一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路的製作方法

2023-06-28 20:04:26 1

專利名稱：一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電磁幹擾抑制技術，尤其涉及一種可以抑制用電設備產生電磁幹擾的單相輸入EMC電路。通用的單相交流EMC電路如

圖1所示，包括X電容C1、C6，Y電容C2、C3、C4、C5和一個由兩個繞組N1、N2組成的共模電感L1；電源Vin的單相輸入端(L、N)與電容C1的兩端以及繞組N1的第一端(1)、繞組N2的第一端(2)相連，繞組N1的第一端(1)與繞組N2的第一端(2)互為同名端；電容C2和電容C3的串聯支路與電容C1並聯，電容C2和電容C3的連結點接地；電容C6連接在互為同名端的繞組N1的第二端(6)與繞組N2的第二端(5)之間，電容C4、電容C5的串聯支路與電容C6並聯，電容C4和電容C5的連結點接地。
上述的電路是通用的電磁幹擾抑制電路，因為只有L線和N線有共模電感，可以有效地抑制L線和N線上的共模幹擾，但不能有效地抑制L線或N線與地線之間的共模或差模信號幹擾，因而它不能解決所有情況下的電磁幹擾問題，尤其是對於輻射幹擾測試，它是測試用電設備工作時向周圍空間發射的電磁幹擾，它並不區分電磁幹擾是不是從接地線上發射出來的。這樣，如果用電設備沒有金屬外殼，或者是塑料外殼，在進行輻射幹擾測試時，由於缺少了外殼的屏蔽作用，輻射幹擾的強度就變大，要使輻射幹擾達到相關的標準，其難度就會加大。
上述通用的電磁幹擾抑制電路雖然可以解決很多單相用電設備的電磁幹擾問題，但並不能解決用電設備無金屬外殼接地的情況或某些開關電源中存在的電磁幹擾問題，不能有效地實現所有抑制電磁幹擾的目的，也不能使所有用電設備的電磁幹擾符合相應的國際或國內標準，如EN55022 class A或B的標準。
本發明要解決的技術問題是提供一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，能有效抑制電磁幹擾，並使其達到相應電磁兼容標準。
本發明是通過下面的技術方案進行實現的一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，包括共模電感、第一電容和第六電容；所述共模電感包括第一繞組和第二繞組，電源的單相輸入端(L、N)與第一電容的兩端以及第一繞組的第一端、第二繞組的第一端相連，第六電容連接在第一繞組的第二端、第二繞組的第二端之間；所述電路還包括第四電容、第五電容，所述共模電感還包括第三繞組，所述第四電容、第五電容的串聯支路與第六電容並聯，所述第三繞組的第一端與第一繞組的第一端、第二繞組的第一端互為同名端，且該端接地，第三繞組的第二端與第四電容、第五電容的連結點相連。
本發明的改進是所述第一繞組與第二繞組的匝數相同。
其中，所述第三繞組與第一繞組的匝數可以相同。
其中，所述第三繞組與第一繞組的匝數可以不同。
所述第四電容和第五電容的電容值相等。
另一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，包括共模電感、第一電容和第六電容；所述共模電感包括第一繞組和第二繞組，電源的單相輸入端(L、N)與第一電容的兩端以及第一繞組的第一端、第二繞組的第一端相連，第六電容連接在第一繞組的第二端、第二繞組的第二端之間；所述電路還包括第二電容、第三電容，所述共模電感還包括第三繞組，所述第二電容、第三電容的串聯支路與第一電容並聯，所述第三繞組的第一端與第一繞組的第一端、第二繞組的第一端互為同名端，且該端接地，第三繞組的第二端與第二電容、第三電容的連結點相連。
本發明的改進是所述第一繞組與第二繞組的匝數相同。
其中，所述第三繞組與第一繞組的匝數可以相同。
其中，所述第三繞組與第一繞組的匝數可以不同。
所述第二電容和第三電容的電容值相等。
由於採用了上述的技術方案，可以有效地抑制在電路或PCB中耦合到地線的共模高頻諧波；也可以抑制相線、中線、地線任意兩根線之間的共模信號，尤其對於輻射幹擾，更加有效；還可以抑制差模信號；從而有利於抑制傳導或輻射幹擾，並達到相應的EMC標準。圖1是通用的單相交流EMC電路圖。
圖2是本發明的單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路圖。
圖3是本發明的另一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路圖。
