一种用于过滤噪声和干扰信号的滤波器的制作方法

本实用新型属于滤波技术领域，更为具体地讲，涉及一种用于过滤噪声和干扰信号的滤波器，即一种针对过滤推杆控制器上的噪声和干扰信号的滤波电路。

背景技术：

推杆控制器工作原理是通过pwm控制改变负载点击的转动方向，pwm控制器的基本原理则是对直流电压斩波形成电机工作需要的方波电压，在设定转速的情况下方波电压的频率稳定不变称为基频。

经傅里叶分析可得方波电压以基频为基准还含有丰富的高次谐波，这些高次谐波频率在几百mhz仍有较大能量。开关频率和高次谐波的传到发射和辐射发射是设备工作中产生，对于设备周围工作的其他设备则是噪声和干扰信号，所以需要滤波控制。

由于基频干扰能量大，可通过空间辐射和线路传到耦合方式，耦合到各个控制信号线，从而使得信号线有干扰信号存在。因此，在设备上配置过滤噪声和干扰信号的滤波电路，对噪音和干扰信号进行衰减吸收过滤。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于过滤噪声和干扰信号的滤波器，专用于推杆控制器上针对干扰噪声的高压瞬态干扰的滤波。

为实现上述实用新型目的，本实用新型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器，其特征在于，包括：

四个穿心滤波器cy01～cy04以及差模电容cx01，其中，穿心滤波器cy01与cy03并联，并联端一端接入电源正输出端，另一端接差模电容cx01的一端，并作为差模电容cx01的正端，接穿心滤波器cy02与cy04并联，并联端一端接入电源负输出端，另一端接差模电容cx01的另一端，并作为差模电容cx01的负端；

共模电感l1，其两个输入端分别连接到差模电容cx01的正负端，与差模电容cx01正端连接的输出端，为正输出端，与差模电容cx01负端连接的输出端为负输出端，并作为过滤干扰后的电源负输出端；

差模电感l2，一端与共模电感l1的正输出端连接，另一端作为过滤干扰后的电源正输出端；

四个差模电容cx02～cx05，依次并联连接于差模电感l2的另一端与共模电感l1的负输出端之间；

共模电感l3，其为三个电感组成，包括三个输入端和对应的输出端，其中，第一组输入端和对应的输出端接入左电机a相信号线上，第二组输入端和对应的输出端接入左电机b相信号线上，第三组输入端和对应的输出端接入左电机c相信号线上；

七个穿心滤波器cy05～cy11，分别接入到左推杆霍尔供电正信号线上、左推杆霍尔供电正信号线上、左推杆电机霍尔a信号线上、左推杆电机霍尔b信号线上、左推杆电机霍尔c信号线上、左推杆放出位置信号上、左推杆回位位置信号上。

本实用新型的目的是这样实现的。

本实用新型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器，在推杆控制器的直流电源输入端加入4个穿心电容，穿心电容自电感较普通电容小很多，故而自谐振频率很高。同时，穿心式设计也有效地防止了高频信号从输入端直接耦合到输出端。这种低通高阻的组合，在1ghz频率范围内，提供了极好的抑制效果。同时将差模成分放在共模成分之前，采用高阻抗输入，前级为电容，后级为电感，这样的匹配可以有效抑制低频干扰强烈的电源模块。信号线的干扰主要是共模干扰，通过信号线连接到控制器外部形成辐射干扰。产要的辐射信号由共模信号组成，共模噪声是通过信号线线流出经设备外壳流回设备，线上的共模噪声有同频同相同幅度特点，故采用线对外壳的电容和线上串共模电感进行滤波，具体为，在推杆控制器的信号线上，左电机a、b、c相信号线采用三个电感的共模电感进行共模滤波，七个穿心滤波器cy05～cy11，分别接入到左推杆霍尔供电正信号线上、左推杆霍尔供电正信号线上、左推杆电机霍尔a信号线上、左推杆电机霍尔b信号线上、左推杆电机霍尔c信号线上、左推杆放出位置信号上、左推杆回位位置信号上进行干扰滤除。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

与现有的滤波器相比，现有滤波器很难将噪声和干扰信号强烈的电源干扰幅值降至gjb151b中ce102的限值线以下，而本实用型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器则可以有效压制解决高频和低频噪声和信号干扰，这个频段的干扰及其谐波干扰，很适合在ce102超标的电源模块使用。并且现有滤波器在传输系统的某处由于元件和器件的插入而发生负载功率的损耗，在实际使用时，即使emi滤波器的插入损耗达标，也有可能因为源阻抗和负载阻抗的变化而得不到最佳的滤波效果，而本实用新型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器，不仅能使得插入损耗达到标准，同时在使用的过程中，通过最符合要求和功能的插入损耗，来达到最佳的滤波效果。

本实用新型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器所提供的一种过滤噪声和干扰信号的滤波电路，具有小型化、可靠性高、滤波性能突出等特点，其集高压瞬态干扰滤波和emi滤波电路于一体，可广泛应用于军用、民用高压设备上，实现对高压设备的高压瞬态干扰滤波和emi滤波功能。

