EMI滤波器及家电设备的制作方法

emi滤波器及家电设备
技术领域
1.本申请涉及滤波器技术领域，特别是涉及一种emi滤波器及家电设备。


背景技术：

2.emc(electromagnetic compatibility，电磁兼容性)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。emc包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。emc包括emi(electromagnetic interference，电磁干扰)和emc((electromagnetic compatibility，电磁兼容)。
3.目前，大部分电子/电气产品的emc性能依赖emi滤波器。emi滤波器的作用是滤除一定量的emi，提高emc测试性能。随着电气电子技术的发展，家用电器产品日益普及和电子化，计算机网络的日益发达，电磁环境日益复杂和恶化，使得电子/电气产品的防电磁干扰问题也受到重视。有鉴于此，如何提高emi滤波器的抗电磁干扰能力，成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本申请主要解决的技术问题是提供一种emi滤波器及家电设备，能够降低电磁场对emi滤波器的干扰。
5.为了解决上述问题，本申请第一方面提供了emi滤波器，包括：电路板以及设在电路板上的第一输入线路、第二输入线路和滤波电路；第一输入线路和第二输入线路分别连接于滤波电路的两个输入端；其中，第一输入线路和第二输入线路在电路板上的投影相交。
6.其中，电路板可为单层。
7.其中，第一输入线路包括第一元件以及分别连接第一元件两端的两段第一输入走线，第二输入线路包括第二输入走线；第一输入走线和第二输入走线均设置在电路板的第一表面上，第一元件设置在电路板与第一表面相对的第二表面上。
8.其中，第一元件为保险管。
9.其中，第一输入线路和第二输入线路在电路板上的投影由于相交而形成相对的第一投影区域和第二投影区域，其中第一投影区域比第二投影区域靠近滤波电路，第一投影区域的面积与第二投影区域的面积之差小于预设面积。
10.其中，第一投影区域的面积与第二投影区域的面积相等。
11.其中，第一输入线路在电路板上的投影长度与第二输入线路在电路板上的投影长度相等，且第一输入线路和第二输入线路在电路板上投影的相交点为第一输入线路和第二输入线路在电路板上投影的中点。
12.其中，emi滤波器还包括壳体，电路板、滤波电路、第一输入线路与第二输入线路均设于所述壳体内；电路板为pcb板，滤波电路为一滤波器件。
13.为解决上述问题，本申请第二方面提供了一种家电设备，家电设备包括上述第一
方面的emi滤波器。
14.上述方案中，emi滤波器包括电路板以及设在电路板上的第一输入线路、第二输入线路和滤波电路；第一输入线路和第二输入线路分别连接于滤波电路的两个输入端；其中，第一输入线路和第二输入线路在电路板上的投影相交。通过上述方式，在滤波电路的输入端实现第一输入线路和第二输入线路的交叉走线，减小电磁场在滤波电路前端产生的感应电动势，进而降低电磁场对emi滤波器的干扰，降低了emi滤波器受电磁干扰而产生的emc风险。
附图说明
15.图1a是本申请emi滤波器一实施例的俯视示意图；
16.图1b是本申请emi滤波器一实施例的仰视示意图；
17.图2a是本申请emi滤波器另一实施例的俯视示意图；
18.图2b是本申请emi滤波器另一实施例的仰视示意图；
19.图3是本申请emi滤波器一实施例的投影区域示意图；
20.图4是本申请emi滤波器一实施例的结构示意图。
21.图5是本申请家电设备一实施例的结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本文中术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。
23.emi滤波器的作用是滤除一定量的emi，提高emc测试通过率。如果emi滤波器前端的走线受到电磁干扰，emi滤波器不能滤除电磁干扰，则emi滤波器的功能失效，甚至产生反作用。因此，设计合理的emi滤波器能够大幅度提高产品emc测试通过率，不仅关系到产品本身的工作可靠性和使用安全性，而且还可能影响到其他设备和系统的正常工作。下面提供本发明emi滤波器的一些实施例，以减少电磁干扰。
24.请参阅图1a，图1a是根据本发明一实施例的emi滤波器的俯视图，该emi滤波器10包括：电路板13以及设在电路板13上的第一输入线路11、第二输入线路12和滤波电路14。其中，第一输入线路11和第二输入线路12分别连接于滤波电路14的两个输入端。第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上的投影相交。
25.电路板13是电子元件电气连接的提供者，用于线路布局，具体可以为印刷电路板(printed circuit board，pcb)，也可以为其余可实现元件电路连接的电路板。若电路板13为印刷电路板，第一输入线路11、第二输入线路12中所包含的走线可以是具有电气连接性的铜箔。电路板13可以为单层板、双层板或者多层板，在此不作限定。不论电路板13的层数
