专利名称：抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器及其设计方法
技术领域：
本发明涉及一种电源滤波器，属于电源滤波、保护技术，具体地说是抗瞬态与稳态
组合干扰电源滤波器及其设计方法。
背景技术：
在电子设备电源上，既存在各种各样的外来电磁干扰，也存在自身工作时所产生的电磁干扰。这些电磁干扰，通过传导和辐射的方式，影响着该环境里运行的电子设备。这些干扰主要分为两类一类是由于开关管工作所产生的稳态干扰，另一类为电网内大型负载关断时所产生的浪涌干扰。为同时抑制这两类干扰，则在具备良好稳态干扰抑制电路的基础上，还需要抑制电源线浪涌干扰的电源滤波器。由于现有滤波器大多为稳态滤波器，只能抑制电源稳态干扰，而不能同时抑制电源的浪涌干扰，通常对需同时满足瞬态与稳态干扰抑制的场合，需在滤波器前端加装瞬态保护器。对于内部空间有限的电子设备，一方面体积过大，另一方面由于互连结构的分布参数，致使性能受到很大的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种除了具有良好的共模及差模滤波性能外，还可同时有效抑制电源线上的浪涌干扰，尤其适用于对CS116要求较高的各类直流电子设备的抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器及其设计方法。 为了实现上述目的，本发明的技术方案是抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器及其设计方法，其特征是至少包括保护电路和滤波电路，其中保护电路和滤波电路串接连接；滤波电路通过环氧树脂恒温封装于表面镀镍的由冷轧钢板制成的滤波器壳内。
所述的滤波电路是A、 U、 D、 F型滤波电路。 所述的保护电路是在滤波电路输入端的线_线、线_地上分别安装TVS管，从而形成线_线、线_地瞬态保护模块。 所述的A电路是包括一个共模电感Ll、一个差模电容CX、两个共模电容CY所组成的滤波电路。共模电感电连接在保护电路输出端，一个差模电容CX并联在输入端；两个共模电容CY分别设在两个输出端的L' 、 N'上，且对地相连，电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间。 所述的U电路是包括一个泄放电阻、一个共模电感k、四个共模电容CY、两个差模电感Ly三个差模电容CX所组成的滤波电路。泄放电阻并联在滤波电路输入端的L与N之间；共模电感^电连接在保护电路输出端；一个差模电容CX并联在输入端；一个差模电容并联在输出端L' 、' N上；两个共模电容CY连接在共模电感输出端L' 、 N'上，且对地相连，电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间；两个差模电感L2连接在输出端，且分别与L、 N串连；一个差模电容CX并联在两个L2输出端的L' 、 N'之间；两个共模电容CY分别设在两个L2输出端的L' 、 N'上，且对地相连，电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间。
所述的D电路是包括两个共模电感Lp两个差模电容CX、四个共模电容CY所组成的滤波电路。两个共模电感k电连接在保护电路输出端，一个差模电容CX并联在输入 端；两个k之间分别将两个共模电容CY连接在L、 N上，且对地相连，电容两端引脚长度在 0. 3mm 0. 6mm之间；一个差模电容CX并联在两个输出端的L' 、N'之间；两个共模电容 CY分别设在两个1^输出端的L' 、 N'上，且对地相连，电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm 之间。 所述的F电路是包括两个共模电感k、四个共模电容CY、两个差模电感k、两个差 模电容CX所组成的滤波电路。两个共模电感1^电连接在保护电路输出端，一个差模电容 CX并联在输入端；两个之间分别将两个共模电容CY连接在L、N上，且对地相连，电容 两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间；两个差模电感L2连接在输出端，且分别与L、N串 连；一个差模电容CX并联在两个L2输出端的L' 、 N'之间；两个共模电容CY分别设在两个 L2输出端的L' 、 N'上，且对地相连，电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间。
将TVS管所组成的线线、线地保护模块串接在电源滤波电路的输入端前，在电源 线上产生瞬态尖峰干扰时，该保护模块迅速在滤波电路输入端抑制尖峰干扰，使其变为稳 态干扰，后经共、差模滤波电路整体滤波，最终达到设备正常工作的目的。本发明具有体积 小、响应速度快、保护功能完善、插入损耗高的特点。适用于设备的电源线滤波及浪涌电压 干扰的吸收。
图1是高灵敏TVS瞬态抑制二极管组成的瞬态干扰抑制电路；
图2是抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器第一实施例电路；
图3是抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器第二实施例电路；
