一种抗干扰电路、电路板及LED显示设备的制作方法

本实用新型实施例涉及电磁干扰技术领域，尤其涉及一种抗干扰电路、电路板及LED显示设备。

背景技术：

开关电源工作时，功率转换器的功率半导体和能量传递磁性器件高频开关动作产生的电流和电压变化，必然产生大量的频率范围从几千赫兹到几十兆赫兹的高频电磁波噪声干扰信号，不但造成电磁辐射污染，还影响其他电子设备的正常工作。根据电磁干扰信号的幅值和相位的不同，形成了共模和差模两种形式的电磁干扰源。共模干扰是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰，差模干扰指的是干扰电压存在于信号线及其回线之间的干扰。电磁干扰信号通过输入交流线注入电网，从而干扰连接到接入电网的其它设备。发明人在实践过程中发现现有的抗干扰电路不能达到更好的高频噪声抑制效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种抗干扰电路、电路板及LED显示设备，以解决现有技术抗干扰电路抑制高频噪声效果差的技术问题，以提高对不同频段的电磁辐射信号的抑制效果。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种抗干扰电路，用于LED驱动显示设备，包括：第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路；所述第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路依次串联，用于对不同频段的电磁辐射信号进行抑制。

其中，所述第二级滤波电路与所述第三级滤波电路相同。

所述滤波电路包括共模电感和电容，并联在火线和零线之间，所述共模电感用于抑制共模电磁干扰信号，所述电容用于抑制差模电磁干扰信号。

进一步的，所述第一级滤波电路包括：共模电感LC100以及电容CX101；

所述电容CX101的第一端经由共模电感LC100的第一线圈连接至火线，所述电容CX101的第二端经由所述共模电感LC100的第二线圈连接至零线。

进一步的，所述第二级滤波电路包括：共模电感LC101、电容CX100、电容CY101以及电容CY103；

所述电容CX100和所述电容CX101并联，所述电容CY101的第一端经由共模电感LC100的第一线圈连接至火线，所述电容CY101的第二端连接至地线，所述电容CY103的第一端经由共模电感LC100的第二线圈连接至零线，所述电容CY103的第二端连接至地线，所述共模电感LC101的第一线圈经由共模电感LC100的第一线圈连接至火线，所述共模电感LC101的第二线圈经由共模电感LC100的第二线圈连接至零线。

进一步的，所述第三级滤波电路包括：共模电感LC102、电容CX102、电容CY100以及电容CY102；

所述电容CX102的第一端依次经由共模电感LC101的第一线圈、共模电感LC100的第一线圈连接至火线，所述电容CX102的第二端依次经由共模电感LC101的第二线圈、共模电感LC100的第二线圈连接至零线，所述电容CY100的第一端依次经由共模电感LC101的第一线圈、共模电感LC100的第一线圈连接至火线，所述电容CY100的第二端连接至地线，所述电容CY102的第一端经由共模电感LC101的第二线圈、共模电感LC100的第二线圈连接至零线，所述电容CY102的第二端连接至地线。

进一步的，还包括泄放电路，所述泄放电路，用于为滤波电容进行放电；

所述泄放电路包括电阻R101、电阻R102、电阻R109以及电阻R110，所述电阻R101的第一端以及所述电阻R102的第一端连接共模电感LC101的第一线圈和共模电感LC100的第一线圈之间的节点，所述电阻R109的第一端以及所述电阻R110的第一端连接至共模电感LC101的第二线圈和共模电感LC100的第二线圈之间的节点，所述电阻R101的第二端、电阻R102的第二端、电阻R109的第二端以及电阻R110的第二端相连。

进一步的，还包括电流保险丝，设置于火线接口和共模电感LC101的第一线圈之间，用于过载保护。

进一步的，还包括压敏电阻，设置于所述电流保险丝之后，用于抑制异常过压，保护所述抗干扰电路；

所述压敏电阻和电容CX101并联。

进一步的，所述抗干扰电路包括一电源接口，电源接口分别包括火线端、零线端和地线端，火线端用于连接至火线、地线端用于连接地线，零线端用于连接零线。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电路板，包括第一方面所述的抗干扰电路。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种LED显示设备，包括第二方面所述的电路板。

