一种抑制高能量瞬间冲击干扰的直流电源电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电源抗干扰技术领域，涉及一种抑制高能量瞬间冲击干扰的直流 电源电路。
【背景技术】
[0002] 在电子设备供电电源上，存在有各种各样的外来干扰信号：很多电子设备本身，在 完成其功能同时，也产生了形形色色的EMI (电磁干扰）信号，以及人为和大自然的EMI信 号，这些EMI信号，通过传导和辐射的方式，影响着该环境里运行的电子设备；实际应用中， 在电源线中往往同时存在共模和差模干扰，一般低于IMHz频率的干扰以差模为主，高于 IMHz频率的干扰以共模为主，这些共模和差模干扰对电子设备的正常工作也有较大的影 响；某些电子设备连接外部电源，受交流电网上出现的浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬 间干扰信号的影响，特别是在室外工作的电子设备，经常受到雷击等高能量的瞬态干扰，其 特点是作用时间极短，但电压幅度高、瞬态能量大，瞬态干扰会造成电子电路系统的电源电 压的波动，当瞬态电压叠加在电子电路系统的输入电压上，使输入电子电路系统的电压超 过系统内部器件的极限电压时，便会损坏电子电路系统内部的设备，因此必须采用抑制措 施。
[0003] 目前，对电源电路的抗干扰研宄主要在低能量、低损耗等常规干扰方面，如："低 损耗抗干扰电源电路"（【申请号】201220393419. 4)、"一种抗干扰电源电路"（【申请号】 201020694493. 0)、"一种抗干扰电源电路结构"（【申请号】201020694530. 8)等，而对高能 量瞬间冲击干扰的专门研宄较少，由于它的应用的特殊性和破坏的严重性，必须引起高度 重视，如铁路信号设备的电源，若遭雷击等将会产生高能量瞬间冲击干扰，轻则影响行车效 率，重则车毁人亡，因此，必须进行防护或抑制。
【发明内容】
[0004] 本实用新型主要解决的技术问题是提供一种抑制高能量瞬间冲击干扰的直流电 源电路，通过3级抗干扰设计，有效抑制雷电等瞬间高能量冲击干扰，不使后续电路遭受致 命性损坏。该电源电路主要用于室外工作，尤其是防雷击等的电子设备的直流供电。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：
[0006] 该电路包括抗干扰元件第一组，滤波电路和抗干扰元件第二组。
[0007] 抗干扰元件第一组，用于抑制雷电等瞬间高能量冲击干扰，连接外接输入的直流 电源，通过在输入两端并接双极性瞬态电压抑制器二极管（TVS管）和压敏电阻吸收瞬间高 能量冲击干扰，经过第1级抗干扰后，输出电源信号给滤波电路；
[0008] 滤波电路，用于吸收低能量的干扰信号，接收抗干扰元件第一组的电源信号，通过 多级线路LC滤波器更进一步滤掉低能量干扰信号，包括共模干扰和差模干扰，即第2级滤 波；
[0009] 抗干扰元件第二组，用于抑制第1级抗干扰后或者第1级没有完全吸收掉的高能 量干扰信号，通过并接TVS管再进行高能量干扰的抑制，最后输出的是纯净的直流电源信 号。
[0010] 该电路中的一种直流电源电路结构包括依次二极管D1、双极性瞬态电压抑制器二 极管TVS1、压敏电阻YR1、CBB电容Cl和C2、电感Ll和L2、扼流线圈L3、电解电容C3和双 极性瞬态电压抑制器二极管TVS2。二极管Dl防止外接电源因接错而烧坏电路；TVSl和YRl 并联在电源输入的两端，用于前级抗两端经受瞬间的高能量冲击；CBB电容Cl和C2、电感 Ll和L2构成双π型LC滤波器，与扼流线圈L3、电解电容C3 -起构成电源滤波电路；TVS2 用于后级瞬间的高能量冲击，进一步确保电源的纯净。
[0011] 该电路中通过修改抗干扰元件第一组和抗干扰元件第二组中的元件TVSl、YRl和 TVS2的参数值，可适合不同直流电压的电源电路。
[0012] 该技术方案设计的电源电路经过试验，能满足电磁兼容的抗扰度试验，达到静电 放电（IEC61000-4-2)、电快速瞬变脉冲群（IEC61000-4-4)、浪涌（IEC61000-4-5)等4级要 求，抑制高能量瞬间冲击干扰，较好地保护了电路板电路。
[0013] 本实用新型的有益效果是：
[0014] 1.该电源电路通过抗干扰元件第一组，滤波电路和抗干扰元件第二组进行的3级 抗干扰设计，能够抑制雷电等瞬间高能量冲击干扰，保证提供纯净的直流电源。
[0015] 2.该电路可通过元器件参数的调整，适合各种直流电源的抗干扰设计。
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；
[0017] 图2是本实用新型的一种电路原理图。
