本發(fā)明涉及高次諧波濾波技術(shù)領域,具體地說是一種基于平衡吸收消諧的高次諧波濾波裝置。

背景技術(shù)：

濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩端并聯(lián)電容器C與負載串聯(lián)電感器L，以及由電容，電感組成的各種復式濾波電路。

目前高次諧波濾波技術(shù)主要基于LC單調(diào)諧吸收原理設計，對高次諧波的吸收效果一般，且無法實現(xiàn)針對特定場合進行特征高次諧波的吸收。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于平衡吸收消諧的高次諧波濾波裝置，對高次諧波吸收涵蓋頻率廣(1kHz～10MHz)，吸收效果好。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于平衡吸收消諧的高次諧波濾波裝置，其特征是：包括二階高次諧波濾波單元、平衡消諧電路、多頻率支路吸收電路和過電壓保護電路，所述二階高次諧波濾波單元包括第一二階高次諧波濾波單元、第二二階高次諧波濾波單元和第三二階高次諧波濾波單元，所述第一二階高次諧波濾波單元的輸入端連接熔斷器F1的輸出端，熔斷器F1的輸入端連接三相電的Ua端，第二二階高次諧波濾波單元的輸入端連接熔斷器F2的輸出端，熔斷器F2的輸入端連接三相電的Ub端，第三二階高次諧波濾波單元的輸入端連接熔斷器F3的輸出端，熔斷器F3的輸入端連接三相電的Uc端；所述平衡消諧電路包括第一平衡消諧電路、第二平衡消諧電路和第三平衡消諧電路，所述第一平衡消諧電路的輸入端連接熔斷器F1的輸出端，第二平衡消諧電路的輸入端連接熔斷器F2的輸出端，第三平衡消諧電路的輸入端連接熔斷器F3的輸出端，所述第一平衡消諧電路、第二平衡消諧電路和第三平衡消諧電路的輸出端連接多頻率支路吸收電路，所述多頻率支路吸收電路的輸出端接零線，所述第一二階高次諧波濾波單元、第二二階高次諧波濾波單元和第三二階高次諧波濾波單元的輸出端連接所述過電壓保護電路的輸入端，過電壓保護電路的輸出端接地，過電壓保護電路的輸入端連接零線。

優(yōu)選地，所述第一二階高次諧波濾波單元包括第一二階高次諧波吸收電路、第一過電壓吸收電路和第一低阻抗回路，所述第一二階高次諧波吸收電路包括并聯(lián)連接的電容C4、電感線圈L1和電阻R1，所述電容C4、電感線圈L1和電阻R1的輸入端連接所述熔斷器F1的輸出端，輸出端連接電容C10的輸入端，電容C10的輸出端連接電感L7的輸入端，電感L7的輸出端連接零線；所述第一低阻抗回路并聯(lián)連接所述第一二階高次諧波吸收電路，第一低阻抗回路包括并聯(lián)連接的泄放電阻R4和電容C7；所述第一過電壓吸收電路并聯(lián)連接所述第一二階高次諧波吸收電路，第一過電壓吸收電路包括并聯(lián)連接的壓敏電阻RV1和TVS管D1。

優(yōu)選地，所述第一二階高次諧波濾波單元還包括第一指示電路和第一過壓吸收元件，所述第一指示電路包括電阻R7、發(fā)光二極管LED1，所述第一過壓吸收元件為穩(wěn)壓管D4，電阻R7的輸入端連接電感L7的輸入端，輸出端連接并聯(lián)連接的發(fā)光二極管LED1和穩(wěn)壓管D4，發(fā)光二極管LED1和穩(wěn)壓管D4的輸出端接零線。

優(yōu)選地，所述第二二階高次諧波濾波單元包括第二二階高次諧波吸收電路、第二過電壓吸收電路和第二低阻抗回路，所述第二二階高次諧波吸收電路包括并聯(lián)連接的電容C5、電感線圈L2和電阻R2，所述電容C5、電感線圈L2和電阻R2的輸入端連接所述熔斷器F2的輸出端，輸出端連接電容C11的輸入端，電容C11的輸出端連接電感L8的輸入端，電感L8的輸出端連接零線；所述第二低阻抗回路并聯(lián)連接所述第二二階高次諧波吸收電路，第二低阻抗回路包括并聯(lián)連接的泄放電阻R5和電容C8；所述第二過電壓吸收電路并聯(lián)連接所述第二二階高次諧波吸收電路，第二過電壓吸收電路包括并聯(lián)連接的壓敏電阻RV2和TVS管D2。