上述提供的一种抗干扰电路、电路板及LED显示设备，该抗干扰电路包括：第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路；第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路依次串联，用于对不同频段的电磁辐射信号进行抑制，实现采用三级共模电感组成滤波电路对不同频段的电磁辐射信号进行抑制，提高高频噪音的抑制效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种抗干扰电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种抗干扰电路的电路示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的一种电路板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种抗干扰电路的结构示意图。如图1所示，该抗干扰电路包括：第一级滤波电路110、第二级滤波电路120以及第三级滤波电路130；第一级滤波电路110、第二级滤波电路120以及第三级滤波电路130依次串联，用于对不同频段的电磁辐射信号进行抑制。

第一级滤波电路110、第二级滤波电路120以及第三级滤波电路130由一系列的共模电感和电容元件组成，从而抑制不同频段的电磁辐射信号。本实施例的抗干扰电路应用于PC板卡中，起电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)滤波作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射。共模电感可以看做是一个双向滤波器，一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

共模电感由两个线圈绕在同一铁芯组成，该两个线圈匝数和相位相同，绕制方向相反。当电流中的正常信号电流流经共模电感时，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；当有共模电流流经线圈时，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，依次衰减共模电流，达到滤波的目的。本实施例中的第一滤波电路110、第二滤波电路120以及第三滤波电路130均可以分别包括两组低通滤波器，使得线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。第一滤波电路110、第二滤波电路120以及第三滤波电路130既可以抑制外部的EMI信号传入，又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号，能有效地降低EMI干扰强度。

本实施例中，第一滤波电路110、第二滤波电路120以及第三滤波电路130依次串联，其中，第一滤波电路110主要滤波的频段范围为：150KHz--10MHz；第二滤波电路120以及第三滤波电路130的滤波频段范围为：10MHz--30MHz。通过采用三级滤波电路依次串联，实现对不同频段的电磁辐射信号的抑制。在实际应用中，也可以使用四级滤波电路或更多级滤波电路的依次串联来实现对不同频段的电磁辐射信号进行抑制。

本实施例提供的一种抗干扰电路，包括第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路；第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路依次串联，用于对不同频段的电磁辐射信号进行抑制，以实现采用三级共模电感组成滤波电路对不同频段的电磁辐射信号进行抑制。

图2是本实用新型实施例一提供的一种抗干扰电路的电路示意图。在上述实施例的基础上提供了一种具体电路的可选方案，如图2所示，第一级滤波电路包括：共模电感LC100以及电容CX101；电容CX101的第一端经由共模电感LC100的第一线圈连接至火线，电容CX101的第二端经由共模电感LC100的第二线圈连接至零线。

共模电感LC100和电容CX101组成的第一滤波电路，其中电容CX101用于滤除差模信号，共模电感LC100用于滤除共模信号。在火线和零线之间存在方向相同的电流，为差模干扰电流。由于信号走线阻抗不连续等原因，差模干扰电流会转换为共模干扰电流。当方向相同的电流流过共模电感LC100时会产生很大的阻抗阻碍共模干扰电流的进一步传递，从而抑制共模信号。此外，实施例中的第一级滤波电路靠近交流输出端而远离电磁干扰源，从而在布局上降低了电磁干扰源的影响。

需要说明的是，第一级滤波电路还可以包括两个Y电容进一步滤除共模干扰，其中一个Y电容的第一端连接至火线，第二端连接至地线，另一个Y电容的第一端连接至零线，第二端连接至地线。考虑到在本实施例中更好的布局走线，在不改变滤波电路低频插入损耗特性的技术上，进一步减小体积和成本，在第一级滤波电路上省略设置Y电容。

在上述实施例的基础上，继续参考图2，第二级滤波电路包括：共模电感LC101、电容CX100、电容CY101以及电容CY103；电容CX100和电容CX101并联，电容CY101的第一端经由共模电感LC100的第一线圈连接至火线，电容CY101的第二端连接至地线，电容CY103的第一端经由共模电感LC100的第二线圈连接至零线，电容CY103的第二端连接至地线，共模电感LC101的第一线圈经由共模电感LC100的第一线圈连接至火线，共模电感LC101的第二线圈经由共模电感LC100的第二线圈连接至零线。

在上述实施例的基础上，继续参考图2，第三级滤波电路包括：共模电感LC102、电容CX102、电容CY100以及电容CY102；电容CX102的第一端依次经由共模电感LC101的第一线圈、共模电感LC100的第一线圈连接至火线，电容CX102的第二端依次经由共模电感LC101的第二线圈、共模电感LC100的第二线圈连接至零线，电容CY100的第一端依次经由共模电感LC101的第一线圈、共模电感LC100的第一线圈连接至火线，电容CY100的第二端连接至地线，电容CY102的第一端经由共模电感LC101的第二线圈、共模电感LC100的第二线圈连接至零线，所述电容CY102的第二端连接至地线。

