专利名称：用于消除电磁兼容干扰的电路布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于为用电设备消除电磁兼容干扰的电路布置，其中，所述电路 布置的一阻尼元件可连接在所述用电设备的至少一个供电线上。本发明此外还涉及一种设 备，所述设备具有这种用于消除电磁兼容干扰的电路布置。
背景技术：
上述类型的电路布置用于那些与会发出干扰信号的钟控电子设备结合使用的用 电设备，例如线圈控制装置或开关电源。特别是电网领域(当然还有其他应用领域)需要 使用可实现电磁兼容性(EMC)的电路布置来消除这类干扰信号。这样的电路布置通常基于 大电容的电容器，该电容器设置在供电线上，特定而言设置在相关待保护电路的输入端。这 个电容器在此用作源于钟控电子设备的电流峰值的缓冲器或阻尼器。电磁兼容电路布置可 单独应用在模块中，或整合应用于某一设备中。只要当所用供电网络允许的电流输入有限时，用作阻尼元件的电容器的大电容就 会产生问题。在该电容器接在供电线上的情况下，接通设备或用电设备(该设备或用电设 备中整合有一电路布置或接在一电路布置后面)后会立即产生一个用于为电容器充电的 强度很大的充电电流。这样就需要从根本上进行考虑，是否需要为了实现电磁兼容性而使 用大电容的电容器，还是需要为了使电网具有一定的载流能力而限制电容器的电容。就这一方面，传统技术的解决方案是在供电线中使用扼流器或限流器来将充电电 流限制在一个容许的最小值上。其缺点在于，限制元件定位在电源电路中，因而会在用电设 备工作期间持续产生损耗。WO 2005/006519A1揭示一种用于为直流电动机消除电磁兼容干扰的电路布置。这 种电路布置具有一个设置在直流电动机线路中的阻尼元件，以便为该直流电动机消除电磁 兼容干扰。
发明内容
本发明的目的是提供一种电路布置和一种设备，借助于这二者可以低功率损失实 现较高的电磁兼容性。在开篇所述类型的电路布置中，达成这一目的的解决方案如下所述阻尼元件与 所述电路布置的一限流元件串联，且可和所述限流元件一起与所述用电设备并联。本发明用于为用电设备消除电磁兼容干扰的电路布置具有一阻尼元件，该阻尼元 件与现有技术中的已知阻尼元件功能相同。本发明的发明项目的特征在于一个与所述阻尼 元件串联的限流元件。所述阻尼元件和该限流元件都与所述用电设备或多个下游用电设备 并联。重点在于，在阻尼元件(确切而言是包含在该阻尼元件中的一或多个电容器)的充 电过程中，充电电流受到所述限流元件的限制。充电过程结束后，特别是在所述一或多个用 电设备工作期间，应避免该限流元件上产生功率损失。在限流元件与用电设备并联的情况 下，限流元件并非位于电源电路中，因而也就不会产生功率损失。为了在用电设备工作时实现最佳的去电磁兼容干扰功能，本发明采取以下措施所述限流元件可被一开关(尤其是 晶体管)跨接。由此可以实现所述电路布置的两种不同状态。其一是充电状态，这个状态 持续到阻尼元件达到预期充电状态为止，其二是工作状态，在这个状态下，限流元件被上述 开关跨接，从而使限流元件在所述一或多个用电设备工作期间不会产生任何功率损失。根据一种有利实施方式，所述电路布置的开关可由一第一控制装置触发。这个第 一控制装 置的任务是在充电过程结束后转切到工作状态，从而将去电磁兼容干扰功能激 活。在充电过程中，去电磁兼容干扰功能由于限流元件的缘故尚无法完全实现，当然这项功 能在充电过程中也不是必需的。根据一种有利实施方式，所述第一控制装置用于在所述阻尼元件的充电过程结束 后使所述限流元件被跨接。由这个例如基于一微处理器的第一控制装置决定是否从充电状 态转换到工作状态。为此需要发出用于引起限流元件被跨接的触发信号。所述第一控制装置有利地具有一计时构件，特别是计数器。充电过程或其持续时 间可预先确定，在此情况下，第一控制装置仅在一时间间隔的基础上引发限流元件的跨接。 其中，可以编程方式为第一控制装置预先确定一固定的时间间隔，或者也可以通过电子编 程或设定方式后续确定这个时间间隔。举例而言，可以通过电位器电路进行手动设定，这个 电位器电路可整合在第一控制装置中，以便通过手柄来实现手动控制。根据一种有利实施方式，所述第一控制装置具有用于检测所述阻尼元件的充电状 态的构件。采用这种实施方式时，第一控制装置对阻尼元件的充电状态进行检测以评估阻 尼元件是否已达到可视情况加以设定的预期充电状态。举例而言，这一点可以通过在阻尼 元件上或在阻尼元件中进行电压测量而实现。将测得的电压值传输给第一控制装置进行充 电状态识别。由此使所述电路布置具有一种相对于所述电网的独立性，可以在不对所述电 路布置进行调节的情况下直接对不同的充电时间予以考虑。根据一种有利实施方式，所述阻尼元件和/或所述电路布置可以更换所述阻尼元 件。可以根据所需实现的去电磁兼容干扰功能或所需达到的电磁兼容度，由使用者将具有 匹配电容的相应阻尼元件手动装入所述电路布置。在所述阻尼元件具有可更换性的情况 下，可灵活应用所述电路布置以实现不同的去电磁兼容干扰度。