一种低纹波输出混合型滤波电路的制作方法

本实用新型涉及逆变器和直流变换器领域，更具体地说，涉及一种输出电压可调的逆变器和直流变换器中的低纹波输出混合型滤波电路。

背景技术：

随着电力电子技术的发展，交直流变流器等设备得到了广泛应用。这些设备中的逆变器和直流变换器，由于功率器件采用PWM控制，必然导致电力谐波的注入。为提高逆变器和直流变换器输出的质量，减少谐波污染，必须对逆变器和直流变换器的输出进行滤波处理。

在现有的输出电压可调的逆变器和直流变换器中，输出滤波器通常采用固定参数设计，无法在全电压和全功率范围内均满足电压纹波技术指标。并且，现有滤波器应用在输出电压可调的逆变器和直流电源产品上时，在低压小电流的负载工况下，输出电压的高频纹波电压相对值指标远大于产品规格书中所定义的额定指标，同时为了满足规定的电磁兼容技术指标，上述产品通常需要在输出滤波器中设计专用的EMI滤波器，特别是专用的共模EMI滤波器，这大大增加了产品的成本和体积。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述逆变器和直流变换器中输出滤波器无法满足电压纹波技术指标的问题，提供一种低纹波输出混合型滤波电路。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种低纹波输出混合型滤波电路，包括主滤波电感、差模滤波电容、共模滤波电容、位于第一输入端口和第一输出端口之间的第一滤波回路、位于第二输入端口和第二输出端口之间的第二滤波回路，其中：所述主滤波电感包括同方向绕制的第一线圈和第二线圈，且所述第一线圈和第二线圈共用一个磁路；所述第一线圈串接于第一滤波回路，所述第二线圈串接于第二滤波回路；所述差模滤波电容包括两端分别连接到第一输出端口和第二输出端口的第一电容，所述共模滤波电容包括串联连接在第一输出端口和第二输出端口之间的第二电容和第三电容，且所述第二电容和第三电容的连接点接地。

在本实用新型所述的低纹波输出混合型滤波电路中，所述第一线圈和第二线圈的规格参数相同。

在本实用新型所述的低纹波输出混合型滤波电路中，所述滤波电路还包括辅助滤波电感、第一熔断器以及第二熔断器，其中：所述辅助滤波电感包括同方向绕制的第三线圈和第四线圈，且所述第三线圈和第四线圈共用一个磁路；所述第三线圈与第一熔断器串联连接构成第一辅助滤波支路，并连接于第一滤波回路的第一线圈和第一输出端口之间；所述第四线圈与第二熔断器串联连接构成第二辅助滤波支路，并连接于第二滤波回路的第二线圈与第二输出端口之间。

在本实用新型所述的低纹波输出混合型滤波电路中，所述滤波电路还包括第一控制接触器和第二控制接触器，其中：所述第一控制接触器与第一辅助滤波支路并联连接，以将第三线圈与第一熔断器接入第一滤波回路或旁路；所述第二控制接触器与第二辅助滤波支路并联连接，以将第四线圈与第二熔断器接入第二滤波回路或旁路。

在本实用新型所述的低纹波输出混合型滤波电路中，所述第三线圈和第四线圈的规格参数相同。

在本实用新型所述的低纹波输出混合型滤波电路中，所述第一输入端口和第二输入端口分别连接至逆变器或直流变换器的不同开关管桥臂。

本实用新型的低纹波输出混合型滤波电路具有以下技术效果：通过共磁路设计的第一线圈和第二线圈，并结合差模滤波电容、共模滤波电容，使得主滤波电感兼具差模和共模滤波的功能。并且，本实用新型可用作可变参数的综合型滤波器，在输出高压大电流的负载工况下将滤波参数调整为适合该工况的参数以满足输出电压纹波的技术指标；在输出低压小电流的负载工况下，通过接入串联的辅助滤波支路来增加滤波回路的滤波电感值，从而达到抑制输出电压纹波的目的。

附图说明

图1是本实用新型低纹波输出混合型滤波电路实施例的示意图。

图2是本实用新型低纹波输出混合型滤波电路另一实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-2所述，是本实用新型低纹波输出混合型滤波电路实施例的示意图，该低纹波输出混合型滤波电路可连接到逆变器或直流变换器的输出端，以使逆变器或直流变换器的输出满足电压纹波技术指标。

