滤波系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种滤波系统。其中，该滤波系统包括：滤波电路，用于抑制电路中的干扰信号；控制器，与滤波电路电连接，用于通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，其中，控制信号根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定。本实用新型解决了有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
【专利说明】
滤波系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种滤波系统。
【背景技术】
[0002]随着电子产品以及与电力电子器件相关的变换装置的广泛应用，使得电路中的EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)日益严重，电源线是干扰传入设备和传出设备的主要途径，通过电源线，电网的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作，同样设备产生的干扰也可能通过电源线传到电网上，干扰其他设备的正常工作，特别是瞬态噪声干扰，其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高、随机性强，对微机和数字电路易产生严重干扰，常使人防不胜防。
[0003]通常干扰信号分为共模干扰信号和差模干扰信号两大类。架空导线载传输的过程中会受到周围空间电磁环境的辐射，火线、中线和安全地上所感应的信号的幅值和相位几乎是相等的，由于安全地线要和大地相连接，所以就形成了火线、中线和安全地之间共模干扰;共用一条输电线的不同设备中的某一设备进行切换操作时，火线和中线之间会形成幅值大致相等而相位相反的信号，这种信号就是差模干扰。为此需要在设备的电源进线处加入EMI滤波器，EMI滤波器是一种低通滤波器，只允许设备正常工作频率信号(例如:工频50Hz，60Hz或者中频400Hz)进入负载设备，而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。
[0004]EMI滤波器最重要的技术指标是对干扰的抑制能力，S卩EMI滤波器的插入损耗，它的定义是:没有接入滤波器时从干扰源传输到负载的功率和接入滤波器后从干扰源传输到负载的功率之比，且EMI滤波器的插入损耗与滤波网络的网络参量以及源端和负载端的阻抗相关，然而实际应用的过程中电路中的源阻抗和负载阻抗受环境和功率的影响较大，均为变量，因此EMI滤波器在电路中的插入损耗并不稳定，即滤波器在电路中一致电磁干扰的效果并不稳定。
[0005]针对现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型实施例提供了一种滤波系统，以至少解决有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
[0007]根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种滤波系统，包括:滤波电路，用于抑制电路中的干扰信号;控制器，与滤波电路电连接，用于通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，其中，控制信号根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定。
[0008]在由上可知，本申请上述系统通过滤波电路抑制电路中的干扰信号，通过与滤波电路电连接的控制器通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，其中，控制信号根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定。上述方案通过获取电路的源阻抗和负载阻抗，得到与电路当前源阻抗和负载阻抗对应的控制信号，再通过控制信号来调整电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，因此，本申请提供方案使滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可调，由于滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可以根据滤波电路的源阻抗和输入阻抗的变化而进行相应的调整，因此本申请上述步骤提供的方案能够在源阻抗和负载阻抗在于环境或功率的变化而产生变动的情况下，通过对滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值进行调整，以使滤波电路具有较高的插入损耗，即对电路中的干扰有较好的抑制效果，从而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
