一种用于EMC的滤波电源系统的制作方法

本实用新型涉及emc电源滤波技术领域，尤其涉及一种用于emc的滤波电源系统。

背景技术：

随着大众对信息传送速度的需求越来越快，所传输的信号频率也越来越高，在各种电子设备中的输入电源容易产生电磁噪声及杂波，对电源起到干扰作用，同时也会损坏电源，电源经过转换后输出的电源就含有噪声及杂波，这样的输出电源及本身所产生的高频杂波也会对电网进行干扰。在各种电子设备增加滤波器将是解决上述问题的有效途径，电源的滤波显得尤为重要；如果滤波器与外界隔绝、屏蔽性能较差时，也会导致经过输入的电源产生电磁噪声及杂波，同时外界的电磁也会干扰内部滤波器，在各种电子设备增加滤波器将是解决上述问题的有效途径，电源的滤波显得尤为重要，在处理电磁噪声、杂波及干扰能力一直是行业逐步研究和提升的技术课题。

随着技术水平的逐渐提高，对各类设备的小型化、一体化要求越来越高。目前国内大部分电源设备，在完成模块设计后，采取在系统dc/dc模块或ac/dc模块前端加各类滤波器以保证设备电磁兼容试验顺利通过。整套电源设备需完成21项电场辐射发射和电磁兼容相关的试验，为完成电磁兼容试验，需在增加滤波器的同时，对整体结构进行调整，其中ce102电源线传导发射，起作用的主要是滤波器，但往往ce102完成后很难通过re102电场辐射发射试验，在此需对设备做整体规划设计，减小辐射发射对试验结果的影响。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种用于emc的滤波电源系统，在外部直流或交流电源通过对应的连接器输入到不同的滤波器上，经过滤波器滤除电磁干扰后再经过各自对应的穿心电容滤除高频信号干扰，最后经过电源模块在内部转换后经过连接器输出所需电压、电流的直流或交流电。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种用于emc的滤波电源系统，包括机箱，所述机箱内腔通过t型屏蔽隔板分隔成滤波器安装腔a、滤波器安装腔b和电源模块安装腔，所述机箱一侧为电源输入端，所述机箱另一侧为电源输出端，所述滤波器安装腔a、滤波器安装腔b靠近机箱的电源输入端，所述电源模块安装腔靠近机箱的电源输出端；所述机箱的滤波器安装腔a中对应安装有直流滤波器，所述机箱的滤波器安装腔b中对应安装有交流滤波器，所述机箱的电源输入端安装有与直流滤波器输入端电连接的连接器a，所述机箱的电源输入端安装有与交流滤波器输入端电连接的连接器b；所述机箱的电源模块安装腔中对应安装有电源模块，所述电源模块包括dc/dc电源模块和ac/dc电源模块，所述机箱的电源输出端安装有与电源模块电连接的连接器c，所述直流滤波器输出端通过两个穿心电容a与dc/dc电源模块电连接，所述dc/dc电源模块用于将直流滤波器滤波后的直流电转换为所需电压及电流的直流电输出(dc/dc电源模块与连接器c电连接，dc/dc电源模块将直流滤波器滤波后的直流电转换为所需电压及电流的直流电并通过连接器c输出)，所述交流滤波器输出端通过三个穿心电容b与ac/dc电源模块电连接，所述ac/dc电源模块用于将交流滤波器滤波后的交流电转换为所需电压及电流的交流电输出(ac/dc电源模块与连接器c电连接，ac/dc电源模块将直流滤波器滤波后的直流电转换为所需电压及电流的交流电并通过连接器c输出)。