本实施例中的低纹波输出混合型滤波电路包括主滤波电感、差模滤波电容、共模滤波电容、位于第一输入端口A和第一输出端口X之间的第一滤波回路、位于第二输入端口B和第二输出端口Y之间的第二滤波回路，第一输入端口A和第二输入端口B分别连接至逆变器(如图1所示)或直流变换器(如图2所示)的不同开关管桥臂。上述主滤波电感包括同方向绕制的第一线圈L1-1和第二线圈L1-2，且该第一线圈L1-1和第二线圈L1-2共用一个磁路(例如绕制到同一铁芯臂，或绕制到同一铁芯的不同铁芯臂)。第一线圈L1-1串接于第一滤波回路，第二线圈L1-2串接于第二滤波回路。差模滤波电容包括两端分别连接到第一输出端口X和第二输出端口Y的第一电容C1，共模滤波电容包括串联连接在第一输出端口X和第二输出端口Y之间的第二电容C2和第三电容C3，且第二电容C2和第三电容C3的连接点接地。

上述低纹波输出混合型滤波电路的输入端连接到逆变器或直流变换器、输出端连接到高压大电流的负载时，流经第一滤波回路和第二滤波回路的电流大小相同，方向相反(一进一出)，由于第一线圈L1-1和第二线圈L1-2绕制方向一致且共用同一磁路，因此主滤波电感兼具有差模滤波和共模滤波功能。具体地，当上述主滤波电感的第一线圈L1-1和第二线圈L1-2中流经的电流方向相反时，主滤波电感与第一电容C1组成差模滤波器，实现差模滤波；当主滤波电感的第一线圈L1-1和第二线圈L1-2中流经的电流方向相同时，主滤波电感与第二电容C2和第三电容C3组成共模滤波器，实现共模滤波。

特别地，上述第一线圈L1-1和第二线圈L1-2的规格参数相同，例如材质、直径、绕制圈数等相同。

上述低纹波输出混合型滤波电路也可应用于低压小电流的负载，此时需在第一滤波回路和第二滤波回路中分别增加一个辅助滤波支路。具体地，辅助滤波支路可由辅助滤波电感、第一熔断器F1以及第二熔断器F2构成，其中：辅助滤波电感包括同方向绕制的第三线圈L2-1和第四线圈L2-2，且第三线圈L2-1和第四线圈L2-2共用一个磁路(例如绕制到同一铁芯臂，或绕制到同一铁芯的不同铁芯臂)。上述第三线圈L2-1与第一熔断器F1串联连接构成第一辅助滤波支路，并连接于第一滤波回路的第一线圈L1-1和第一输出端口X之间；第四线圈L2-2与第二熔断器F2串联连接构成第二辅助滤波支路，并连接于第二滤波回路的第二线圈L1-2与第二输出端口Y之间。

上述辅助滤波电感的电流规格仅仅为满足小电流工况，因此成本较低，同时为了保护辅助滤波电感在控制接触器故障的情况下不会过流损坏，本实用新型在辅助滤波支路中串联的熔断器与辅助滤波电感电流规格匹配。特别地，上述第三线圈L2-1和第四线圈L2-2的规格参数相同。

上述低纹波输出混合型滤波电路还可包括第一控制接触器KM1和第二控制接触器KM2，其中第一控制接触器KM1与第一辅助滤波支路并联连接，以将第三线圈L2-1与第一熔断器F1接入第一滤波回路或旁路；第二控制接触器KM2与第二辅助滤波支路并联连接，以将第四线圈L2-2与第二熔断器F2接入第二滤波回路或旁路。例如当低纹波输出混合型滤波电路工作于高压大电流负载工况时，可使上述第一控制接触器KM1和第二控制接触器KM2闭合，将辅助滤波支路旁路，仅仅主滤波电感工作；当滤波电路工作于低压小电流负载工况时，可使上述第一控制接触器KM1和第二控制接触器KM2断开，将辅助滤波支路串联接入滤波回路，此时主滤波电感和辅助滤波电感共同工作，两者的电感值之和用于电路滤波，能够有效降低低压小电流负载工况下的输出电压纹波。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。