【附图说明】
[0009]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0010]图1是根据本实用新型实施例的滤波系统的结构图；
[0011]图2是根据现有技术的一种ΕΜΓ滤波电路的拓扑结构图；
[0012]图3(a)是根据本实用新型实施例一的一种可选的差模电感的绕组示意图；
[0013]图3(b)是根据本实用新型实施例一的一种可选的共模电感的绕组示意图；以及
[0014]图4是根据本实用新型实施例一的一种可选的滤波系统的电路图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0016]需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单
J L ο
[0017]实施例一
[0018]图1是根据本实用新型实施例的滤波系统的结构图，如图1所示，该系统包括:滤波电路10和控制器12，其中，
[0019]滤波电路10，用于抑制电路中的干扰信号。
[0020]控制器12，与滤波电路电连接，用于通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，其中，控制信号根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定。
[0021]在一种可选的实施例中，上述滤波电路可以是EMI滤波电路，图2是根据现有技术的一种EMI滤波电路的拓扑结构图，结合图2所示，LI为差模电感，L2为共模电感，Cx为差模电感，Cy为共模电感，对电源产生的高频干扰信号以及负载产生的高频干扰信号都具有抑制效果。
[0022]在上述步骤中，源阻抗可以是电源内部的阻抗，例如，在上述滤波器与电网连接时，源阻抗可以是电网阻抗，负载阻抗为负载设备的阻抗，例如，与电网相连的空调、冰箱的阻抗。
[0023]由上可知，本申请上述系统通过滤波电路抑制电路中的干扰信号，通过与滤波电路电连接的控制器通过控制信号来调整滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，其中，控制信号根据滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定。上述方案通过获取电路的源阻抗和负载阻抗，得到与电路当前源阻抗和负载阻抗对应的控制信号，再通过控制信号来调整电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，因此，本申请提供方案使滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可调，由于滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值可以根据滤波电路的源阻抗和输入阻抗的变化而进行相应的调整，因此本申请上述步骤提供的方案能够在源阻抗和负载阻抗在于环境或功率的变化而产生变动的情况下，通过对滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值进行调整，以使滤波电路具有较高的插入损耗，即对电路中的干扰有较好的抑制效果，从而解决了现有技术中在使用滤波器来抑制电路中的电磁干扰时，由于电路中的阻抗受环境和功率影响较大，导致抑制电磁干扰的效果不稳定的技术问题。
[0024]可选的，在本实用新型上述实施例中，差模电感的铁芯外绕有第一直流控制绕组。
[0025]图3(a)是根据本实用新型实施例一的一种可选的差模电感的绕组示意图。在一种可选的实施例中，结合图3(a)所示，铁芯采用管状结构，可调差模电感沿管状铁芯内外绕有直流控制绕组，沿管状铁芯外围绕有交流主绕组。
[0026]可选的，在本实用新型上述实施例中，共模电感的管状铁芯内外绕有第二直流控制绕组。
[0027]图3(b)是根据本实用新型实施例一的一种可选的共模电感的绕组示意图。在一种可选的实施例中，结合图3(b)所示，共模电感沿管状铁芯内外绕有交流控制绕组，沿管状铁芯外围绕有直流主绕组，交直流绕组及其所对应的交直流磁通相互正交。因此，交直流磁通互不影响，直流电流不会影响电抗器的线性特性。
[0028]可选的，在本实用新型上述实施例中，上述系统还包括:
[0029]多个传感器，与滤波电路的源端和负载端电连接，用于获取源端和负载端的控制参数，其中，控制参数包括:电压、电流和/或相位。
[0030]在上述系统中，系统采用多个传感器采集滤波电路的源端和负载端的控制参数。上述传感器可以是电流传感器、电压传感器或电流电压传感器。
[0031]图4是根据本实用新型实施例一的一种可选的滤波系统的电路图，在一种可选的实施例中，结合图4所示。相线和零线在滤波系统的源端和负载端都设置有电流电压传感器，以获取滤波系统的控制参数。
[0032]控制器还用于通过源端和负载端的控制参数得到滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。