为了更好地实现本实用新型，所述机箱外部设有防水橡胶，所述机箱的滤波器安装腔a、滤波器安装腔b和电源模块安装腔内部分别对应设有屏蔽层或屏蔽条。

进一步的技术方案是：所述交流滤波器包括交流滤波器壳体，所述交流滤波器壳体内部具有交流线路安装腔体，所述交流滤波器壳体的输入端安装有与连接器b对应电连接的三个输入电极b，所述交流滤波器壳体的输出端安装有三个输出电极b，三个输出电极b与三个穿心电容b一一对应电连接，所述输入电极b与输出电极b结构相同，所述交流滤波器壳体的交流线路安装腔体内部安装有交流电源滤波线路，所述交流电源滤波线路输入端与输入电极b电连接，所述交流电源滤波线路输出端与输出电极b电连接；所述交流电源滤波线路输入端依次设有第一共模电容组件、第一差模电容组件和共模电感组件l1，所述交流电源滤波线路输出端依次设有第二差模电容组件、第二共模电容组件、差模电感组件和第三差模电容组件；所述直流滤波器包括直流滤波器壳体，所述直流滤波器壳体内部具有直流线路安装腔体，所述直流滤波器壳体的输入端安装有与连接器a对应电连接的两个输入电极a，所述直流滤波器壳体的输出端安装有两个输出电极a，两个输出电极a与两个穿心电容a一一对应电连接，所述输入电极a与输出电极a结构相同，所述直流滤波器壳体的直流线路安装腔体内部安装有直流电源滤波线路，所述直流电源滤波线路输入端与输入电极a电连接，所述直流电源滤波线路输出端与输出电极a电连接；所述直流电源滤波线路从输入端至输出端依次连接有共模电感l5和共模电感l6，所述直流电源滤波线路的输入端电连接有共模电容cy3，所述直流电源滤波线路的输出端电连接有共模电容cy4，所述直流电源滤波线路的输入端连接有电阻r，所述直流电源滤波线路上还电连接有差模电容cx4。

本实用新型交流电源滤波线路的具体技术方案如下：所述交流电源滤波线路包括a相输电线、b相输电线和c相输电线，所述第一共模电容组件包括三个共模电容cy1，三个共模电容cy1分别与a相输电线、b相输电线、c相输电线一一对应连接；所述第一差模容组件包括三个差模电容cx1，第一个差模电容cx1连接于a相输电线与b相输电线之间，第二个差模电容cx1连接于b相输电线与c相输电线之间，第三个差模电容cx1连接于a相输电线与c相输电线之间；所述共模电感组件l1包括三个共模电感和软磁铁氧体磁芯，三个共模电感分别一一对应连接于a相输电线、b相输电线、c相输电线上；所述第二差模电容组件包括三个差模电容cx2，第一个差模电容cx2连接于a相输电线与b相输电线之间，第二个差模电容cx2连接于b相输电线与c相输电线之间，第三个差模电容cx2连接于a相输电线与c相输电线之间；所述第二共模电容组件包括三个共模电容cy2，三个共模电容cy2分别与a相输电线、b相输电线、c相输电线一一对应连接；所述差模电感组件包括三个差模电感，三个差模电感分别为第一差模电感l2、第二差模电感l3和第三差模电感l4，第一差模电感l2对应连接于a相输电线，第二差模电感l3对应连接于b相输电线，第三差模电感l4对应连接于c相输电线；所述第三差模电容组件包括三个差模电容cx3，第一个差模电容cx3连接于a相输电线与b相输电线之间，第二个差模电容cx3连接于b相输电线与c相输电线之间，第三个差模电容cx3连接于a相输电线与c相输电线之间。

本实用新型直流电源滤波线路的具体技术方案如下：所述直流电源滤波线路包括正极输入线和负极输入线，所述电阻r电连接直流电源滤波线路输入端的正极输入线与负极输入线之间；所述共模电感l5包括第一电感线圈a、第二电感线圈a和环形磁芯a，所述第一电感线圈a、第二电感线圈a绕制于环形磁芯a上，所述共模电感l6包括第一电感线圈b、第二电感线圈b和环形磁芯b，所述第一电感线圈b、第二电感线圈b绕制于环形磁芯b上，所述第一电感线圈a、第一电感线圈b连接于正极输入线上，所述第一电感线圈b、第二电感线圈b连接于负极输入线；所述共模电容cy3数量为两个，第一个共模电容cy3连接于直流电源滤波线路输入端的正极输入线上，第二个共模电容cy3连接于直流电源滤波线路输入端的负极输入线上；所述共模电容cy4数量为两个，第一个共模电容cy4连接于直流电源滤波线路输出端的正极输入线上，第二个共模电容cy4连接于直流电源滤波线路输出端的负极输入线上；所述差模电容cx4数量为三个，第一个差模电容cx4连接于直流电源滤波线路输入端的正极输入线与负极输入线之间，位于共模电感l5、共模电感l6之间的直流电源滤波线路的正极输入线与负极输入线之间电连接有第二个差模电容cx4，第三个差模电容cx4连接于直流电源滤波线路输出端的正极输入线与负极输入线之间。