圖4是本發明應用於可編程控制器的AC/DC模塊電源的電路圖。圖2所示的是一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，包括共模電感L1、第一電容C1和第六電容C6；所述共模電感L1包括第一繞組N1和第二繞組N2，電源Vin的單相輸入端L、N與第一電容C1的兩端以及第一繞組N1的第一端1、第二繞組N2的第一端2相連，第六電容C6連接在第一繞組N1的第二端6、第二繞組N2的第二端5之間；該電路還包括第四電容C4、第五電容C5，所述共模電感L1還包括第三繞組N3，所述第四電容C4、第五電容C5的串聯支路與第六電容C6並聯，所述第三繞組N3的第一端3與第一繞組N1的第一端1、第二繞組N2的第一端2互為同名端，且該端接地，第三繞組N3的第二端4與第四電容C4、第五電容C5的連結點相連。
所述第一繞組N1與第二繞組N2的匝數相同。
所述第三繞組N3與第一繞組N1的匝數相同，可以抑制相線、中線、地線任意兩根線之間的共模信號。
所述第三繞組N3與第一繞組N1的匝數不同，不僅可以抑制相線、中線、地線任意兩根線之間的共模信號；還可以抑制相線、中線、地線任意兩根線之間的差模信號。
所述第四電容C4和第五電容C5的電容值相等。
圖3所示的是另一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，包括共模電感L1、第一電容C1和第六電容C6；所述共模電感L1包括第一繞組N1和第二繞組N2，電源Vin的單相輸入端L、N與第一電容C1的兩端以及第一繞組N1的第一端1、第二繞組N2的第一端2相連，第六電容C6連接在第一繞組N1的第二端6、第二繞組N2的第二端5之間；該電路還包括第二電容C2、第三電容C3，所述共模電感L1還包括第三繞組N3，所述第二電容C2、第三電容C3的串聯支路與第一電容C1並聯，所述第三繞組N3的第一端3與第一繞組N1的第一端1、第二繞組N2的第一端2互為同名端，且該端接地，第三繞組N3的第二端4與第二電容C2、第三電容C3的連結點相連。
所述第一繞組N1與第二繞組N2的匝數相同。
所述第三繞組N3與第一繞組N1的匝數相同，可以抑制相線、中線、地線任意兩根線之間的共模信號。
所述第三繞組N3與第一繞組N1的匝數不同，不僅可以抑制相線、中線、地線任意兩根線之間的共模信號，還可以抑制相線、中線、地線任意兩根線之間的差模信號。
所述第二電容C2和第三電容C3的電容值相等。
在圖2和圖3中，所述共模電感L1由第一繞組N1、第二繞組N2、第三繞組N3並繞而成；第三繞組N3接地端可以再串聯線圈，可以抑制相線、中線、地線任意兩根線之間的差模信號。第一電容C1、第六電容C6作為X高頻電容，用於抑制差模幹擾信號，共模電感L1抑制相線L、中線N、地線G上的共模高頻諧波幹擾，這樣，在相線L與中線N、中線N與地線G、相線L與地線G之間共模信號都可以得到有效抑制。第二電容C2和第三電容C3、第四電容C4和第五電容C5作為Y電容，主要抑制相線和中線上的共模諧波幹擾。
在單相交流輸入電路中，在一般條件下，接地線上的阻抗應該越小越好，這樣，L線和N線的電磁幹擾諧波電流越容易流入地線，從而減輕電磁幹擾，所以一般地線上都不加阻抗器件如電容、電阻或電感等。但在一定條件下，如設備無金屬外殼接地或者其外殼是塑料外殼，或在AC/DC變換的電源模塊中進行電壓轉換時，內部高頻的開關電壓和電流易與地線之間形成耦合，從而使地線上感應產生差模或共模幹擾，本發明就可以有效地減小這種幹擾。
圖4是本發明應用於可編程控制器的AC/DC模塊電源的電路圖，在圖2的基礎之上，整流橋的2、3兩端分別接第一繞組N1的第二端6和第二繞組N2的第二端5，整流橋的共陽極4接地，在整流橋的共陽極4和共陰極1之間接電容C109，DC/DC轉換器與所述電容C109並聯。
本電路的輸入電壓為市電220V50Hz交流電，輸出為與原邊隔離的三路直流輸出，其中兩路24V/0.65A、5V/1.0A是共地輸出，另一路24V/0.6A為浮地輸出。此模塊電源採用塑料外殼，EMC的傳導和輻射幹擾達到IEC的EN 55022 Class A標準。輸出電路的參數如下C1＝0.1uF/250Vac，C4＝C5＝2200PF/1000V，C6＝0.22uF/250Vac，L1的三個繞組的電感量為300uH(測試條件1V，1kHz)，線圈為Φ0.60mm，其磁性材料為鐵氧體R10K，型號為T12*6*4。
權利要求