優(yōu)選地，所述第二二階高次諧波濾波單元還包括第二指示電路和第二過壓吸收元件，所述第二指示電路包括電阻R8、發(fā)光二極管LED2，所述第二過壓吸收元件為穩(wěn)壓管D5，電阻R8的輸入端連接電感L8的輸入端，輸出端連接并聯(lián)連接的發(fā)光二極管LED2和穩(wěn)壓管D5，發(fā)光二極管LED2和穩(wěn)壓管D5的輸出端接零線。

優(yōu)選地，所述第三二階高次諧波濾波單元包括第三二階高次諧波吸收電路、第三過電壓吸收電路和第三低阻抗回路，所述第三二階高次諧波吸收電路包括并聯(lián)連接的電容C6、電感線圈L3和電阻R3，所述電容C6、電感線圈L3和電阻R3的輸入端連接所述熔斷器F3的輸出端，輸出端連接電容C12的輸入端，電容C12的輸出端連接電感L9的輸入端，電感L9的輸出端連接零線；所述第三低阻抗回路并聯(lián)連接所述第三二階高次諧波吸收電路，第三低阻抗回路包括并聯(lián)連接的泄放電阻R6和電容C9；所述第三過電壓吸收電路并聯(lián)連接所述第三二階高次諧波吸收電路，第三過電壓吸收電路包括并聯(lián)連接的壓敏電阻RV3和TVS管D3。

優(yōu)選地，所述第三二階高次諧波濾波單元還包括第三指示電路和第三過壓吸收元件，所述第三指示電路包括電阻R9、發(fā)光二極管LED3，所述第三過壓吸收元件為穩(wěn)壓管D6，電阻R9的輸入端連接電感L9的輸入端，輸出端連接并聯(lián)連接的發(fā)光二極管LED3和穩(wěn)壓管D6，發(fā)光二極管LED3和穩(wěn)壓管D6的輸出端接零線。

優(yōu)選地，所述第一平衡消諧電路包括串聯(lián)連接的電容C1和電感線圈L4，第二平衡消諧電路包括串聯(lián)連接的電容C2和電感線圈L5，第三平衡消諧電路包括串聯(lián)連接的電容C3和電感線圈L6。

優(yōu)選地，所述多頻率支路吸收電路包括并聯(lián)連接的電容C13和L10的串聯(lián)電路、電容C14和L11的串聯(lián)電路、電容C15和L12的串聯(lián)電路、電容C16和L13的串聯(lián)電路、電容C17和L14的串聯(lián)電路、電容C18和電阻R10。

優(yōu)選地，所述過電壓保護電路包括并聯(lián)連接的壓敏電阻RV4、RV5和RV6，所述壓敏電阻RV4、RV5和RV6的型號均為20D561k。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的三相平衡消諧吸收電路和多頻率支路吸收電路構(gòu)成先平衡再進行多頻段多支路吸收結(jié)構(gòu)，對高次諧波吸收涵蓋頻率廣(1kHz～10MHz)，吸收效果好；

二階高次諧波濾波單元分別組成三相電特定頻率的二階吸收消諧電路，可以針對特定應用場合進行某次特征高次諧波的吸收，使該高次諧波濾波裝置既具有普遍應用功能又具有特定應用功能。

電感L1～L14是由非晶合金材料設計的電感線圈，具有很低的線圈內(nèi)阻，能夠降低元器件的體積，并且增強諧波吸收效果。

由TVS管D1和壓敏電阻RV1、TVS管D2和壓敏電阻RV2和TVS管D3和壓敏電阻RV3組成的過電壓吸收電路，可以吸收電網(wǎng)的浪涌、脈沖群、尖峰電壓。

由C7和R4、C8和R5以及C9和R6分別組成的電路可以對高頻諧波形成低阻抗回路，對整個頻帶內(nèi)的高次諧波具有吸收作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明所述裝置的內(nèi)部電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明的一種基于平衡吸收消諧的高次諧波濾波裝置的結(jié)構(gòu)圖，它包括二階高次諧波濾波單元、平衡消諧電路、多頻率支路吸收電路和過電壓保護電路。二階高次諧波濾波單元和平衡消諧電路與三相交流電源連接，利用高次諧波在三相和零線的相位角關(guān)系，將相線和零線的高次諧波電壓和諧波電流的絕大部分分量相互平衡抵消，供電交流電源只剩余較少的分量高次諧波電壓和諧波電流，我們稱之為零序高次諧波電壓和零序高次諧波電流，將這些零序高次諧波電壓和諧波電流再進行多頻率支路吸收。在此技術(shù)基礎上，增加過電壓保護電路，組成了基于平衡吸收消諧的高次諧波濾波裝置。