为单层、双层或者其他层数，电路板13均有两个相对的用于走线布局和/或元件连接的表面。电路板13为单层时，可以设置为：一个表面仅用于走线布局，另一个表面仅用于元件连接；电路板13为双层时，可以设置为：两个表面均可布局走线，通过过孔实现双面走线布局，让不同线路分成不同网络连接来满足产品的需要，或者其余现有的电路板13连接布局方式。
26.滤波电路14是只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路。本实施例的滤波电路14可以为由电容、电感、电阻等元件直接在电路板13上连接形成的电路，也可以为独立于电路板13的集成器件，且该集成器件内部由电容、电感、电阻等元件连接组成。滤波电路14可以为有源滤波，也可以为无源滤波，其中无源滤波仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成，而有源滤波还由有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)组成。例如，无源滤波的滤波电路14可以包括电阻两端并联电容器，或与电阻串联电感器，又或者由电容，电感组成各种复式滤波电路。
27.本实施例中，第一输入线路11和第二输入线路12作为滤波电路14的外部信号输入线路，具体而言，该第一输入线路11和第二输入线路12可以作为滤波电路14的外部电源信号输入线路，以将外部电源的信号输入至滤波电路14中。例如，该第一输入线路11用于连接电源正极(如火线)，第二输入线路12用于连接电源负极(如零线)。如图1a所示，第一输入线路11包括第一端a和第二端b，第二输入线路12包括第一端c和第二端d。第一输入线路11的第一端a用于连接电源正极，第一输入线路11的第二端b连接滤波电路14一个输入端；第二输入线路12的第一端c用于连接电源负极，第二输入线路12的第二端d连接滤波电路14的另一个输入端，也即第一输入线路11和第二输入线路12处于滤波电路14的前端。当然，第一输入线路11和第二输入线路12连接电源正负极的方式可以互换，在此不做限定。
28.具体地，第一输入线路11和第二输入线路12可包括走线和元件。例如，第一输入线路11包括保险管等元件及连接于元件两侧的走线，第二输入线路12包括走线。当然，第二输入线路12也可包括元件。故第一输入线路11和第二输入线路12可根据实际需求而设置元件，在此不做限定。
29.为了减少磁场干扰，本实施例对第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上的布局设置为：第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上为投影相交，即，第一输入线路11和第二输入线路12设置在电路板13上的表面上，且第一输入线路11和第二输入线路12垂直投影在该表面上的投影线段相交。可以理解的是，第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上的投影相交角度不作任何限定，例如为90度、45度、30度等均可。两者在电路板13上的投影长度也可以相等或者不相等。
30.本实施例中，电路板13作为元器件连接的载体，第一输入线路11、第二输入线路12和滤波电路14均设置在电路板13上，并且第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上的投影相交。当emi滤波器10受到磁场干扰，若第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上没有相交，也即形成平行投影，电路板13输入端子到滤波电路14这段走线受到较大电磁干扰，产生感应电动势的面积也较大，导致emi滤波器10滤除功能下降、甚至导致emi滤波器10功能失效。第一输入线路11和第二输入线路12分别连接于滤波电路14的两个输入端，也即第一输入线路11和第二输入线路12均在滤波电路14的前端，也即，第一输入线路11和第二输入线路12在滤波电路14的输入前端部分实现投影相交走线，相较于第一输入线路11
和第二输入线路12在电路板13上为平行投影，本实施例有效减小了产生感应电动势的面积，可提高emi滤波器10抗电磁干扰能力。又由于第一输入线路11和第二输入线路12处于滤波电路14的前端，滤波电路14前端受到的电磁干扰减少，可减少滤波电路14的使用，不仅提高滤波电路14的使用寿命，降低成本，而且大大降低emi滤波器10受电磁干扰而产生的emc风险。
31.另外，因为第一输入线路11和第二输入线路12在滤波电路14的前端实现在电路板13上的投影相交，已将电源端到滤波电路14之间的走线受到的电磁干扰减小了，滤除电磁干扰的能力变强，滤波电路14使用的线圈可以更少。
