一种应用于电磁兼容试验中的滤波装置的制作方法

本实用新型涉及电磁兼容检测领域，具体地，涉及一种应用于电磁兼容试验中的滤波装置。

背景技术：

在工业产品型式试验中，电磁兼容(EMC)试验是重要的试验项目。电磁兼容试验包括射频电磁场抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度、快速瞬变脉冲群抗扰度、衰减震荡波抗扰度试验等，试验中外加干扰电磁场频率可达100kHz-2GHz，电压可达8kV。如此强度干扰信号作用于电源及标准设备，极易引起电源及标准设备的工作异常，甚至故障。

另一方面，在进行电磁兼容试验时，测试电源主要有两种。一种是使用调压器，调压器的初级直接与市电连接，调节次级输出一定的电压值。这种测试电源比较简单，成本低廉，但抗干扰能力较弱，此外，电磁兼容测试设备发生的干扰信号将会通过调压器引入市电，造成市电污染。另外一种是采用电磁兼容专用测试电源，这种测试电源通常是通过标准信号生成，再经过功率放大和输出反馈闭环而得到。虽然这种电源可以作为标准进行相关误差分析计算，但是电路设计比较复杂，开发技术难度大，成本非常高。

由于电磁兼容试验外加干扰信号具有高频、高电压等级的特点，现有普通滤波器不能其进行有效滤除。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种应用于电磁兼容试验中的滤波装置，解决了现有的滤波器不能对干扰信号进行有效滤除的技术问题，实现了能有效地滤除干扰信号，降低对电源侧设备的影响的技术效果。

为实现上述实用新型目的，本申请提供了一种应用于电磁兼容试验中的滤波装置，所述装置包括：

三相电压滤波模块、三相电流滤波模块、电压输入端和输出端、电流输入端和输出端；三相电压滤波模块一端与电压输入端连接，三相电压滤波模块另一端与电压输出端连接；三相电流滤波模块一端与电流输入端连接，三相电流滤波模块另一端与电流输出端连接。

进一步的，三相电压滤波模块包括：A、B、C、N相；其中，A、B、C、N相组成和连接方式均相同，A相包括：第一高压电容、第一压敏电阻、第一空心磁珠串、第一穿心电容、第一共模电感、第二电容、第二空心磁珠串；第一空心磁珠串和第二空心磁珠串均包括5个依次串联的空心磁珠；第一高压电容正极、第一压敏电阻的一端、第一空心磁珠串的一端均与电压输入端连接，第一高压电容负极和第一压敏电阻另一端均接地，第一空心磁珠串另一端与第一穿心电容的正极和第一共模电感的一端均连接，第一穿心电容的负极接地，第一共模电感的另一端与第二电容的正极和第二空心磁珠串的一端均连接，第二电容的负极接地，第二空心磁珠串的另一端与电压输出端连接。

进一步的，三相电流滤波模块包括：A、B、C相；其中，A、B、C相组成和连接方式均相同，A相包括两个子相和电容X1、Y1、Y2；子相包括：第二高压电容、第二压敏电阻、第三空心磁珠串、第二穿心电容、第二共模电感、第三穿心电容、第四空心磁珠串；第三空心磁珠串和第四空心磁珠串均包括5个依次串联的空心磁珠；第二高压电容正极、第二压敏电阻的一端、第三空心磁珠串的一端均与电流输入端连接，第二高压电容负极和第二压敏电阻另一端均接地，第三空心磁珠串另一端与第二穿心电容的正极和第二共模电感的一端均连接，第二穿心电容的负极接地，第二共模电感的另一端与第三穿心电容的正极和第四空心磁珠串的一端均连接，第三穿心电容的负极接地，第四空心磁珠串的另一端与电流输出端连接，电容X1的正极与一个子相中的第二穿心电容正极连接，电容X1的负极与另一个子相中的第二穿心电容正极连接，电容Y1的正极与一个子相中的第二穿心电容正极连接，电容Y1的负极与Y2的正极连接，Y2的负极与另一个子相中的第二穿心电容正极连接。