根据一种有利实施方式，所述阻尼元件可作阻尼调整。其实现方式如下或者由使 用者对阻尼相关变量(特别是电容)进行手动调整，或者设一第二控制装置。该第二控制 装置可从所述电路布置或所述设备的外部进行阻尼调整。定位于所述电路布置内部的第二 控制装置也可以做到这一点。借此可实现极高的灵活度，对供电网络的实际情况进行最佳 考虑。此外还可为正常工作状态设定一种能为相应电网实现最佳去电磁兼容干扰效果的特 定充电状态。根据一种有利实施方式，所述限流元件可作限流总阻值调整。这在限流元件由一 或多个欧姆电阻器构成的情况下特别有利。限流总阻值调整仍然可由使用者手动实施，或 者通过所述第一控制装置或第二控制装置自动实施。借此可对充电过程的时间长度进行调 整，同时也能与电网容量相匹配。所述第二控制装置有利地用于控制所述限流元件的限流总阻值以及/或者用于 控制所述阻尼元件的阻尼调整。其中，第二控制装置可以是手动控制装置、自动控制装置和 /或与第一控制装置为同一控制装置。
本发明的其他有利设计方案和优选改进方案可从附图描述和/或从属权利要求
中获得。
无
具体实施例方式下面借助附图所示的实施例对本发明进行详细说明。图1展示的是一种借助整流器1来为用电设备6消除电磁兼容干扰的电路布置。整流器1接在一交流网络上，其中，所述用于消除电磁兼容干扰的电路布置通过供电线Vl 和V2连接在该整流器上。用电设备6与所述用于消除电磁兼容干扰的电路布置并联。整流器1可连接到交流网络上并通过供电线Vl和V2为用电设备6提供直流电。 在本实施例中，所述用于消除电磁兼容干扰的电路布置由实施为电容器3的阻尼元件3、限 流元件2、开关4和控制装置7构成。因此，该电路布置是接在两个供电线Vl和V2之间且 与用电设备6并联，举例而言，所述用电设备是或包含直流电动机、线圈控制装置或开关电 源。在本实施例中，附图仅展示了两个供电线Vl和V2，但本发明用于消除电磁兼容干 扰的电路布置原则上也可应用于多相网络，其中，该电路布置的去干扰能力和接线方式可 以支持同步或异步去电磁兼容干扰。电容器3用于阻尼或消除电流峰值，这种电流峰值来源于网络中的钟控电子设备 或连接在供电线V1、V2上的其他用电设备。当实施为欧姆电阻器的限流元件2被开关4以 低电阻方式跨接时，去电磁兼容干扰功能被激活。这对应于需要使去电磁兼容干扰功能达 到最佳作用效果的工作状态。在充电状态下，通过供电网络和整流器1为电容器3充电。在此过程中，限流元件 2的任务是为电容器3提供一个该网络可以耐受的电流。电容器3—达到预期充电状态，开 关4就将限流元件2跨接。在充电过程中以限流方式为电容器3充电是有利的，这特别是因为在此期间还无 需电磁兼容性起作用。另外，限流元件2也不会持续产生功率损失，这是因为限流元件2并 不接在电源电路(即其中一个供电线V1、V2)中。换言之，最佳电网匹配和最佳的去电磁兼 容干扰分别在不同的时间单独实现，其中，可以根据需要以有利于其中一项功能的方式预 先考虑另一项功能。在本实施例中，控制装置7是用于触发将限流元件2跨接的开关4的第一控制装 置7。最简单的情况是，控制装置7根据一内部计数器进行工作，该计数器在可由使用者规 定的一预定时间间隔后引起对开关4的触发。当所述电路布置连接到电网或整流器1上从 而开始电容器3的充电过程后，该计数器就开始工作。通过附图未作图示的一个第二控制装置还可进行阻尼调整，其实现方式如下布 置一个电容器电路以代替电容器3，这个电容器电路例如通过调整电容来实现阻尼调整。有 利做法是将第二控制装置整合在第一控制装置中，这样控制装置7就可以同时具备两种功 能。
所述电路布置可有利地实现为模块形式，这种模块不仅可为单个用电设备提供保 护，而且只需要接在供电线上就可在一供电网络内部发挥保护作用。此外，为单个用电设备(即例如供电设备、开关电源、线圈控制装置或类似设备) 配备这种整合式电路布置，也是有利的。如此便可为相关设备提供与之相配的保护。综上所述，本发明涉及一种用于消除电磁兼容干扰的电路布置和一种具有这种电 路布置的设备，其中，至少一个通向一或多个用电设备的供电线上连接有一阻尼元件。其目 标是为用电设备提供最佳的去电磁兼容干扰保护，同时防止供电网络过载。为此，所述阻尼 元件与一限流元件串联，且可和所述限流元件一起与所述用电设备并联。这样就可通过一 开关将所述限流元件短接以实现所述工作状态以及补偿所述限流元件的作用，从而使所述 限流元件在电源电路以外不会产生任何功率损失，但在接通过程或充电过程中仍能发挥限 流(即电网保护)作用。
权利要求
一种用于为一用电设备(6)消除电磁兼容干扰的电路布置，其中，所述电路布置的一阻尼元件(3)可连接在所述用电设备(6)的至少一个供电线(V1，V2)上，其特征在于，所述阻尼元件(3)与所述电路布置的一限流元件(2)串联，且可和所述限流元件一起与所述用电设备(6)并联。