附图说明

图1是本实用新型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器一种具体实施方式原理图，其中，(a)为直流电源滤波电路原理图，(b)为的信号线干扰滤波电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

图1是本实用新型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器一种具体实施方式原理图。

在本实施例中，如图1(a)所示，本实用新型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器，包括由四个穿心滤波器cy01～cy04、差模电容cx01、共模电感l1、差模电感l2、四个差模电容cx02～cx05构成的直流电源滤波电路，其中：

穿心滤波器cy01与cy03并联，并联端一端接入电源正输出端(r端)，另一端接差模电容cx01的一端，并作为差模电容cx01的正端，接穿心滤波器cy02与cy04并联，并联端一端接入电源负输出端(s端)，另一端接差模电容cx01的另一端，并作为差模电容cx01的负端；

共模电感l1两个输入端分别连接到差模电容cx01的正负端，与差模电容cx01正端连接的输出端，为正输出端，与差模电容cx01负端连接的输出端为负输出端，并作为过滤干扰后的电源负输出端s'；

差模电感l2，一端与共模电感l1的正输出端连接，另一端作为过滤干扰后的电源正输出端r'；

四个差模电容cx02～cx05，依次并联连接于差模电感l2的另一端与共模电感l1的负输出端之间。

在本实施例中，如图1(b)所示，还包括由共模电感l3以及七个穿心滤波器cy05～cy11构成的信号线干扰滤波电路，其中：

共模电感l3，其为三个电感组成，包括三个输入端和对应的输出端，其中，第一组输入端和对应的输出端接入左电机a相信号线上即b端与b'端之间，第二组输入端和对应的输出端接入左电机b相信号线上即c端与c'端之间，第三组输入端和对应的输出端接入左电机c相信号线上即g端与g'端之间；

七个穿心滤波器cy05～cy11，分别接入到左推杆霍尔供电正信号线上即d端与d'端之间、左推杆霍尔供电正信号线上即f端与f'端之间、左推杆电机霍尔a信号线上即m端与m'端之间、左推杆电机霍尔b信号线上即p端与p'端之间、左推杆电机霍尔c信号线上即b端与b'端之间、左推杆放出位置信号上即c端与c'端之间、左推杆回位位置信号上即d端与d'端之间。

在本实用新型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器，具有以下创新设计

1、直流电源滤波电路的差模干扰抑制设计

差模噪声是通过设备电源正线流出并从负线流回设备，反之其然。据噪声特性滤波电路采用线间(a-e)电容和差模电感完成，当干扰噪声经过正线时，由于线间电容通过交流特性，将噪声信号从正线引流到负线回到电机内部，反之则从负线流回正线，电容低阻抗特性使得电容两端噪声信号幅度较小，差模电感对噪声信号成高阻特性，串联在正线中，电感可有效分压，使线间电容两端噪声电压幅度更小，从而更好的滤波效果。

2、直流电源滤波电路共模干扰抑制设计

共模噪声是通过电源线正负线流出经设备外壳流回设备，正负线上的共模噪声有同频同相同幅度特点，故采用线对外壳的电容和正负线上串共模电感进行滤波，滤波原理同差模滤波原理此处不重复，最终达到滤波共模噪声的目的。

3、信号线干扰滤波电路设计

信号线的干扰主要是共模干扰，通过信号线连接到控制器外部形成辐射干扰。产要的辐射信号由共模信号组成，共模噪声是通过信号线线流出经设备外壳流回设备，线上的共模噪声有同频同相同幅度特点，故采用线对外壳的电容和线上串共模电感进行滤波，滤波原理同差模滤波原理此处不重复，最终达到滤除共模噪声的目的。

4、抗尖峰脉冲设计

电路中选用的元件均为无极性元件，电源供电反极性不会造成电路损坏。

元件线与线之间耐压值125vdc持续5s，线与地之间耐压值500vdc持续时间5s，能承受电源尖峰600v/10us与40v/50ms干扰。

相比于现有滤波电路，本实用新型用于过滤噪声和干扰信号的滤波器在直流电源输入端加入4个穿心电容，穿心电容自电感较普通电容小很多，故而自谐振频率很高。同时，穿心式设计也有效地防止了高频信号从输入端直接耦合到输出端。这种低通高阻的组合，在1ghz频率范围内，提供了极好的抑制效果。信号滤波电路中加入穿心电容与上条同理，此处不重复。

现有滤波电路中通常将差模电容放置在差模电感后面的排布方式，本实用新型设计的是将差模电容x01排布位置在差模电感l2之前。差模器件和共模器件构成电源模块的输入阻抗，若其与输出阻抗不匹配，则会造成谐振，从而带来更大的干扰。所以本实用新型电路将差模成分放在共模成分之前，采用高阻抗输入，前级为电容，后级为电感，这样的匹配可以有效抑制低频干扰强烈的电源模块。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本是下辖的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。