1.一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，包括共模電感(L1)、第一電容(C1)和第六電容(C6)；所述共模電感(L1)包括第一繞組(N1)和第二繞組(N2)，電源(Vin)的單相輸入端(L、N)與第一電容(C1)的兩端以及第一繞組(N1)的第一端(1)、第二繞組(N2)的第一端(2)相連，第六電容(C6)連接在第一繞組(N1)的第二端(6)、第二繞組(N2)的第二端(5)之間；其特徵在於還包括第四電容(C4)、第五電容(C5)，所述共模電感(L1)還包括第三繞組(N3)，所述第四電容(C4)、第五電容(C5)的串聯支路與第六電容(C6)並聯，所述第三繞組(N3)的第一端(3)與第一繞組(N1)的第一端(1)、第二繞組(N2)的第一端(2)互為同名端，且該端接地，第三繞組(N3)的第二端(4)與第四電容(C4)、第五電容(C5)的連結點相連。
2.根據權利要求1所述的一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，其特徵在於所述第一繞組(N1)與第二繞組(N2)的匝數相同。
3.根據權利要求2所述的一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，其特徵在於所述第三繞組(N3)與第一繞組(N1)的匝數相同。
4.根據權利要求2所述的一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，其特徵在於所述第三繞組(N3)與第一繞組(N1)的匝數不同。
5.根據權利要求1所述的一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制EMC電路，其特徵在於所述第四電容(C4)和第五電容(C5)的電容值相等。
6.一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，包括共模電感(L1)、第一電容(C1)和第六電容(C6)；所述共模電感(L1)包括第一繞組(N1)和第二繞組(N2)，電源(Vin)的單相輸入端(L、N)與第一電容(C1)的兩端以及第一繞組(N1)的第一端(1)、第二繞組(N2)的第一端(2)相連，第六電容(C6)連接在第一繞組(N1)的第二端(6)、第二繞組(N2)的第二端(5)之間；其特徵在於還包括第二電容(C2)、第三電容(C3)，所述共模電感(L1)還包括第三繞組(N3)，所述第二電容(C2)、第三電容(C3)的串聯支路與第一電容(C1)並聯，所述第三繞組(N3)的第一端(3)與第一繞組(N1)的第一端(1)、第二繞組(N2)的第一端(2)互為同名端，且該端接地，第三繞組(N3)的第二端(4)與第二電容(C2)、第三電容(C3)的連結點相連。
7.根據權利要求6所述的一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，其特徵在於所述第一繞組(N1)與第二繞組(N2)的匝數相同。
8.根據權利要求7所述的一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，其特徵在於所述第三繞組(N3)與第一繞組(N1)的匝數相同。
9.根據權利要求7所述的一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，其特徵在於所述第三繞組(N3)與第一繞組(N1)的匝數不同。
10.根據權利要求6所述的一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，其特徵在於所述第二電容(C2)和第三電容(C3)的電容值相等。
全文摘要
本發明公開了一種單相交流輸入的電磁幹擾抑制電路，涉及抑制用電設備產生電磁幹擾的單相輸入EMC電路領域，該電路中的共模電感L1包括第一繞組N1和第二繞組N2，電源的單相輸入端與第一電容C1的兩端以及第一繞組N1的第一端1、第二繞組N2的第一端2相連，第六電容C6連接在第一繞組N1的第二端6、第二繞組N2的第二端5之間；共模電感L1還包括第三繞組N3，第四電容C4、第五電容C5的串聯支路與第六電容C6並聯，第三繞組N3的第一端3與第一繞組N1的第一端1、第二繞組N2的第一端2互為同名端，且該端接地，第三繞組N3的第二端4與第四電容C4、第五電容C5的連結點相連；本發明可以抑制高頻諧波，達到相應的EMC標準。
文檔編號H02J3/01GK1610207SQ20041005235
公開日2005年4月27日 申請日期2004年11月19日 優先權日2004年11月19日
發明者朱賢龍, 伍元中 申請人:艾默生網絡能源有限公司