在本实施例中，第二级滤波电路和第三级滤波电路的电路结构相同，共模电感LC101和LC102主要用于抑制信号线和零线之间的共模干扰，信号线连接至火线，同时电容CY101、电容CY103、电容CY100和电容CY102主要用于滤除共模信号。电容CX100和电容CX102主要用于滤除差模信号。需要说明的是，该抗干扰电路在PCB走线上，对连接至火线和地线之间以及零线和地线之间的电容CY101、电容CY103、电容CY100和电容CY102的走线要尽量短，以降低电磁干扰的传递路径。共模电感LC100、LC101和LC102走线增加泄放电路，会提高高频电磁辐射信号以及差模/共模两种形式的电磁干扰源的滤波和抑制作用。

在上述实施例的基础上，继续参考图2，该抗干扰电路还包括泄放电路，用于为滤波电容进行放电。

其中，泄放电路包括电阻R101、电阻R102、电阻R109以及电阻R110，电阻R101的第一端以及电阻R102的第一端连接共模电感LC101的第一线圈和共模电感LC100的第一线圈之间的节点，电阻R109的第一端以及电阻R110的第一端连接至共模电感LC101的第二线圈和共模电感LC100的第二线圈之间的节点，电阻R101的第二端、电阻R102的第二端、电阻R109的第二端以及电阻R110的第二端相连。

其中，滤波电容包括电容CX100、电容CX101以及电容CX102，这些滤波电容的电压在断电时不是立即降低，而是通过负载放电而缓慢降低，使得滤波电容中积累太多的电荷。泄放电路将滤波电容上存储的电荷快速放掉，使滤波电容上的电压快速降低。泄放电路并联在滤波电容的两端，起保护电路的作用。在开机接通电源时，滤波电路输出端的电压可能会因空载而升高到峰值，使得滤波电容因电压过大而击穿，并联接上泄放电路后，泄放电路上的阻值适当，滤波电路的输出端存在一定的负载，负载变化时电压不会升高到峰值，从而避免滤波电容被击穿，起到一定的保护作用。

在上述实施例的基础上，该抗干扰电路还包括电流保险丝，设置于火线接口和共模电感LC101的第一线圈之间，用于过载保护。

当抗干扰电路中的电流异常升高，温度升高至一定程度时，保险丝自身熔断而切换电流，起到保护电路的作用。

在上述实施例的基础上，该抗干扰电路还包括压敏电阻，设置于所述电流保险丝之后，用于抑制异常过压，保护所述抗干扰电路；压敏电阻和电容CX101并联。

压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。压敏电阻设置在电流保险丝之后，能够结合保险丝，对电路起到更好的保护作用。压敏电阻并联在电路中，当压敏电阻两端的电压发生急剧变化时，压敏电阻将电流保险丝熔断，起到保护作用。此外，压敏电阻还用于电源过压保护和稳压，具体的，当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时，流过它的电流极小，它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说，当加在它上面的电压低于其阈值时，它相当于一个断开状态的开关。当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时，流过它的电流激增，它相当于阻值无穷小的电阻。也就是说，当加在它上面的电压高于其阈值时，它相当于一个闭合状态的开关，从而防止电源的电压过高，起到稳压的效果。

在上述实施例的基础上，该抗干扰电路包括一电源接口，电源接口分别包括火线端、零线端和地线端，火线端用于连接至火线、地线端用于连接地线，零线端用于连接零线。

火线和零线都是带电的线，地线是保护线，不通过电流，与电器设备的金属外壳连接，防备外壳漏电，以保护人的安全。

实施例二

图3是本实用新型实施例二提供的一种电路板的结构示意图，如图3所示，本实施例中，电路板包括本实用新型上述实施例提供的抗干扰电路210。

本实施例的技术方案提供一种电路板，包括抗干扰电路，该抗干扰电路包括第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路；第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路依次串联，用于对不同频段的电磁辐射信号进行抑制，以实现采用三级共模电感组成滤波电路对不同频段的电磁辐射信号进行抑制，将该抗干扰电路远离电源内部的高频干扰源设置，结构紧凑，抑制高频噪音效果好。

