一种多端口均衡多级滤波的通用型传导干扰滤波器

摘要

本发明涉及一种多端口均衡多级滤波的通用型传导干扰滤波器，包括外壳、至少一个共模扼流圈、至少一个差模电容板和至少一个共模电容板，其特点是：所述共模扼流圈由铜排经两组磁环分别绕制一圈构成一体化结构，该一体化结构与外壳底座相连接；所述差模电容板置于共模扼流圈的侧面，共模电容板置于共模扼流圈的下方，差模电容板与共模电容板通过电缆连接于穿越两组磁环铜排的前、中、后端，形成多端口均衡多级滤波结构。本发明通过将共模扼流圈设计为一体化结构，可以达到结构简单、安装方便的优点；共模扼流圈由铜排穿过两组磁环绕制一圈而成，使得共模扼流圈中磁环数量为同等电感量的四分之一，具有体积小、重量轻的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种传导干扰滤波器，具体涉及一种多端口均衡多级 滤波的通用型传导干扰滤波器。

背景技术

随着大功率电力电子器件的发展，电力电子设备在国民经济和国 防建设的诸多领域应用越来越广泛，尤其是电力电子设备构成的各种 独立系统应用日趋普及。但此类系统中的设备为典型的非线性设备， 将不可避免地产生大量的电磁干扰，这些干扰主要为传导干扰，持续 时间长、频谱分布广、影响范围大，妨碍电气、电子设备的正常工作。

然而，传导干扰的有效抑制问题一直是一个普遍的技术难题。尽 管，国内外的学者在传导干扰滤波器上进行了很多研究，并取得了一 些成果，但大多数滤波器是针对特定的电力电子设备，不具有普遍的 适用性，造成了资源的浪费。并且，现有的传导干扰滤波器还不能很 好的解决大功率电力电子设备的电磁兼容性问题。比如，美国ITW  Military GSE公司的90kVA静止式中频电源，其传导干扰只通过了 CE102，而CE101并没有得到解决，表明其传导干扰滤波器存在明显 的缺陷。应该说，目前国内外还没有研制出良好的通用型传导干扰滤 波器。

发明内容

本发明的目的是提供一种滤波效果好、结构简单、适用面广、体 积小、重量轻的多端口均衡多级滤波的通用型传导干扰滤波器，以克 服现有技术中存在的不足。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多端口均衡多级滤波的通用型传导干扰滤波器，包括外壳、 至少一个共模扼流圈、至少一个差模电容板和至少一个共模电容板， 其特点是：所述共模扼流圈由铜排经两组磁环分别绕制一圈构成一体 化结构，该一体化结构与外壳底座相连接；所述差模电容板置于共模 扼流圈的侧面，共模电容板置于共模扼流圈的下方，差模电容板与共 模电容板通过电缆连接于穿越两组磁环铜排的前、中、后端，形成多 端口均衡多级滤波结构。

所述铜排为分段式连接结构，每一段铜排构成一个所述一体化结 构。

所述一体化结构由固定胶木板和螺杆支撑，所述螺杆固定在底座 支架上，底座支架与外壳底座相连接。

所述一体化结构中的磁环采用树脂填充型灌胶方法将磁环胶封 在固定胶木板上。

所述一体化结构采用四块胶木板和三根螺杆夹紧支撑，三根螺杆 之间的角度互为120°，所述底座支架焊接在外壳底座上。

所述外壳为金属壳体，外壳两端面内侧设置有绝缘胶木板，所述 滤波器的输入端和输出端分别通过所述绝缘胶木板固定，外壳两端分 别设置有输入接地端子和输出接地端子。

所述滤波器的输入端与电力电子设备相连接，滤波器的输出端接 LISN，所述输入接地端子14与设备地相连接，输出接地端子15与 LISN地相连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明通过将共模扼流圈设计为一体化结构，磁环采用互为 120°的螺杆支撑，使得滤波器结构简单、安装方便；

2、本发明的一体化结构中含有前、中、后三个接线端，方便电 容板的接入和断开，形成可选择的多端口均衡多级滤波结构，具有通 用性；

3、本发明中，绕制磁环的铜排为分段式结构，方便磁环的增加 与减少，大大提高了滤波器的适用范围和抑制效果；

4、本发明中，外壳两端各设有一个专用接地端子，保证共模电 容板就近接地，大大改善接地效果；

5、本发明中，磁环的数量为同等电感量滤波器的四分之一，经 济效益得到提高，在保证抑制效果的用时，体积和重量大为减小；

6、本发明克服普通胶封的缺点，采用树脂填充型灌胶技术，使 通用型滤波器的制作工艺与普通滤波器相同，在降低生产工艺要求的 同时可以提高固定效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的电路原理图。