32.在一些具体应用中，可对emi滤波器10进行不同测试性能的传导发射测试，以反映emi滤波器10的抗电磁干扰能力。例如，传导发射测试包含频率、限制、峰值和裕量等测试参数，而裕量作为传导发射测试的重要指标，可有效反应emi滤波器10的抗电磁干扰能力。裕量越大，emc风险就越低。通过对现有的emi滤波器进行传导发射测试结果表明，其裕量为3.5db，有较大emc风险。而对本实施例的emi滤波器10进行传导发射测试结果表明，其裕量为7.7db，有较小emc风险。故，本实施例中通过第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上的投影相交，一方面，电磁对emi滤波器10的干扰变小，在强电磁干扰的环境下也能发挥emi滤波器10的效果，另一方面，能够增大emi滤波器10的裕量，进而emc检测到的干扰变少，即emi滤波器10的抗干扰能力变强。另外，本实施例emi滤波器10可在全频段提高抗电磁干扰的能力。
33.在不同实施例中，可根据电路板13为不同层数而对应设置第一输入线路11和第二输入线路12。下面对单层和双层的电路板13进行举例说明。在一实施例中，结合图1a和图1b，图1a和图1b分别是同一emi滤波器10实施例的俯视示意图和仰视示意图。电路板13为单层，第一输入线路11包括第一元件111以及分别连接第一元件111两端的两段第一输入走线112，第二输入线路12包括第二输入走线121；第一输入走线112和第二输入走线121均设置在电路板13的第一表面131上，第一元件111设置述电路板13与第一表面131相对的第二表面132上。
34.本实施例中，单层的电路板13可设置为：电路板13包括相对的第一表面131和第二表面132。电路板13的第一表面131用于元件连接，第二表面132用于走线连接。由于第一输入线路11中的两段第一输入走线112和第二输入线路12中的第二输入走线121均属于走线，故均设置在电路板13的第一表面131上，而第一输入线路11中的第一元件111属于元件，故设置在电路板13与第一表面131相对的第二表面132上。虽然第一输入线路11上的元件与走线设在不同表面上，但其在第一表面131或第二表面132上的投影形成一直线，与第二输入线路12在第一表面131或第二表面132上的投影相交。其中，第一元件111设置在第一输入线路11与第二输入线路12的投影相交部分，以使得位于同一表面上的第一输入走线112和第二输入走线121不存在相交，进而避免第一输入走线112和第二输入走线121误导通。
35.本实施例中，第一元件111为保险管，在电路出现较大的过载电流时，例如故障或短路，能够断开电流来保护电路，提高电路运行的安全性。第一元件111可以为包含熔体的其余元件，也可以为电阻等阻抗元件。
36.可以理解的是，当第一输入线路11除包含第一元件111外还包括其他元件时，该其他元件均设于第二表面132上。另外，当第二输入线路12也可以包括至少一个元件时，该至
少一个元件也设于第二表面132上。即，对于单层的电路板，第一输入线路和第二输入线路中的元件设置于其第二表面132，走线设置于其第一表面131。
37.本实施例中，电路板13为单层，第一输入线路11包括第一元件111以及分别连接第一元件111两端的两段第一输入走线112，第二输入线路12包括第二输入走线121，并且第一输入走线112和第二输入走线121在电路板13的第一表面131上，而第一元件111在电路板13与第一表面131相对的第二表面132上，第一输入线路11和第二输入线路12在单层的电路板13上实现投影相交。当emi滤波器10处于电磁干扰环境下，滤波电路14前端受到的电磁干扰减少，可减少滤波电路14的使用，不仅提高滤波电路14的使用寿命，而且大大降低emi滤波器10受电磁干扰而产生的emc风险。此外，单层电路板的制作较简单，成本低。
38.在一实施例中，请结合参见图2a和图2b，图2a和图2b分别是同一emi滤波器10实施例的俯视示意图和仰视示意图。电路板13为双层电路板13，包括第一表面131和与第一表面131相对的第二表面132，其中，第一表面131和第二表面132都可以实现走线连接和元件连接，并且电路板13包括过孔m和过孔n。第一输入线路11包括两段第一输入走线112，其中，两段第一输入走线112分别设于第一表面131和第二表面132上，且两段第一输入走线112通过过孔m连接。第二输入线路12包括两段第二输入走线121，其中，两段第一输入走线112分别设于第一表面131和第二表面132上，且两段第一输入走线112通过过孔n连接。由此，第一输入线路11的两段第一输入走线112虽然不在同一表面上，但在第一表面或第二表面上的投影形成一直线，第二输入线路12的两段第二输入走线121同理在第一表面或第二表面上的投影形成一直线，而且第一输入线路11与第二输入线路12在第一表面或第二表面上的投影相交。
39.可以理解的是，在同一表面上的第一输入走线和第二输入走线均不存在相交，以避免第一输入走线112和第二输入走线121误导通。如图2a和图2b所示，若第一输入线路11和第二输入线路12均仅由走线组成，在电路板13上的投影相交点为o，第一输入线路11对应o的投影形成部分在第一表面131上，第二输入线路12对应o的投影形成部分在第二表面132上。
