共模電感Ll采用鐵氧體磁環(huán)，差模電感L2采用鐵粉芯磁環(huán)。所述的輸出保護(hù)電路由兩個(gè)對(duì)稱的共模抑制電容Cy和兩個(gè)對(duì)稱的瞬態(tài)抑制二極管Dl各自串聯(lián)后并聯(lián)而成，共模抑制電容Cy的電容量為0. 022 0. 047 μ F，串聯(lián)的共模抑制電容Cy和瞬態(tài)抑制二極管Dl的中間點(diǎn)通過接地網(wǎng)對(duì)地連接。輸入保護(hù)電路是由兩組對(duì)稱的由壓敏電阻R1、放電管R2構(gòu)成的串聯(lián)回路串聯(lián)后與差模抑制電容Cx并聯(lián)組成的具有防浪涌功能的保護(hù)電路，差模抑制電容Cx的電容量為5 10 μ F， 由多個(gè)無極性小容量電容并聯(lián)組成，串聯(lián)回路之間的中間點(diǎn)通過接地網(wǎng)對(duì)地連接，接地網(wǎng)的電阻不大于4歐姆，利于沖擊電流的泄放。在浪涌過電壓的沖擊下，差模抑制電容Cx的電容值越大，其殘壓數(shù)值越低，當(dāng)然對(duì)被保護(hù)的電子設(shè)備越為有利；但是在電路正常工作時(shí)，電容的數(shù)值越大，其漏電流也是越大，更重要的是，它可能會(huì)引起電路的電壓振蕩，其峰值甚至能達(dá)到壓敏電阻動(dòng)作電壓的2 倍，會(huì)造成電路無法正常工作，差模抑制電容Cx的電容量范圍為5 10 μ F，這個(gè)范圍是兼顧多方性能要求的最佳取值，經(jīng)過了理論計(jì)算和仿真測試，同時(shí)也通過了試驗(yàn)對(duì)比檢測驗(yàn)證；差模抑制電容Cx耐壓值275V交流值，由多個(gè)無極性小容量電容并聯(lián)組成效果最好；共模抑制電容Cy的電容量范圍為0. 022 0. 047 μ F，耐壓值275V交流值為宜。Rl是壓敏電阻，在電源功率250W內(nèi)用MYL1A3I561即可，R2為陶瓷氣體放電管。 壓敏電阻Rl的非線性特性非常陡峭，流通容量大、殘壓低、動(dòng)作響應(yīng)快、但它的漏電流太大，容易造成器件老化；陶瓷氣體放電管R2存在續(xù)流問題，單獨(dú)使用反應(yīng)時(shí)間稍長，但是它的漏電流僅幾微安可忽略。壓敏電阻Rl和陶瓷氣體放電管R2串聯(lián)使用能夠各自發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)電網(wǎng)遭受直擊雷或感應(yīng)雷擊時(shí)，數(shù)量級(jí)很大的過電壓將通過電網(wǎng)傳輸?shù)诫娮釉O(shè)備的電源端，當(dāng)過電壓高于壓敏電阻Rl的動(dòng)作電壓時(shí)，Rl的電阻值急劇下降，像開關(guān)從斷開狀態(tài)立即轉(zhuǎn)換成閉合狀態(tài)一樣，把高電壓電流泄放到地，使電壓被限制在一定的電壓值上，隨后，濾波電路會(huì)把剩余電壓中的高頻成分濾除。一般情況下通過第一級(jí)輸入保護(hù)電路降壓后，過電壓的幅值已被大大的降低，但對(duì)于半導(dǎo)體器件電路，壓敏電阻的殘壓還是太高，這時(shí)配合輸出保護(hù)電路中的瞬態(tài)抑制二極管Dl，把電壓進(jìn)一步箝位在稍高于電子設(shè)備的工作電壓上。如圖3所示，傳統(tǒng)的抗EMI濾波器從高于30MHz的頻率開始，損耗逐漸降低，高端頻率的抑制能力較差，在500MHz以上頻段的衰減只有幾到十幾個(gè)歐姆的衰減量。如圖4所示，本發(fā)明的多功能抗EMI濾波器隨著頻率的增高，其損耗幾乎沒有衰減，一直保持較強(qiáng)的抑制能力，在1000MHz 10000MHz的高端頻率下，電磁損耗得到了很大提高。
權(quán)利要求
1.一種多功能抗EMI濾波器，其特征在于它由共差模組合扼流圈、輸入保護(hù)電路和輸出保護(hù)電路組成，輸入保護(hù)電路外接市電電網(wǎng)，輸入保護(hù)電路與共差模組合扼流圈連接，共差模組合扼流圈再與輸出保護(hù)電路連接，輸出保護(hù)電路與信號(hào)設(shè)備連接，所述的共差模組合扼流圈由兩路對(duì)稱的由共模電感Ll和差模電感L2構(gòu)成的串聯(lián)回路并聯(lián)而成，所述的輸出保護(hù)電路由兩個(gè)對(duì)稱的共模抑制電容Cy和兩個(gè)對(duì)稱的瞬態(tài)抑制二極管Dl各自串聯(lián)后并聯(lián)而成，串聯(lián)的共模抑制電容Cy和瞬態(tài)抑制二極管Dl的中間點(diǎn)通過接地網(wǎng)對(duì)地連接，所述的輸入保護(hù)電路是由兩組對(duì)稱的由壓敏電阻R1、放電管R2構(gòu)成的串聯(lián)回路串聯(lián)后與差模抑制電容Cx并聯(lián)組成的具有防浪涌功能的保護(hù)電路，串聯(lián)回路之間的中間點(diǎn)通過接地網(wǎng)對(duì)地連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能抗EMI濾波器，其特征在于所述的共模電感Ll 采用鐵氧體磁環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能抗EMI濾波器，其特征在于所述的差模電感L2 采用鐵粉芯磁環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能抗EMI濾波器，其特征在于所述的差模抑制電容Cx的電容量為5 10 μ F，由多個(gè)無極性小容量電容并聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能抗EMI濾波器，其特征在于所述的共模抑制電容Cy的電容量為0. 022 0. 047 μ F。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能抗EMI濾波器，其特征在于所述的接地網(wǎng)的電阻不大于4歐姆。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能抗EMI濾波器，它由共差模組合扼流圈、輸入保護(hù)電路和輸出保護(hù)電路組成，共差模組合扼流圈由兩路對(duì)稱的由共模電感L1和差模電感L2構(gòu)成的串聯(lián)回路并聯(lián)而成，輸出保護(hù)電路由兩個(gè)對(duì)稱的共模抑制電容Cy和兩個(gè)對(duì)稱的瞬態(tài)抑制二極管D1各自串聯(lián)后并聯(lián)而成，串聯(lián)的共模抑制電容Cy和瞬態(tài)抑制二極管D1的中間點(diǎn)通過接地網(wǎng)對(duì)地連接，輸入保護(hù)電路由兩組對(duì)稱的由壓敏電阻R1、放電管R2構(gòu)成的串聯(lián)回路串聯(lián)后與差模抑制電容Cx并聯(lián)而成，串聯(lián)回路之間的中間點(diǎn)通過接地網(wǎng)對(duì)地連接。本發(fā)明濾波器的尺寸小、因線長帶來的分布參數(shù)的影響小；有效消除了電路過電壓造成的元器件損傷。
文檔編號(hào)H02M1/44GK102510210SQ20111043808
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者莊文東, 鄭國全 申請(qǐng)人:成都泰格微波技術(shù)股份有限公司