如圖2所示，Ua、Ub、Uc為三相交流電源輸入，所述二階高次諧波濾波單元包括第一二階高次諧波濾波單元、第二二階高次諧波濾波單元和第三二階高次諧波濾波單元，所述第一二階高次諧波濾波單元的輸入端連接熔斷器F1的輸出端，熔斷器F1的輸入端連接三相電的Ua端，第二二階高次諧波濾波單元的輸入端連接熔斷器F2的輸出端，熔斷器F2的輸入端連接三相電的Ub端，第三二階高次諧波濾波單元的輸入端連接熔斷器F3的輸出端，熔斷器F3的輸入端連接三相電的Uc端；所述平衡消諧電路包括第一平衡消諧電路、第二平衡消諧電路和第三平衡消諧電路，所述第一平衡消諧電路的輸入端連接熔斷器F1的輸出端，第二平衡消諧電路的輸入端連接熔斷器F2的輸出端，第三平衡消諧電路的輸入端連接熔斷器F3的輸出端，所述第一平衡消諧電路、第二平衡消諧電路和第三平衡消諧電路的輸出端連接多頻率支路吸收電路，所述多頻率支路吸收電路的輸出端接零線，所述第一二階高次諧波濾波單元、第二二階高次諧波濾波單元和第三二階高次諧波濾波單元的輸出端連接所述過電壓保護電路的輸入端，過電壓保護電路的輸出端接地，過電壓保護電路的輸入端連接零線。

優(yōu)選地，所述第一二階高次諧波濾波單元包括第一二階高次諧波吸收電路、第一過電壓吸收電路和第一低阻抗回路，所述第一二階高次諧波吸收電路包括并聯(lián)連接的電容C4、電感線圈L1和電阻R1，所述電容C4、電感線圈L1和電阻R1的輸入端連接所述熔斷器F1的輸出端，輸出端連接電容C10的輸入端，電容C10的輸出端連接電感L7的輸入端，電感L7的輸出端連接零線；所述第一低阻抗回路并聯(lián)連接所述第一二階高次諧波吸收電路，第一低阻抗回路包括并聯(lián)連接的泄放電阻R4和電容C7；所述第一過電壓吸收電路并聯(lián)連接所述第一二階高次諧波吸收電路，第一過電壓吸收電路包括并聯(lián)連接的壓敏電阻RV1和TVS管D1；所述第二二階高次諧波濾波單元包括第二二階高次諧波吸收電路、第二過電壓吸收電路和第二低阻抗回路，所述第二二階高次諧波吸收電路包括并聯(lián)連接的電容C5、電感線圈L2和電阻R2，所述電容C5、電感線圈L2和電阻R2的輸入端連接所述熔斷器F2的輸出端，輸出端連接電容C11的輸入端，電容C11的輸出端連接電感L8的輸入端，電感L8的輸出端連接零線；所述第二低阻抗回路并聯(lián)連接所述第二二階高次諧波吸收電路，第二低阻抗回路包括并聯(lián)連接的泄放電阻R5和電容C8；所述第二過電壓吸收電路并聯(lián)連接所述第二二階高次諧波吸收電路，第二過電壓吸收電路包括并聯(lián)連接的壓敏電阻RV2和TVS管D2；所述第三二階高次諧波濾波單元包括第三二階高次諧波吸收電路、第三過電壓吸收電路和第三低阻抗回路，所述第三二階高次諧波吸收電路包括并聯(lián)連接的電容C6、電感線圈L3和電阻R3，所述電容C6、電感線圈L3和電阻R3的輸入端連接所述熔斷器F3的輸出端，輸出端連接電容C12的輸入端，電容C12的輸出端連接電感L9的輸入端，電感L9的輸出端連接零線；所述第三低阻抗回路并聯(lián)連接所述第三二階高次諧波吸收電路，第三低阻抗回路包括并聯(lián)連接的泄放電阻R6和電容C9；所述第三過電壓吸收電路并聯(lián)連接所述第三二階高次諧波吸收電路，第三過電壓吸收電路包括并聯(lián)連接的壓敏電阻RV3和TVS管D3。

三相交流電源經(jīng)過二階高次諧波濾波單元和平衡消諧電路，將相線和零線的高次諧波電壓和諧波電流的絕大部分分量相互平衡抵消，供電交流電源只剩余較少的分量高次諧波電壓和諧波電流，我們稱之為零序高次諧波電壓和零序高次諧波電流，將這些零序高次諧波電壓和諧波電流再通過非晶合金材料進行多頻率支路吸收，在此技術(shù)基礎上，增加過電壓保護電路，對高次諧波的吸收具有更好的效果。