2.根据权利要求1所述的电路布置，其中，所述限流元件(2)可被一开关(4)跨接。
3.根据权利要求2所述的电路布置，其中，所述开关(4)可由一第一控制装置(7)触发。
4.根据权利要求3所述的电路布置，其中，所述第一控制装置(7)用于在所述阻尼元件 (3)的一充电过程结束后使所述限流元件(2)被跨接。
5.根据权利要求4所述的电路布置，其中，所述第一控制装置(7)具有一计时构件，特 别是一计数器。
6.根据权利要求4所述的电路布置，其中，所述第一控制装置(7)具有用于检测所述阻 尼元件(3)的一充电状态的构件。
7.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电路布置，其中，所述阻尼元件(3)具 有一电容器或一电容器电路。
8.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电路布置，其中，所述阻尼元件(3)可 更换和/或可作阻尼调整。
9.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电路布置，其中，所述限流元件(2)具 有一或二个以上欧姆电阻器。
10.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电路布置，其中，所述限流元件(2)可 作限流总阻值调整。
11.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电路布置，其中，设有一用于控制所述 限流元件(2)的电阻以及/或者用于控制所述阻尼元件(3)的阻尼调整的第二控制装置。
12.根据权利要求11所述的电路布置，其中，所述第二控制装置是一手动控制装置或 一自动控制装置，特定而言就是所述第一控制装置(7)。
13.一种电气设备，包括一用于消除电磁兼容干扰的电路布置，其中，所述电路布置用 于为所述电气设备消除电磁兼容干扰，所述电气设备的至少一个供电线上连接有所述电路 布置的一阻尼元件(3)，其特征在于，所述阻尼元件(3)与所述电路布置的一限流元件(2) 串联，且和所述限流元件一起与所述电气设备内部的一用电设备并联。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述限流元件(2)可被一开关(4)跨接。
15.根据权利要求13所述的设备，其中，所述开关(4)可由一第一控制装置(7)触发。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述第一控制装置(7)用于在所述阻尼元件 (3)的一充电过程结束后使所述限流元件(2)被跨接。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述第一控制装置(7)具有一计时构件，特别 是一计数器。
18.根据权利要求16所述的设备，其中，所述第一控制装置(7)具有用于检测所述阻尼 元件(3)的一充电状态的构件。
19.根据权利要求13至18中任一项权利要求所述的设备，其中，所述阻尼元件(3)具有一电容器或一电容器电路。
20.根据权利要求13至19中任一项权利要求所述的设备，其中，所述阻尼元件(3)可 更换和/或可作阻尼调整。
21.根据权利要求13至20中任一项权利要求所述的设备，其中，所述限流元件(2)具 有一或二个以上欧姆电阻器。
22.根据权利要求13至21中任一项权利要求所述的设备，其中，所述限流元件(2)可 作限流总阻值调整。
23.根据权利要求13至22中任一项权利要求所述的设备，其中，设有一用于控制所述 限流元件(2)的一电阻以及/或者用于控制所述阻尼元件(3)的阻尼调整的第二控制装置。
24.根据权利要求23所述的设备，其中，所述第二控制装置是一手动控制装置或一自 动控制装置，特定而言就是所述第一控制装置(7)。
25.根据权利要求13至24中任一项权利要求所述的设备，其中，所述设备设计为一供 电设备、开关电源、线圈控制装置或电磁兼容模块。
全文摘要
本发明涉及一种用于消除电磁兼容干扰的电路布置和一种具有这种电路布置的设备，其中，至少一个通向一或多个用电设备的供电线上连接有一阻尼元件。其目标是为用电设备提供最佳的去电磁兼容干扰保护，同时防止供电网络过载。为此，所述阻尼元件与一限流元件串联，且可和所述限流元件一起与所述用电设备并联。这样就可通过一开关将所述限流元件短接以实现所述工作状态以及补偿所述限流元件的作用，从而使所述限流元件在电源电路以外不会产生任何功率损失，但在接通过程或充电过程中仍能发挥限流(即电网保护)作用。
文档编号H03K17/16GK101874336SQ200780101690
公开日2010年10月27日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者伯恩哈德·施特赖希, 克里斯蒂安·奥珀曼 申请人:西门子公司