本实用新型输入电极a与输入电极b结构完全相同，即所述输入电极a、输出电极a、输入电极b、输出电极b结构均完全相同。下面以输入电极a为例来详细介绍电极的具体结构：所述输入电极a包括螺杆电极，所述螺杆电极从左至右依次包括外螺纹柱、方形杆部和内螺纹柱，所述螺杆电极在位于外螺纹柱与方形杆部之间外部固定有接触凸台，所述外螺纹柱上螺纹安装有螺母a，所述外螺纹柱上从左至右依次套装有弹垫a和平垫a，所述弹垫a、平垫a均位于螺母a与接触凸台之间；所述方形杆部上从左至右依次安装有绝缘体a和绝缘体b，所述内螺纹柱上螺纹安装有螺母b，所述内螺纹柱上从左至右依次平垫b和弹垫b，所述平垫b、弹垫b均位于螺母b与绝缘体b之间；所述内螺纹柱开有接线孔，所述内螺纹柱侧部开有与接线孔相连通的透气孔。

作为优选，所述内螺纹柱外部设有外螺纹a，所述外螺纹柱外部设有外螺纹b，所述内螺纹柱的外螺纹a的螺距大于外螺纹柱的外螺纹b的螺距；所述螺杆电极的方形杆部截面呈方形形状，所述绝缘体a内部贯穿开有与方形杆部相配合装配的方形孔a，所述绝缘体b内部贯穿开有与方形杆部相配合装配的方形孔b。

作为优选，所述绝缘体a、绝缘体b均由耐受-55℃～+125℃温度的绝缘材料制造而成。

作为优选，所述交流滤波器壳体的交流线路安装腔体中灌封有导热灌封胶。

作为优选，所述直流滤波器壳体的直流线路安装腔体中灌封有导热灌封胶；所述共模电感l5的环形磁芯a为非晶磁芯，所述共模电感l6的环形磁芯b为高磁通磁芯，所述差模电容cx4、差模电容cx5的耐压均大于100vdc，所述共模电容cy4耐电压大于250vdc。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型外部直流或交流电源通过对应的连接器输入到不同的滤波器上，经过滤波器滤除电磁干扰后再经过各自对应的穿心电容滤除高频信号干扰，最后经过电源模块在内部转换后经过连接器输出所需电压、电流的直流或交流电。

(2)本实用新型机箱内部包含三个相互独立且屏蔽性能良好的安装隔离腔，可以有效消除高频耦合对emc测试的不利影响，机箱外部设有防水橡胶，可以防止水汽进入，安装隔离腔四周的隔离筋上设有屏蔽层或屏蔽条，可以隔离外部通过缝隙进入的干扰型信号。

(3)本实用新型在隔离筋中有通过特殊加工形成的圆孔，通过圆孔安装穿心电容，该穿心电容起到滤除高频信号干扰的同时也做电气连接的作用；滤波器组件包括直流滤波器和交流滤波器，且对应安装于对应的安装隔离腔中，机箱外表中有三个连接器安装位置，连接器和机箱安装面之间有一块可导电的垫片，可以隔离外部通过缝隙进入的干扰型信号，机箱的连接器安装面粗糙度需≤1.6。

(4)本实用新型交流滤波器的可实现在0.01mhz到10mhz范围内的高插入损耗，可充分对交流电源滤波线路的电磁干扰进行抑制；在交流电源滤波线路完成后，壳体内部注入导热灌封胶，减小了电感气隙震动，稳定了电气特性。