[0018] 图中，1.抗干扰元件第一组，2.滤波电路，3.抗干扰元件第二组。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0020] 本实用新型的一种实施例的结构，如图1所示，包括抗干扰元件第一组1，滤波电 路2和抗干扰元件第二组3。
[0021] 抗干扰元件第一组1，用于抑制雷电等瞬间高能量干扰冲击，连接外接输入的直流 电源，通过在输入两端并接双极性瞬态电压抑制器二极管TVS管和压敏电阻吸收瞬间高能 量干扰冲击，经过第1级抗干扰后，输出电源信号给滤波电路2。
[0022] 滤波电路2,用于吸收低能量的干扰信号，接收抗干扰元件第一组1的电源信号， 通过多级线路LC滤波器更进一步滤掉低能量干扰信号，包括共模干扰和差模干扰，即完成 第2级滤波。
[0023] 抗干扰元件第二组3,用于抑制第1级抗干扰后或者第1级没有完全吸收掉的高能 量干扰信号，通过并接TVS管再进行高能量干扰的抑制，最后输出的是纯净的直流电源信 号。
[0024] 本实用新型的一种直流电源原理结构的实施例如图2所示，包括依次二极管D1、 双极性瞬态电压抑制器二极管TVSl、压敏电阻YRUCBB电容Cl和C2、电感Ll和L2、电解电 容C3和双极性瞬态电压抑制器二极管TVS2。二极管Dl串联在外接直流电源输入端，防止 外接电源因接错而烧坏电路；TVSl和YRl并联在电源输入的两端，用于前级抗两端经受瞬 间的高能量冲击；CBB电容Cl和C2、电感Ll和L2构成双π型LC滤波器，与扼流线圈L3、 电解电容C3-起构成电源滤波电路；TVS2并联在电源电路的最后输出端，用于后级瞬间的 高能量冲击，进一步确保电源的纯净。
[0025] 在实际应用中，根据直流电源电压值的不同，通过调整抗干扰元件第一组1和抗 干扰元件第二组3中的元件TVSUYR1和TVS2的参数值，可适合不同直流电压的电源电路。
[0026] 如图2所示的一种实例为+24V直流电源的各元器件的参数如下表所示：
[0027]
【主权项】
1. 一种抑制高能量瞬间冲击干扰的直流电源电路，其特征在于，该电路包括抗干扰元 件第一组（1)，滤波电路（2)和抗干扰元件第二组（3)，其中， 抗干扰元件第一组（1)，连接外接输入的直流电源，完成第一级的抗干扰，然后传送电 源信号给滤波电路（2); 滤波电路（2)，接收抗干扰元件第一组（1)的电源信号，通过多级线路LC滤波器更进一 步滤掉低能量干扰信号，完成第2级抗干扰，然后传送电源信号给抗干扰元件第二组（3); 抗干扰元件第二组（3)，完成第3级抗干扰，得到纯净的直流电。
2. 按照权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述的抗干扰元件第一组（1)包括双 极性瞬态电压抑制器二极管TVSl和压敏电阻YR1，分别并接在输入的两端。
3. 按照权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述的滤波电路（2)包括电容Cl和 C2、电感Ll和L2、扼流线圈L3和电解电容C3 ;C1和C2是CBB电容，与电感Ll和L2构成 双型LC滤波器，该LC滤波器左侧连接抗干扰元件第一组（1)，右侧连接扼流线圈L3，C3 连接在L3右侧的两端。
4. 按照权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述的抗干扰元件第二组（3)包括双 极性瞬态电压抑制器二极管TVS2,并联在电源电路的最后输出端。
5. 按照权利要求1所述的电源电路，其特征在于，通过修改抗干扰元件第一组（1)和抗 干扰元件第二组（3)中的元件TVS1、YRl和TVS2的参数值，可适合不同直流电压的电源电 路。
【专利摘要】本实用新型属于电源抗干扰技术领域，涉及一种抑制高能量瞬间冲击干扰的直流电源电路，包括依次是抗干扰元件第一组，滤波电路和抗干扰元件第二组共3级抗干扰设计，抗干扰元件第一组由两端并接双极性瞬态电压抑制器二极管(TVS管)和压敏电阻组成，滤波电路由π型LC滤波器、扼流线圈和电解电容组成，抗干扰元件第二组由并接在电源电路的最后输出端的TVS管组成。本实用新型利用TVS管和压敏电阻的工作特性，能够抑制雷电等瞬间高能量冲击干扰，保证提供纯净的直流电源。
【IPC分类】H02M1-14, H02M1-32
【公开号】CN204481680
【申请号】CN201520138543
【发明人】陈建明, 杨龙, 符成山
【申请人】中国人民解放军装甲兵工程学院
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月12日