40.第一输入线路11和第二输入线路12可仅为走线；第一输入线路11和第二输入线路12还可以包括至少一个元件，该至少一个元件可位于第一表面131或第二表面132上。例如，第一输入线路11还包括上述的第一元件，该第一元件可设置位于第一表面131或第二表面132上，且第一元件的一端与位于同一表面的第一输入走线连接，第二元件的另一端可通过过孔m与另一表面的第一输入走线连接。
41.第一输入线路11和第二输入线路12为走线时，在双层的电路板13上通过不重叠的两个过孔实现投影相交。第一输入线路11和/或第二输入线路12包含至少一个元件时，也可在双层的电路板13上实现投影相交。
42.为了进一步减少磁场干扰，可在上述任一实施例中，对第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上的投影区域进行设定如下：第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上的投影由于相交而形成相对的第一投影区域和第二投影区域，其中，第一投影区域比第二投影区域靠近滤波电路14，第一投影区域的面积与第二投影区域的面积之差小于预设面积。
43.请参阅图3，第一输入线路11在电路板13上的第一投影为xy，第二输入线路12在电
路板13上的第二投影为ef，第一输入线路11的第一投影xy和第二输入线路12的第二投影ef的相交点为z，由此，第一输入线路11的第一投影xy和第二输入线路12的第二投影ef形成相对的第一投影区域fzy和第二投影区域xze，且第一投影区域fzy比第二投影区域xze靠近滤波电路14，第一投影区域的面积为s1，第二投影区域的面积为s2。其中，s1与s2的面积差小于预设面积。该预设面积的大小可根据需求进行预先设定。预设面积的设定方式可以是人为输入，也可以通过算法获取。s1与s2的面积差越小，emi滤波器10前端产生的感应电动势越小，emi滤波器10受电磁干扰而产生的emc风险就越低。
44.在一实施例中，第一投影区域的面积s1与第二投影区域的面积s2相等。具体地，第一输入线路11在电路板13上的投影长度与第二输入线路12在电路板13上的投影长度相等，即图3所示的第一投影xy和第二投影ef的长度相等。第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上投影的相交点z为第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上投影的中点，即为图3所示的第一投影xy和第二投影ef的中点。第一输入线路11和第二输入线路12在投影长度的中点处相交，然后交叉走线，投影相交点为两条输入线路的中点，两条输入线路形成的相对的两个投影面积区域面积必然相等，s1与s2的差值为零，产生最小的感应电动势，从而emi滤波器10在收到电磁干扰时，抗电磁干扰能力更好。当然，在其他第一投影区域的面积s1与第二投影区域的面积s2相等的实施例中，第一输入线路11在电路板13上的投影长度与第二输入线路12在电路板13上的投影长度也可不相等，只需保证第一投影区域的面积s1与第二投影区域的面积s2相等的即可。
45.第一投影区域的面积s1与第二投影区域的面积s2相等时，emi滤波器10前端产生的感应电动势最小，emi滤波器10防电磁干扰的能力更强，emi滤波器10受电磁干扰而产生的emc风险更低。
46.上述实施例中，如图4所示，emi滤波器10还可包括第一壳体15，电路板13、滤波电路14、第一输入线路11与第二输入线路12均设于第一壳体15内。具体地，第一壳体15为封装壳体，避免电路板、走线、元器件等暴露于外部。第一壳体15可以选用绝缘阻燃材料制成，也可以为现有其余封装材料。第一壳体15的形状也不作限定，可实现电路板13、滤波电路14、第一输入线路11和第二输入线路12均在第一壳体15内即可。第一壳体15的大小可根据需求进行设置。上述实施例通过将第一输入线路11和第二输入线路12在电路板13上投影相交，可有效降低emi滤波器10的电磁干扰，故无需额外在emi滤波器10外部增设用于隔离电磁干扰的金属外壳，因此可减少emi滤波器10的器件，进而降低emi滤波器10的成本，并缩小emi滤波器10体积，有利于产品小型化。
47.当然，在其他实施例中，如对emi滤波器10的成本或体积不具有过多要求，emi滤波器10还可包括为金属材质的第二壳体，电路板13、滤波电路14、第一输入线路11和第二输入线路12均设于第二壳体内，第二壳体再设于上述第一壳体15内。第二壳体由于是金属材质，可进一步隔离emi滤波器10受到外部电磁场的干扰。当然，在其他实施例中，也可不设第二壳体，且上述第一壳体15采用金属材质制成，以使得第一壳体15还具有隔离emi滤波器10受到外部电磁场的干扰的功能。
48.请参阅图5，图5是本申请家电设备一实施例的结构示意图。本实施例中，家电设备100包括上述本申请emi滤波器10实施例所描述的emi滤波器10。关于emi滤波器10的详细描述请参照上述本申请emi滤波器10实施例中关于emi滤波器10的描述。
49.具体地，家电设备100可以是冰箱、空调等。
50.以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。