(5)本实用新型直流滤波器电路整体构成双π型电路，具有结构简单、使用安装方便等优点，能够对电源起到保护作用，主要是对输入电源的电磁噪声及杂波进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网进行干扰。

(6)本实用新型电极(包括输入电极a、输出电极a、输入电极b、输出电极b)可以与滤波器配套安装，在安装后能起到很好的绝缘、屏蔽作用，同时螺杆电极在滤波器所配套的安装孔紧密配套，不会发生转动，绝缘体a、绝缘体b也不会在螺杆电极上发生转动，螺杆电极可以紧密配套安装于滤波器上，起到稳定电源接入及屏蔽作用。

(7)本实用新型电极的内螺纹柱开有接线孔，内螺纹柱侧部开有透气孔，当内部导线插入内螺纹柱的接线孔中，在接线孔的孔内加锡，当锡融化后会从透气孔中流出，这样融化的锡可以完全填充接线孔并起到稳定内部导线连接作用，同时锡通过透气孔流入到螺母螺纹中并固化，这样螺母将不能拆卸，可以减少后期维护困难。

附图说明

图1为本实用新型滤波电源系统的内部结构示意图；

图2为本实用新型机箱内部的结构示意图；

图3为本实用新型被t型屏蔽隔板分隔后的结构示意图；

图4为本实用新型交流电源滤波线路的电路图；

图5为本实用新型交流滤波器的外部结构示意图；

图6为本实用新型交流滤波器的内部剖视图；

图7为本实用新型交流滤波器装配时的内部剖视图；

图8为本实用新型直流电源滤波线路的电路图；

图9为本实用新型直流滤波器的外部结构示意图；

图10为本实用新型直流滤波器的内部剖视图；

图11为本实用新型直流滤波器装配时的内部剖视图；

图12为本实用新型输入电极或输出电极的结构示意图；

图13为图12中螺杆电极的结构示意图；

图14为图13的剖视图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－机箱,2－连接器a，21－连接器安装槽a,3－连接器b,31－连接器安装槽b,4－直流滤波器，41－滤波器安装腔a,42－直流滤波器壳体，421－直流线路安装腔体,43－输入电极a,44－输出电极a,5－交流滤波器,51－滤波器安装腔b，52－交流滤波器壳体,521－交流线路安装腔体,53－输入电极b,54－输出电极b,6－穿心电容a,7－穿心电容b,8－电源模块,81－dc/dc电源模块，82－ac/dc电源模块，83－电源模块安装腔,9－连接器c,91－连接器安装孔，10－螺杆电极,11－外螺纹柱,12－接触凸台,13－方形杆部,14－内螺纹柱,141－接线孔,142－透气孔,15－绝缘体a,16－绝缘体b,17－平垫a,18－弹垫a,19－螺母a,20－平垫b,22－弹垫b,23－螺母b。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例

如图1～图14所示，一种用于emc的滤波电源系统，包括机箱1，机箱1内腔通过t型屏蔽隔板分隔成滤波器安装腔a41、滤波器安装腔b51和电源模块安装腔83，机箱1一侧为电源输入端，机箱1另一侧为电源输出端，滤波器安装腔a41、滤波器安装腔b51靠近机箱1的电源输入端，电源模块安装腔83靠近机箱1的电源输出端。机箱1的滤波器安装腔a41中对应安装有直流滤波器4，机箱1的滤波器安装腔b51中对应安装有交流滤波器5，机箱1的电源输入端安装有与直流滤波器4输入端电连接的连接器a2，机箱1的电源输入端上开有连接器安装槽a21，连接器安装槽a21呈方形形状，连接器a2上具有方形块a，连接器a2穿过机箱1，同时连接器a2的方形块a与连接器安装槽a21配合装配。机箱1的电源输入端安装有与交流滤波器5输入端电连接的连接器b3，机箱1的电源输入端上开有连接器安装槽b31，连接器安装槽b31呈方形形状，连接器b3上具有方形块b，连接器b3穿过机箱1，同时连接器b3的方形块b与连接器安装槽b31配合装配。