图4是抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器第三实施例电路；
图5是抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器第四实施例电路。
具体实施例方式
下面结合附图给出具体实施例，进一步说明本发明是如何实现的。
如图1所示，高强度、高灵敏度的TVS管安装在滤波电路输入端，在L、 N上分别对 地(线-地)相连一个强度较高的高灵敏度TVS2，TVS管两端引脚长度在O. 3mm 0. 6mm之 间；在L、N(线-线)之间并联一个高灵敏度TVSl(—般线线安装的TVS管强度比线-地安装 的TVS管略低，具体可根据耐压要求而定。)；TVS管的强度在l. 5KE100CA 1. 5KE800CA(强 度可根据实际工作环境选定)；以上3个TVS管形成线-线、线-地瞬态保护模块。
实施例1 :如图2所示，抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器滤波电路，包括有一个 共模电感Lp—个差模电容CX、两个共模电容CY，其特征在于，在电源滤波器输入端还设有 三个高强度、高灵敏度的TVS管。具体电路结构是高强度、高灵敏度的TVS管为滤波器输 入端，在L、N上分别对地(线-地)相连一个强度较高的高灵敏度TVS管，TVS管两端引脚 长度在O. 3mm 0. 6mm之间；在L、N(线-线)之间并联一个高灵敏度TVS管( 一般线-线 安装的TVS管强度比线-地安装的TVS管略低，具体可根据耐压要求而定。)；TVS管的强 度在1. 5KE100CA 1. 5KE800CA(强度可根据实际工作环境选定)；以上3个TVS管形成 线_线、线_地瞬态保护模块；共模电感串接该模块之后，差模电容CX并联在输入端的L、 N之间；两个共模电容CY分别设在输出端的L' 、 N'上，对地相连，电容两端引脚长 度在0. 3mm 0. 6mm之间。此类电路所用滤波器件少，在抗瞬态干扰的同时，对共模干扰有 较强的抑制作用。 实施例2 :如图3所示，抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器滤波电路，包括有一个 共模电感Lp两个差模电感Ly三个差模电容CX、四个共模电容CY，其特征在于，在电源滤 波器输入端还设有三个高强度、高灵敏度的TVS管。具体电路结构是高强度、高灵敏度的 TVS管为滤波器输入端，在L、 N上分别对地(线-地)相连一个强度较高的高灵敏度TVS 管，TVS管两端引脚长度在O. 3mm 0. 6mm之间；在L、N(线-线)之间并联一个高灵敏度 TVS管( 一般线-线安装的TVS管强度比线-地安装的TVS管略低，具体可根据耐压要求而 定。)；TVS管的强度在1. 5KE100CA 1. 5KE800CA(强度可根据实际工作环境选定)；以上 3个TVS管形成线-线、线-地瞬态保护模块；共模电感LI串接该模块后，两个差模电容CX 分别一前一后并联在输入端和输出端的L、N之间；两个共模电容CY分别设在输出端 的L'、N'上，对地相连，电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间；两个差模电感1^分别串 接在k输出端；差模电容CX并联在两个L2输出端的L' 、N'之间；两个共模电容CY分别设 在两个L2输出端的L' 、N'上，对地相连，电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间；处于安 全考虑，如果工作电流高于3A可在滤波电路输入端L、N之间并联一个泄放电阻，加快自身 放电速度。此类电路在抗瞬态干扰的同时，对于共模及差模干扰有较强的抑制作用。
实施例3 :如图4所示，抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器滤波电路，包括有两个 共模电感Lp两个差模电容CX、四个共模电容CY，其特征在于，在电源滤波器输入端还设有 三个高强度、高灵敏度的TVS管。具体电路结构是高强度、高灵敏度的TVS管为滤波器输 入端，在L、N上分别对地(线-地)相连一个强度较高的高灵敏度TVS管，TVS管两端引脚 长度在O. 3mm 0. 6mm之间；在L、N(线-线)之间并联一个高灵敏度TVS管( 一般线-线 安装的TVS管强度比线-地安装的TVS管略低，具体可根据耐压要求而定。)；TVS管的强 度在1.5KE100CA 1.5KE800CA(强度可根据实际工作环境选定)；以上3个TVS管形成 线_线、线_地瞬态保护模块；两个共模电感前后串接该模块之后，差模电容CX并联在 k输入端；两个之间分别将两个共模电容CY设在L、 N上，对地相连，电容两端引脚长度 在0. 3mm 0. 6mm之间；差模电容CX并联在两个输出端的L' 、N'之间；两个共模电容CY 分别设在两个1^输出端的L'、N'上，对地相连，电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间； 处于安全考虑，如果工作电流高于3A可在滤波电路输入端L、N之间并联一个泄放电阻，加 快自身放电速度。此类电路所用滤波器件少，在抗瞬态干扰的同时，对于共模干扰有极强的 抑制作用。 