[0033]由上可知，本申请上述系统通过多个传感器采集滤波电路的源端和负载端的控制参数，其中，控制参数至少包括:电流、电压和/或相位，并通过控制器使用控制参数得到源端的源阻抗和负载端的负载阻抗。上述方案实现了实时获取源阻抗和负载阻抗的技术效果，进而使得控制器能够根据源阻抗和负载阻抗确定控制信号。
[0034]可选的，在本实用新型上述实施例中，上述系统还包括:
[0035]第一直流电源，与控制器和第一直流绕组电连接，用于向差模电路输出第一直流电；和/或，
[0036]第二直流电源，与控制器和第二直流绕组电连接，用于向共模电路输出第二直流电；
[0037]其中，控制器还用于将控制信号输入至第一直流电源和/或第二直流电源。
[0038]在上述系统中，控制电路可以通过直流绕组的方式叠加在电感上，对于共模电感，可以在共模电感的管粧铁芯外绕制直流绕组，对于差模电感，可以在管状铁芯内外绕制直流绕组。根据控制信号调节后的控制电流通过在共模电感和/或差模电感上的绕组为电感叠加直流磁场。
[0039]在上述系统中，当调节控制电流大小变化时，控制电流叠加在共模电感和/或差模电感上的直流磁场发生变化，从而使的电感的磁导率发生变化。
[0040]在上述系统中，直流电源用于根据控制器输出的控制信号向电感输出控制电流，其中，直流电源输出的控制电流的大小由控制器输出的控制信号决定。
[0041]由上可知，本申请上述步骤将控制信号输入至直流电源，其中，控制信号用于调节直流电源的电源大小，生成控制电流。上述方案通过直流电源来向电感输出控制电流，通过控制器输出的控制信号来控制直流电源输出控制电流的大小，从而实现了通过控制信号来调节电感的磁导率的技术效果。
[0042]可选的，在本实用新型上述实施例中，上述滤波电路包括:
[0043]差模电路，与电网相连，用于抑制干扰信号中的差模干扰信号。
[0044]共模电路，与差模电路电连接，用于抑制干扰信号中的共模干扰信号。
[0045]此处需要说明的是，在本实用新型上述实施例提供的滤波系统中，共模电路与差模电路的差别在于，差模电路中直接与负载串联。
[0046]可选的，在本实用新型上述实施例中，上述差模电路包括:
[0047]第一差模电容，连接于电网的零线与相线之间。
[0048]第二差模电容，连接于电网的零线与相线之间。
[0049]差模电容是指用于如下场合的电容器，即当该电容器失效后，不会导致工作人员遭到电击、不危及人身安全。在实际应用中，差模电容器接在单相电源线地相线和零线之间，差模电容除加有额定电压外，还会叠加上相线和零线之间存在的各种信号峰值电压。
[0050]差模电感，串联连接与第一差模电容和第二差模电容之间，用于抑制干扰信号中的差模干扰信号。
[0051 ]在本实用新型上述系统中，差模电容在交流电频率一定的情况下，电感值越大，对交流电的阻碍能力越大，电感值越小，其阻碍能力越小。在电感值一定的情况下，交流电的频率越高，电感对交流电的阻碍能力也越大，频率越低，电感对交流电的阻碍能力越小，从而起到了抑制电路中的差模干扰信号的技术效果。
[0052]根可选的，在本实用新型上述实施例中，上述共模电路包括:
[0053]第一共模电容，第一共模电容的第一端连接于电网的相线，第一共模电容的第二端接地。
[0054]第二共模电容，第二共模电容的第一端连接于电网的零线，第二共模电容的第二端接地。
[0055]共模电容安装在电源供电线的相线、零线和地之间，在滤波电路中需要对共模电容的电容量进行限制，从而达到控制在规定频率电压作用下，限制漏电流(即流过上述共模电容的电流)的大小的技术效果。
[0056]共模电感，串联连接于多个共模电容与负载之间，用于抑制干扰信号中的共模干扰信号。
[0057]在本实用新型上述系统中，共模电感的滤波电路，当电路中的正常信号通过上述共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响；当有共模干扰信号通过上述共模电感时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，从而实现了衰减电路中共模干扰信号的效果。
[0058]可选的，在本实用新型上述实施例中，上述差模电感根据接收到的调节后的第一直流电来调整磁导率。
[0059]在本实用新型上述系统中，电感在无叠加直流磁场时，铁芯的磁导率最高，即电感值最大，当直流磁场增强时，铁芯在交流磁场方向的磁导率会下降，因而使得电感的电感值减小。因此，在一种可选的实施例中，可以采用为上述差模电感叠加直流磁场的方式对上述电感的磁导率进行调整。
[0060]可选的，在本实用新型上述实施例中，上述共模电感根据接收到的调节后的第二直流电来调整磁导率。
[0061]在本实用新型上述系统中，在上述系统中，电感在无叠加直流磁场时，铁芯的磁导率最高，即电感值最大，当直流磁场增强时，铁芯在交流磁场方向的磁导率会下降，因而使得电感的电感值减小。因此，在一种可选的实施例中，可以采用为上述共模电感叠加直流磁场的方式对上述电感的磁导率进行调整。
[0062]可选的，在本实用新型上述实施例中，上述滤波电路还包括:
[0063]泄放电阻，与第二共模电容并联，用于在滤波电路停止工作的情况下释放共模电路中一个或多个共模电容存储的电能。
[0064]结合图4所示，R为泄放电阻，且R的阻值较高，在滤波系统由工作状态转换至停止工作的状态的情况下，由滤波系统中的电阻R来迅速泄放存储在Cx中的电量，以免Cx中的电量电击操作人员。
[0065]由上可知，本实用新型上述实施例提供的滤波系统中的泄放电阻实现了在滤波系统停止工作时泄放电容电量的技术效果，从而保证了操作人员或使用人员的安全。
[0066]此处需要说明的是，滤波器的电路是无源网络，它具有互易性。结合图4所示，既可以将负载接到滤波的电源端(Lin、Nin端)，也可以将负载接到负载端丨^此?如此端八尤其是在电源内阻(源阻抗)与负载电阻(负载阻抗)相等时，这种互换性测得的插入损耗也是相等的。
[0067]上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0068]在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0069]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0070]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种滤波系统，其特征在于，包括: 滤波电路，用于抑制电路中的干扰信号； 控制器，与所述滤波电路电连接，用于通过控制信号来调整所述滤波电路中的共模电感和/或差模电感的电感值，其中，所述控制信号根据所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗确定。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述差模电感的铁芯外绕有第一直流控制绕组。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述共模电感的管状铁芯内外绕有第二直流控制绕组。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 多个传感器，与所述滤波电路的源端和负载端电连接，用于获取所述源端和所述负载端的控制参数，其中，所述控制参数包括:电压、电流和/或相位； 控制器还用于通过所述源端和所述负载端的所述控制参数得到所述滤波电路当前的源阻抗和负载阻抗。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 第一直流电源，与所述控制器和所述第一直流绕组电连接，用于向差模电路输出第一直流电；和/或， 第二直流电源，与所述控制器和所述第二直流绕组电连接，用于向共模电路输出第二直流电； 其中，所述控制器还用于将所述控制信号输入至所述第一直流电源和/或第二直流电源，以调节所述第一直流电源输出的所述第一直流电和/或调节所述第二直流电源输出的所述第二直流电。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述滤波电路包括: 差模电路，与电网相连，用于抑制所述干扰信号中的差模干扰信号； 共模电路，与所述差模电路电连接，用于抑制所述干扰信号中的共模干扰信号。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述差模电路包括: 第一差模电容，连接于所述电网的零线与相线之间； 第二差模电容，连接于所述电网的零线与相线之间； 所述差模电感，串联连接与所述第一差模电容和所述第二差模电容之间，用于抑制所述干扰信号中的差模干扰信号。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述差模电感根据接收到的调节后的第一直流电来调整磁导率。9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述共模电路包括: 第一共模电容，所述第一共模电容的第一端连接于所述电网的相线，所述第一共模电容的第二端接地； 第二共模电容，所述第二共模电容的第一端连接于所述电网的零线，所述第二共模电容的第二端接地； 所述共模电感，串联连接于多个共模电容与负载之间，用于抑制所述干扰信号中的共模干扰信号。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述共模电感根据接收到的调节后的第二直流电来调整磁导率。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述滤波电路还包括: 泄放电阻，与所述第二共模电容并联，用于在所述滤波电路停止工作的情况下释放所述共模电路中一个或多个共模电容存储的电能。
【文档编号】H03H1/02GK205622500SQ201620355377
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】戴彪, 宋爱, 程海松
【申请人】珠海格力电器股份有限公司