如图1所示，机箱1的电源模块安装腔83中对应安装有电源模块8，电源模块8包括dc/dc电源模块81和ac/dc电源模块82，机箱1的电源输出端安装有与电源模块8电连接的连接器c9，机箱1的电源输出端上开有连接器安装孔91，连接器c9配合穿过机箱1的连接器安装孔91并配合装配固定。直流滤波器4输出端通过两个穿心电容a6与dc/dc电源模块81电连接，dc/dc电源模块81用于将直流滤波器4滤波后的直流电转换为所需电压及电流的直流电输出dc/dc电源模块81与连接器c9电连接，dc/dc电源模块81将直流滤波器4滤波后的直流电转换为所需电压及电流的直流电并通过连接器c9输出，交流滤波器5输出端通过三个穿心电容b7与ac/dc电源模块82电连接，ac/dc电源模块82用于将交流滤波器5滤波后的交流电转换为所需电压及电流的交流电输出ac/dc电源模块82与连接器c9电连接，ac/dc电源模块82将直流滤波器4滤波后的直流电转换为所需电压及电流的交流电并通过连接器c9输出。

本实用新型优选的机箱1外部设有防水橡胶，机箱1的滤波器安装腔a41、滤波器安装腔b51和电源模块安装腔83内部分别对应设有屏蔽层或屏蔽条。

如图4～图7所示，交流滤波器5包括交流滤波器壳体52，交流滤波器壳体52内部具有交流线路安装腔体521，交流滤波器壳体52的输入端安装有与连接器b3对应电连接的三个输入电极b53，交流滤波器壳体52的输出端安装有三个输出电极b54，三个输出电极b54与三个穿心电容b7一一对应电连接，输入电极b53与输出电极b54结构相同，交流滤波器壳体52的交流线路安装腔体521内部安装有交流电源滤波线路，交流电源滤波线路输入端与输入电极b53电连接，交流电源滤波线路输出端与输出电极b54电连接。交流电源滤波线路输入端依次设有第一共模电容组件、第一差模电容组件和共模电感组件l1，交流电源滤波线路输出端依次设有第二差模电容组件、第二共模电容组件、差模电感组件和第三差模电容组件。

如图4所示，交流电源滤波线路包括a相输电线、b相输电线和c相输电线，第一共模电容组件包括三个共模电容cy1，三个共模电容cy1分别与a相输电线、b相输电线、c相输电线一一对应连接。第一差模容组件包括三个差模电容cx1，第一个差模电容cx1连接于a相输电线与b相输电线之间，第二个差模电容cx1连接于b相输电线与c相输电线之间，第三个差模电容cx1连接于a相输电线与c相输电线之间。共模电感组件l1包括三个共模电感和软磁铁氧体磁芯，三个共模电感分别一一对应连接于a相输电线、b相输电线、c相输电线上。第二差模电容组件包括三个差模电容cx2，第一个差模电容cx2连接于a相输电线与b相输电线之间，第二个差模电容cx2连接于b相输电线与c相输电线之间，第三个差模电容cx2连接于a相输电线与c相输电线之间。第二共模电容组件包括三个共模电容cy2，三个共模电容cy2分别与a相输电线、b相输电线、c相输电线一一对应连接。差模电感组件包括三个差模电感，三个差模电感分别为第一差模电感l2、第二差模电感l3和第三差模电感l4，第一差模电感l2对应连接于a相输电线，第二差模电感l3对应连接于b相输电线，第三差模电感l4对应连接于c相输电线。第三差模电容组件包括三个差模电容cx3，第一个差模电容cx3连接于a相输电线与b相输电线之间，第二个差模电容cx3连接于b相输电线与c相输电线之间，第三个差模电容cx3连接于a相输电线与c相输电线之间。本实用新型的交流滤波器壳体52的交流线路安装腔体521中灌封有导热灌封胶，导热灌封胶可以减小电感气隙震动并稳定电气特性。