所述第一二階高次諧波吸收電路中，改變L1、C4、L7、C10的值可以吸收某特定頻率的高次諧波；所述第二二階高次諧波吸收電路中，改變L2、C5、L8、C11的值可以吸收某特定頻率的高次諧波；所述第一二階高次諧波吸收電路中，改變L3、C6、L9、C12的值可以吸收某特定頻率的高次諧波，適應于特定場合對某頻率段的特征高次諧波進行吸收。

由TVS管D1和壓敏電阻RV1組成的第一過電壓吸收電路、TVS管D2和壓敏電阻RV2組成的第二過電壓吸收電路、TVS管D3和壓敏電阻RV3組成的第三過電壓吸收電路，可以吸收電網(wǎng)的浪涌、脈沖群、尖峰電壓。

由C7和R4、C8和R5以及C9和R6分別組成的電路可以對高頻諧波形成低阻抗回路，對整個頻帶內(nèi)的高次諧波具有吸收作用。其中R4為C7的泄放電阻，R5為C8的泄放電阻，R6為C9的泄放電阻。

優(yōu)選地，所述第一二階高次諧波濾波單元還包括第一指示電路和第一過壓吸收元件，所述第一指示電路包括電阻R7、發(fā)光二極管LED1，所述第一過壓吸收元件為穩(wěn)壓管D4，電阻R7的輸入端連接電感L7的輸入端，輸出端連接并聯(lián)連接的發(fā)光二極管LED1和穩(wěn)壓管D4，發(fā)光二極管LED1和穩(wěn)壓管D4的輸出端接零線；所述第二二階高次諧波濾波單元還包括第二指示電路和第二過壓吸收元件，所述第二指示電路包括電阻R8、發(fā)光二極管LED2，所述第二過壓吸收元件為穩(wěn)壓管D5，電阻R8的輸入端連接電感L8的輸入端，輸出端連接并聯(lián)連接的發(fā)光二極管LED2和穩(wěn)壓管D5，發(fā)光二極管LED2和穩(wěn)壓管D5的輸出端接零線；所述第三二階高次諧波濾波單元還包括第三指示電路和第三過壓吸收元件，所述第三指示電路包括電阻R9、發(fā)光二極管LED3，所述第三過壓吸收元件為穩(wěn)壓管D6，電阻R9的輸入端連接電感L9的輸入端，輸出端連接并聯(lián)連接的發(fā)光二極管LED3和穩(wěn)壓管D6，發(fā)光二極管LED3和穩(wěn)壓管D6的輸出端接零線。其中第一指示電路用于指示電感線圈L7的電流情況，第一過壓吸收元件為發(fā)光二極管LED1提供過壓保護；第二指示電路用于指示電感線圈L8的電流情況，第二過壓吸收元件為發(fā)光二極管LED2提供過壓保護；第三指示電路用于指示電感線圈L9的電流情況，第三過壓吸收元件為發(fā)光二極管LED3提供過壓保護；

優(yōu)選地，所述第一平衡消諧電路包括串聯(lián)連接的電容C1和電感線圈L4，第二平衡消諧電路包括串聯(lián)連接的電容C2和電感線圈L5，第三平衡消諧電路包括串聯(lián)連接的電容C3和電感線圈L6。根據(jù)相位的不同將三相高次諧波電壓和諧波電流(1kHz～10MHz)進行平衡吸收。

優(yōu)選地，所述多頻率支路吸收電路包括并聯(lián)連接的LC電路和RC電路，所述RC電路為并聯(lián)連接的電容C18和電阻R10，所述LC電路包括多個電容C和電感L的串聯(lián)電路，分別為電容C13和L10的串聯(lián)電路、電容C14和L11的串聯(lián)電路、電容C15和L12的串聯(lián)電路、電容C16和L13的串聯(lián)電路、電容C17和L14的串聯(lián)電路。多頻率支路吸收電路的每個支路可以進行不同頻率的吸收消諧，從而達到更好的吸收效果。

優(yōu)選地，所述過電壓保護電路包括并聯(lián)連接的壓敏電阻RV4、RV5和RV6，所述壓敏電阻RV4、RV5和RV6的型號均為20D561k，過電壓保護電路起到進一步地過電壓吸收保護的作用。

優(yōu)選地，所述電感線圈L1～L4線圈材料為非晶合金，非晶合金材料具有很低的線圈內(nèi)阻，能夠降低元器件的體積，增強諧波吸收效果。。

以上所述只是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本發(fā)明的保護范圍。