实施例4 :如图5所示，抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器滤波电路，包括有两个 共模电感Lp两个差模电感k、两个差模电容CX、四个共模电容CY，其特征在于，在电源滤 波器输入端还设有三个高强度、高灵敏度的TVS管。具体电路结构是高强度、高灵敏度的 TVS管为滤波器输入端，在L、 N上分别对地(线-地)相连一个强度较高的高灵敏度TVS 管，TVS管两端引脚长度在O. 3mm 0. 6mm之间；在L、N(线-线)之间并联一个高灵敏度 TVS管( 一般线-线安装的TVS管强度比线-地安装的TVS管略低，具体可根据耐压要求而 定。)；TVS管的强度在1. 5KE100CA 1. 5KE800CA(强度可根据实际工作环境选定)；以上 3个TVS管形成线-线、线-地瞬态保护模块；两个共模电感串接该模块后，差模电容CX
5并联在k输入端的L、N之间；两个共模电容CY分别设在两个之间的L、N上，对地相连， 电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间；两个差模电感L2分别串接在两个输出端；差 模电容CX并联在两个L2输出端的L' 、N'之间；两个共模电容CY分别设在两个L2输出端的 L' 、N'上，对地相连，电容两端引脚长度在0. 3mm 0. 6mm之间；处于安全考虑，如果工作电 流高于3A可在滤波电路输入端L、N之间并联一个泄放电阻，加快自身放电速度。此类电路 在抗瞬态干扰的同时，对于共模及差模干扰有极强的抑制作用。
权利要求
抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器及其设计方法，其特征是至少包括保护电路和滤波电路，其中保护电路和滤波电路串接连接；滤波电路通过环氧树脂恒温封装于表面镀镍的由冷轧钢板制成的滤波器壳内；所述的滤波电路是A、U、D、F型滤波电路；所述的保护电路是在滤波电路输入端的线-线、线-地上分别安装TVS管，从而形成线-线、线-地瞬态保护模块；所述的A电路是包括一个共模电感L1、一个差模电容CX、两个共模电容CY所组成的滤波电路。共模电感L1电连接在保护电路输出端，一个差模电容CX并联在L1输入端；两个共模电容CY分别设在两个L1输出端的L’、N’上，且对地相连，电容两端引脚长度在0.3mm～0.6mm之间；所述的U电路是包括一个泄放电阻、一个共模电感L1、四个共模电容CY、两个差模电感L2、三个差模电容CX所组成的滤波电路。泄放电阻并联在滤波电路输入端的L与N之间；共模电感L1电连接在保护电路输出端；一个差模电容CX并联在L1输入端；一个差模电容并联在L1输出端L’、N’上；两个共模电容CY连接在共模电感输出端L’、N’上，且对地相连，电容两端引脚长度在0.3mm～0.6mm之间；两个差模电感L2连接在L1输出端，且分别与L、N串连；一个差模电容CX并联在两个L2输出端的L’、N’之间；两个共模电容CY分别设在两个L2输出端的L’、N’上，且对地相连，电容两端引脚长度在0.3mm～0.6mm之间；所述的D电路是包括两个共模电感L1、两个差模电容CX、四个共模电容CY所组成的滤波电路。两个共模电感L1电连接在保护电路输出端，一个差模电容CX并联在L1输入端；两个L1之间分别将两个共模电容CY连接在L、N上，且对地相连，电容两端引脚长度在0.3mm～0.6mm之间；一个差模电容CX并联在两个L1输出端的L’、N’之间；两个共模电容CY分别设在两个L1输出端的L’、N’上，且对地相连，电容两端引脚长度在0.3mm～0.6mm之间；所述的F电路是包括两个共模电感L1、四个共模电容CY、两个差模电感L2、两个差模电容CX所组成的滤波电路。两个共模电感L1电连接在保护电路输出端，一个差模电容CX并联在L1输入端；两个L1之间分别将两个共模电容CY连接在L、N上，且对地相连，电容两端引脚长度在0.3mm～0.6mm之间；两个差模电感L2连接在L1输出端，且分别与L、N串连；一个差模电容CX并联在两个L2输出端的L’、N’之间；两个共模电容CY分别设在两个L2输出端的L’、N’上，且对地相连，电容两端引脚长度在0.3mm～0.6mm之间。
全文摘要
本发明涉及一种电源滤波器，属于电源滤波、保护技术，具体地说是抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器及其设计方法，其特征是至少包括保护电路和滤波电路，其中保护电路和滤波电路串接连接；滤波电路通过环氧树脂恒温封装于表面镀镍的由冷轧钢板制成的滤波器壳内；所述的滤波电路是A、U、D、F型滤波电路；所述的保护电路是在滤波电路输入端的线--线、线--地上分别安装TVS管，从而形成线-线、线-地瞬态保护模块。它提供了一种除了具有良好的共模及差模滤波性能外，还可同时有效抑制电源线上的浪涌干扰，尤其适用于对CS116要求较高的各类直流电子设备的抗瞬态与稳态组合干扰电源滤波器。
文档编号H02H9/04GK101794999SQ20091031288
公开日2010年8月4日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者任琦, 宋博, 邱扬 申请人:西安开容电子技术有限责任公司