如图9～图11所示，直流滤波器4包括直流滤波器壳体42，直流滤波器壳体42内部具有直流线路安装腔体421，直流滤波器壳体42的输入端安装有与连接器a2对应电连接的两个输入电极a43，直流滤波器壳体42的输出端安装有两个输出电极a44，两个输出电极a44与两个穿心电容a6一一对应电连接，输入电极a43与输出电极a44结构相同，直流滤波器壳体42的直流线路安装腔体421内部安装有直流电源滤波线路，直流电源滤波线路输入端与输入电极a43电连接，直流电源滤波线路输出端与输出电极a44电连接。直流电源滤波线路从输入端至输出端依次连接有共模电感l5和共模电感l6，直流电源滤波线路的输入端电连接有共模电容cy3，直流电源滤波线路的输出端电连接有共模电容cy4，直流电源滤波线路的输入端连接有电阻r，直流电源滤波线路上还电连接有差模电容cx4。

如图9所示，直流电源滤波线路包括正极输入线和负极输入线，电阻r电连接直流电源滤波线路输入端的正极输入线与负极输入线之间。共模电感l5包括第一电感线圈a、第二电感线圈a和环形磁芯a，第一电感线圈a、第二电感线圈a绕制于环形磁芯a上，共模电感l6包括第一电感线圈b、第二电感线圈b和环形磁芯b，第一电感线圈b、第二电感线圈b绕制于环形磁芯b上，第一电感线圈a、第一电感线圈b连接于正极输入线上，第一电感线圈b、第二电感线圈b连接于负极输入线。共模电容cy3数量为两个，第一个共模电容cy3连接于直流电源滤波线路输入端的正极输入线上，第二个共模电容cy3连接于直流电源滤波线路输入端的负极输入线上。共模电容cy4数量为两个，第一个共模电容cy4连接于直流电源滤波线路输出端的正极输入线上，第二个共模电容cy4连接于直流电源滤波线路输出端的负极输入线上。差模电容cx4数量为三个，第一个差模电容cx4连接于直流电源滤波线路输入端的正极输入线与负极输入线之间，位于共模电感l5、共模电感l6之间的直流电源滤波线路的正极输入线与负极输入线之间电连接有第二个差模电容cx4，第三个差模电容cx4连接于直流电源滤波线路输出端的正极输入线与负极输入线之间。本实用新型直流滤波器壳体42的直流线路安装腔体421中灌封有导热灌封胶，导热灌封胶可以减小电感气隙震动并稳定电气特性。共模电感l5的环形磁芯a为非晶磁芯，共模电感l6的环形磁芯b为高磁通磁芯，差模电容cx4、差模电容cx5的耐压均大于100vdc，共模电容cy4耐电压大于250vdc。

如图12～图14所示，输入电极a43与输入电极b53结构完全相同，即输入电极a43、输出电极a44、输入电极b53、输出电极b54结构均完全相同。输入电极a43包括螺杆电极10，螺杆电极10从左至右依次包括外螺纹柱11、方形杆部13和内螺纹柱14，螺杆电极10在位于外螺纹柱11与方形杆部13之间外部固定有接触凸台12，外螺纹柱11上螺纹安装有螺母a19，外螺纹柱11上从左至右依次套装有弹垫a18和平垫a17，弹垫a18、平垫a17均位于螺母a19与接触凸台12之间。方形杆部13上从左至右依次安装有绝缘体a15和绝缘体b16，内螺纹柱14上螺纹安装有螺母b23，内螺纹柱14上从左至右依次平垫b20和弹垫b22，平垫b20、弹垫b22均位于螺母b23与绝缘体b16之间。内螺纹柱14开有接线孔141，内螺纹柱14侧部开有与接线孔141相连通的透气孔142。

如图12～图14所示，内螺纹柱14外部设有外螺纹a，外螺纹柱11外部设有外螺纹b，内螺纹柱14的外螺纹a的螺距大于外螺纹柱11的外螺纹b的螺距。螺杆电极10的方形杆部13截面呈方形形状，绝缘体a15内部贯穿开有与方形杆部13相配合装配的方形孔a，绝缘体b16内部贯穿开有与方形杆部13相配合装配的方形孔b。绝缘体a15、绝缘体b16均由耐受-55℃～+125℃温度的绝缘材料制造而成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。