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、電動工具、測試儀器，或者是計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊和自動控制等諸多領(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， 它包含兩個方面的要求一個是用電器對電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾稱為EMI，即是“我對外”的影響； 一個是電網(wǎng)雜波對用電器的干擾稱為EMS，即是“外對我”的影響，歷來比較關(guān)注的是EMI指標，這是不完善的?？闺姶鸥蓴_濾波器有兩種工作方式(1)不許干擾信號通過，并把它們反射回信號源；(2)把干擾信號在濾波器里消耗掉。隨著人們對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，因為與第一種被動方式相比而言體現(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隨著工作頻率的提升變得更加厲害，它會沿兩個途徑向外進行傳播，即是通過傳導和輻射方式。同時市電電網(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)電源電路形成嚴重干擾使其工作異常。一般對傳導干擾都是采用EMI濾波器電路來進行抑制，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，它實質(zhì)上是一個低通電路， 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濾波特性有很大的影響。這種濾波器對上述電網(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致的對分布參數(shù)影響大等缺點，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；對濾波器輸入輸出的保護不夠，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、輸入保護電路和輸出保護電路組成，輸入保護電路外接市電電網(wǎng)，輸入保護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電路連接，輸出保護電路與信號設(shè)備連接，所述的共差模組合扼流圈由兩路對稱的由共模電感Ll和差模電感L2 構(gòu)成的串聯(lián)回路并聯(lián)而成，所述的輸出保護電路由兩個對稱的共模抑制電容Cy和兩個對稱的瞬態(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的中間點通過接地網(wǎng)對地連接，所述的輸入保護電路是由兩組對稱的由壓敏電阻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電路，串聯(lián)回路之間的中間點通過接地網(wǎng)對地連接。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)計了濾波器輸入和輸出的雙重保護，可以有效消除電路過電壓造成的元器件損傷；復合濾波器產(chǎn)生的磁通互相疊加，使共模電感量相應增加，而表現(xiàn)出差模電流經(jīng)過共模電感時情況則相反，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于共模電流表現(xiàn)為高阻抗、對差模電流表現(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比圖； 圖4為本發(fā)明濾波器頻率-損耗曲線與理想曲線對比圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步描述本發(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、輸入保護電路和輸出保護電路組成，輸入保護電路外接市電電網(wǎng)，輸出保護電路接噪聲源，輸入保護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電路連接，輸出保護電路與信號設(shè)備連接，所述的共差模組合扼流圈由兩路對稱的由共模電感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)。所述的輸出保護電路由兩個對稱的共模抑制電容Cy和兩個對稱的瞬態(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的中間點通過接地網(wǎng)對地連接。輸入保護電路是由兩組對稱的由壓敏電阻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電路，差模抑制電容Cx的電容量為5 10 μ F， 由多個無極性小容量電容并聯(lián)組成，串聯(lián)回路之間的中間點通過接地網(wǎng)對地連接，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，當然對被保護的電子設(shè)備越為有利；但是在電路正常工作時，電容的數(shù)值越大，其漏電流也是越大，更重要的是，它可能會引起電路的電壓振蕩，其峰值甚至能達到壓敏電阻動作電壓的2 倍，會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，這個范圍是兼顧多方性能要求的最佳取值，經(jīng)過了理論計算和仿真測試，同時也通過了試驗對比檢測驗證；差模抑制電容Cx耐壓值275V交流值，由多個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、動作響應快、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，單獨使用反應時間稍長，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。當電網(wǎng)遭受直擊雷或感應雷擊時，數(shù)量級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，當過電壓高于壓敏電阻Rl的動作電壓時，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，濾波電路會把剩余電壓中的高頻成分濾除。一般情況下通過第一級輸入保護電路降壓后，過電壓的幅值已被大大的降低，但對于半導體器件電路，壓敏電阻的殘壓還是太高，這時配合輸出保護電路中的瞬態(tài)抑制二極管Dl，把電壓進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、輸入保護電路和輸出保護電路組成，輸入保護電路外接市電電網(wǎng)，輸入保護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電路連接，輸出保護電路與信號設(shè)備連接，所述的共差模組合扼流圈由兩路對稱的由共模電感Ll和差模電感L2構(gòu)成的串聯(lián)回路并聯(lián)而成，所述的輸出保護電路由兩個對稱的共模抑制電容Cy和兩個對稱的瞬態(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的中間點通過接地網(wǎng)對地連接，所述的輸入保護電路是由兩組對稱的由壓敏電阻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電路，串聯(lián)回路之間的中間點通過接地網(wǎng)對地連接。
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、輸入保護電路和輸出保護電路組成，共差模組合扼流圈由兩路對稱的由共模電感L1和差模電感L2構(gòu)成的串聯(lián)回路并聯(lián)而成，輸出保護電路由兩個對稱的共模抑制電容Cy和兩個對稱的瞬態(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的中間點通過接地網(wǎng)對地連接，輸入保護電路由兩組對稱的由壓敏電阻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)回路之間的中間點通過接地網(wǎng)對地連接。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??；有效消除了電路過電壓造成的元器件損傷。
文檔編號H02M1/44GK102510210SQ20111043808
公開日2012年6月20日 申請日期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 申請人:成都泰格微波技術(shù)股份有限公司