在上述实施例的基础上，该电路板还包括：整流滤波电路220；

整流滤波电路220与抗干扰电路210连接，用于对该抗干扰电路210输出的电信号进行整流滤波。

在上述实施例的基础上，该电路板还包括：功率因数校正电路230、DC/DC转换电路240、非隔离PWM电源电路250、功率因数控制电路260和半桥谐振控制电路270，以实现所述电路板的电源驱动和信号处理。

具体的，功率因数校正电路230与DC/DC转换电路240连接，用于为DC/DC转换电路240提供电压V_BUCK作为反馈。

其中，功率因数校正电路230用于功率因数校正处理，提高电源功率使用效率；电压V_BUCK为经过功率因数校正电路230处理后的输出电压。DC/DC转换电路240为直流转直流电路，主要用于将电压V_BUCK转换为符合要求的输出电压，具体的，电压V_BUCK的大小为4V，通过DC/DC转换电路，将4V的电压转换为2V的输出电压。

功率因数校正电路230还与非隔离PWM电源电路250连接，用于为非隔离PWM电源电路250提供电压V_BUCK作为反馈。

非隔离PWM电源电路250分别与功率因数控制电路260和半桥谐振控制电路270连接，用于为功率因数控制电路260和半桥谐振控制电路270提供电压VCC1作为供电电压。其中，非隔离PWM电源电路250将从功率校正电路获得的电压V_BUCK转化为电压VCC1，进而将电压VCC1输入到功率因数控制电路260和半桥谐振控制电路270的供电电压输入端。通过设置非隔离PWM电源电路250为功率因数控制电路260和半桥谐振控制电路270供电，减少由于输入电压、和输出负载的变化而导致的供电不稳定，进一步的，还保证了在低温启动和高温高湿等环境下供电的可靠性和稳定性。

功率因数控制电路260与功率因数校正电路230连接，用于向功率因数校正电路230传递信号PFC-DRV和信号PFC_ZCD。

其中，功率因数控制电路260向功率因数校正电路230传递信号PFC-DRV和信号PFC_ZCD，其中，信号PFC-DRV用于驱动功率因数校正电路230中的场效应管，从而实现功率因数校正电路230中内部电路逻辑的变化，从而实现功率因数校正的效果，信号PFC_ZCD用于表示零电流检测状态，进而反馈调整功率因数控制电路260内部电路逻辑的设置，相应调整信号PFC-DRV。

半桥谐振控制电路270与DC/DC转换电路240连接，用于驱动DC/DC转换电路240。

其中，DC/DC转换电路240中包含半桥谐振电路，半桥谐振电路中包括场效应管，半桥谐振控制电路用于控制半桥谐振电路中场效应管的开合，从而实现同步整流的效果。经过DC/DC转换电路转换后的输出电压加载在负载上，为负载供电。

在上述实施例的基础上，该电路板还包括：输出滤波电路280。

输出滤波电路280与DC/DC转换电路240连接，用于对经过DC/DC转换电路转换后的输出电压进行滤波。

在上述实施例的基础上，该电路板还包括：输出电压反馈电路290。

输出电压反馈电路290连接于输出滤波电路280与半桥谐振控制电路270之间，用于从输出滤波电路280获得经过DC/DC转换电路转换后的输出电压，并向半桥谐振控制电路270传递输出电压反馈信号，具体的，经过DC/DC转换电路转换后的输出电压的大小为4.2V。需要说明的是，在实际电路中，经过DC/DC转换电路转换后的实际输出电压存在正负5％的浮动，即实际输出电压为4.2±0.2V。

在上述实施例的基础上，该电路板还包括：输出过压控制电路2100。

输出过压控制电路2100连接于输出滤波电路280与半桥谐振控制电路270之间，用于从输出滤波电路280获得经过DC/DC转换电路转换后的输出电压，并向半桥谐振控制电路270反馈输出过压控制信号，具体的，经过DC/DC转换电路转换后的输出电压大小为4.2V。需要说明的是，在实际电路中，经过DC/DC转换电路转换后的实际输出电压存在正负5％的浮动，即实际输出电压为4.2±0.2V。

实施例三

本实施例中，LED显示设备包括上述实施例的电路板。

本实施例的技术方案，用于LED驱动显示设备，包括第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路；第一级滤波电路、第二级滤波电路以及第三级滤波电路依次串联，用于对不同频段的电磁辐射信号进行抑制，以实现采用三级共模电感组成滤波电路对不同频段的电磁辐射信号进行抑制，同时，可以将该抗干扰电路邻近电源接口设置，远离电源内部的高频干扰源，从而更好地抑制高频噪音。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。