抗高能浪湧直流電源濾波器的製造方法
2023-04-23 20:07:01 10
抗高能浪湧直流電源濾波器的製造方法
【專利摘要】一種抗高能浪湧直流電源濾波器，適用於12V及以下通信直流電源，包括一個共模網絡、一個差模網絡，在輸入端併入氣體放電管，在輸出端併入壓敏電阻。在高頻信號幹擾或者浪湧能量很小時，抗高能浪湧直流電源濾波器的濾波器起著普通濾波器的作用，當浪湧能量加大後，壓敏電阻和氣體放電管先後啟動，使得濾波器能承受高能量的浪湧比如雷電浪湧等，同時利用普通濾波器的差模電感和共模電感作為退耦元件，實現壓敏電阻和氣體放電管的能量配合。
【專利說明】抗高能浪湧直流電源濾波器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種直流電源濾波器，尤其適合於12V及以下直流電源。
【背景技術】
[0002]目前，電源濾波器在電源中起著十分重要的作用，電子設備的供電源存在各種EMI噪音，其中包括人為幹擾源，如雷達、通信等設備在正常使用過程中發出的信號。這些設備工作時會在電纜上感應出電磁幹擾信號。另外電子設備的開關或者點火裝置在線路上也會造成電壓浪湧。輸入濾波器一方面阻止了電源內部產生的電磁幹擾串到電源線上影響其它的設備，另一方面它阻止了電源線上的幹擾串入電源內部，因此電源濾波器得到了越來越廣泛的應用。
[0003]但是，在自然界中，還存在自然幹擾源如雷電放電和天電幹擾等。當這些幹擾通過電力線路竄入時，能量可能很大，通過普通濾波器進行濾波後仍然會在線路上產生很高的過電壓，造成設備的損害。
[0004]普通的電源濾波器一般採用圖1所示的電路，其抗浪湧保護能力比較弱的原因是電路中只有儲能元件，能量被存儲在濾波器中，因此當幹擾能量很大時，會出現很高的電壓。因此普通濾波器對於通流容量比較大的雷電放電幾乎不具備保護能力。
【發明內容】
[0005]為克服普通電源濾波器對雷電浪湧抑制的不足，本實用新型提供了一種複合濾波器，在普通電源濾波器的基礎上加入雷電浪湧保護環節，使該濾波器同時具有大容量浪湧保護和EMI濾波雙重功能，適用於電壓比較低的直流電源。它包括一個共模網絡，一個差模網絡，在輸入端併入氣體放電管並構成第一級SPD，在輸出端併入壓敏電阻並構成第二級SPD，差模電感和共模扼流圈具有濾波和實現氣體放電管和壓敏電阻能量配合的雙重作用。
[0006]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0007]採用兩級SPD，第一級採用氣體放電管，第二級採用壓敏電阻，並利用電感作為退藕元件。在無雷電浪湧或者浪湧能量比較小的情況下，通過濾波電路吸收浪湧；當浪湧能量比較大的時候，壓敏電阻開始動作；當浪湧能量進一步加大的時候，壓敏電阻首先動作，其後與退藕元件一起觸發氣體放電管動作，使能量主要通過氣體放電管釋放。當浪湧為共模時，退藕元件主要由共模電感和差模電感組成；當浪湧為差模時，退藕元件主要由差模電感組成，另外由於實際的共模電感繞制不對稱，兩組共模扼流電感之間形成的漏感也同時起著抑制差模幹擾並起著退藕的作用。
[0008]本實用新型的有益效果是:
[0009]可以在高頻信號幹擾或者浪湧能量很小時，發明的濾波器起著普通濾波器的作用。當浪湧能量加大後，壓敏電阻和氣體放電管先後啟動。因此濾波器能承受高能量的浪湧比如雷電浪湧等。
[0010]利用普通濾波器的差模電感和共模電感作為退耦元件，實現壓敏電阻和氣體放電管的能量配合。差模電感和共模電感起著濾波和退耦的雙重作用，因而複合濾波器能有效地將濾波器和防雷元件結合起來裝配，結構緊湊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0012]圖1是典型的電源線路濾波器。
[0013]圖2是發明的有抗浪湧能力的電源濾波器。
[0014]圖3是發明的電源濾波器在共模的等效電路圖。
[0015]圖4是發明的電源濾波器在差模下的等效電路圖。
【具體實施方式】
[0016]為了清楚說明本實用新型的目的、技術方案和優勢，現在結合附圖作進一步的介紹。
[0017]在圖2中，輸入端接入的R1和R2為放電電阻。在電源停止工作後使差模電容和和共模電容放電。
[0018]電路包括差模網絡和共模網絡。圖3和圖4分別為共模模式和差模模式的等效電路圖。在不同幹擾情況下，兩種模式下網絡由不同的元件構成:
[0019]共模網絡在低能量共模幹擾情況下，由共模扼流圈、共模電容Cyl和Cy2構成作用網絡；在有高能量共模浪湧情況下由共模扼流圈、共模電容Cyl和CyUSPDpSro2構成作用網絡。
[0020]差模網絡在低能量差模幹擾下，由差模電感、共模扼流圈漏感、差模電容Cx構成作用網絡，在有高能量差模浪湧情況下由差模電感、共模扼流圈漏感、差模電容C；、SPD1, SPD2構成作用網絡。
[0021]兩級sro的配合採用濾波電感作為退耦電感。雷擊瞬間在退耦元件上產生的突變電壓為Ζ.Λ/?，當滿足雷擊瞬間產生的突變電壓加上前級SPD2的殘壓高於後級啟動電壓，後級SPDl便正常啟動。
[0022]在SPDl氣體放電管的選擇上，氣體放電管的殘壓滿足高於線路的工作電壓1.2倍，以避免產生氣體放電續流。
【權利要求】
1.一種抗高能浪湧直流電源濾波器，其特徵是:包括一個共模濾波網絡，一個差模濾波網絡，在濾波網絡輸入端併入氣體放電管，在濾波網絡輸出端併入壓敏電阻，氣體放電管和壓敏電阻與地線相連接。
【文檔編號】H02H9/06GK203387395SQ201320465019
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月1日 優先權日:2012年12月6日
【發明者】李自成 申請人:李自成