图中：1-外壳、2-共模扼流圈、3-磁环、4-铜排、5-差模电容板、 6-共模电容板、7、16-底座支架、8、17-绝缘胶木板、9-固定胶木板、 10-前端口、11-中端口、12-后端口、13-螺杆、14-输入接地端子、15- 输出接地端子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明包括外壳1、共模扼流圈2、差模电容板5 和共模电容板6，外壳1底部通过螺丝固定在电力电子设备内部，外 壳1为密闭式金属结构；共模扼流圈2包括磁环3、铜排4、固定胶 木板9和螺杆13，共模扼流圈2由铜排4经两组磁环3分别绕制一 圈构成一体化结构，该结构通过螺杆13固定在底座支架7上；差模 电容板5置于共模扼流圈2的两侧；共模电容板6置于共模扼流圈2 的下方；外壳1的两端各设有输入接地端子14和输出接地端子15。

本实施例中，共模扼流圈2为一体化结构，使得滤波器磁环数量 为同等电感量的四分之一；该一体化结构由固定胶木板9和螺杆13 夹紧，螺杆之间的角度互为120°；底座支架7和16与外壳内部均 采用焊接固定；外壳1两端面内侧设置有绝缘胶木板8和17，所述 滤波器的输入端和输出端分别通过所述绝缘胶木板8和17固定，保 证滤波器内外的绝缘性；共模扼流圈2设有前端口10、中端口11、 后端口12三个连接端口，差模电容板5和共模电容板6通过电缆分 别连接于前端口10、中端口11、后端口12三个端口，形成多端口均 衡多级滤波结构；输入接地端子14和输出接地端子15采用铜柱，固 定铜柱用的弹垫放置在绝缘胶木板外侧，保证地电流有效流出。

本发明在使用时，滤波器的输入端与电力电子设备相连接，滤波 器的输出端接LISN，输入接地端子14与设备地相连接，输出接地端 子15与LISN地相连接，共模电容板6就近接地，如图2所示。根 据实际电力电子设备的需要选择不同的滤波结构：LC形、π形或T 形以及磁环3、差模电容板5和共模电容板6的数量n，保证各个端 口的均衡性，达到抑制差模干扰和共模干扰的目的。

为了达到良好的传导干扰抑制效果，差模电容板与共模电容板通 过电缆分别连接于前、中、后三个端口，电缆长度尽量缩短，所述外 壳为金属壳体，提高抑制效果。

为了使滤波器具有通用性，所述共模扼流圈中每组磁环的数量、 各个端口所接的差模电容板以及共模电容板的数量可由电力电子设 备确定。所述共模扼流圈中绕制磁环的铜排为分段式结构，方便磁环 的增减。

本发明中，铜排和内部电缆的尺寸根据承载的电流大小进行选 择。此外，本发明采用树脂填充型灌胶技术解决了磁环和电路板的胶 封固定问题，进行灌胶所用的树脂具有良好的机械性能、绝缘性能、 导热性能和浇注性能，其膨胀系数与金属接近，使得滤波器的可靠性 得到极大的提高。

本发明的原理如下：本发明在工作时，电力电子设备与滤波器的 输入端相连接，滤波器的输出端接阻抗稳定网络(LISN)，输入端接 地端子与设备地相连接，输出端接地端子与LISN地相连接，共模电 容就近接地。若共模扼流圈前端和中间均不接电容，只在后端接电容， 则滤波器为一级LC滤波结构；若共模扼流圈前端不接电容，中端和 后端均接电容，则滤波器为两级LC滤波结构；若共模扼流圈前、中、 后端均接电容，则滤波器为两级π形结构，即多级滤波结构。依此类 推，本发明可以根据实际电力电子设备的需要选择不同的滤波结构以 及磁环、差模电容板和共模电容板的数量，保证各个端口的均衡性， 达到抑制差模干扰和共模干扰的目的。本发明采用共模扼流圈一体化 结构，在保证电感量的同时，减少了磁环的数量，使得滤波器体积、 重量大为减小。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出 若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知 的现有技术。