对电磁兼容试验干扰信号的滤波装置设计对保证电磁试验准确有效开展至关重要。同时，本申请的电磁兼容滤波装置加装在电磁兼容测试设备与测试电源之间，能有效地滤除干扰信号，降低对电源侧设备的影响，使得普通的程控标准源也能够作为测试电源，而不需要使用昂贵的电磁兼容专用测试电源。在满足电磁兼容试验检测项目要求的同时，大大降低设备成本，并避免市电污染问题。

滤波装置具有三相电压、三相电流滤波功能，三相电压、电流模块集成于同一设备中，体积小、重量轻，便于使用。在滤波装置设备中电压、电流模块独立运行，互不干扰。设备外侧分别设有电压、电流模块的输入、输出接线端口。电压模块输入端与电源侧电压输出端口连接，输出端连接电磁兼容实验设备后接至被试设备，同理，电流模块输入端与电源侧电流输出端口连接，输出端连接被试设备。使用时滤波装置直接加装于测试电源与电磁兼容测试设备之间，在不影响电磁兼容试验正常进行的情况下，能有效滤除电压、电流回路上的干扰信号，防止干扰信号串扰至电源侧设备，引起电源、标准设备等工作异常。

装置适用于各种电磁兼容试验，具有耐高压、高频、大电流信号能力，无源，不影响其他试验设备特性及功能。装置滤波范围根据电磁兼容试验所产生干扰信号特性(频率、电压等级)采用独特的电路设计，可对电磁兼容试验所产生的干扰信号进行针对性滤除。装置具有三相电压、三相电流滤波功能，各滤波模块集成于同一设备中，装置独立于其他测试设备，易接入。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型针对电磁兼容试验中产生的干扰信号设计，滤波效果好，使用方便，可广泛用于各种电子产品电磁兼容试验中；

2、本实用新型将电压电流滤波模块集成于同一设备中，具有体积小、重量轻、成本低廉等特点；

3、本实用新型可有效降低电磁兼容干扰信号对电源侧设备的影响，防止干扰信号串扰至电源侧，避免了市电污染问题；

4、本实用新型使得普通的程控标准源也能够作为测试电源，而不需要使用昂贵的电磁兼容专用测试电源，在满足电磁兼容试验检测项目要求的同时，大大降低设备成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定；

图1是本申请中电磁兼容滤波装置应用原理示意图；

图2是本申请中三相电压滤波模块电路示意图；

图3是本申请中A相电流滤波模块电路示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种应用于电磁兼容试验中的滤波装置，解决了现有的滤波器不能对干扰信号进行有效滤除的技术问题，实现了能有效地滤除干扰信号，降低对电源侧设备的影响的技术效果。

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图1-图3，本申请提供了一种应用于电磁兼容试验中的滤波装置，所述装置包括：

三相电压滤波模块、三相电流滤波模块、电压输入端和输出端、电流输入端和输出端；三相电压滤波模块一端与电压输入端连接，三相电压滤波模块另一端与电压输出端连接；三相电流滤波模块一端与电流输入端连接，三相电流滤波模块另一端与电流输出端连接。

三相电压模块元器件连接关系如下：以A相为例，电压输入端UA与空心磁珠(L1-L5)1端相连，高压电容C1与压敏电阻R1并联后一端接至空心磁珠(L1-L5)1端，另一端接地；空心磁珠(L1-L5)2端接共模电感(L)1端，穿心电容(C5)1端接空心磁珠(L1-L5)2端，另一端接地；共模电感(L)2端接空心磁珠(L21-L25)1端，穿心电容(C9)1端与空心磁珠(L21-L25)1端连接，另一端接地；空心磁珠(L21-L25)2端接电压输出端。B、C、N相接线方式与A相同。

三相电流模块元器件连接关系如下：以A相为例，电流输入端IA+与空心磁珠(L1-L5)1端相连，高压电容C1与压敏电阻R1并联后一端接至空心磁珠(L1-L5)1端，另一端接地，反向电流输出端IA-与空心磁珠(L1-L5)1端相连，高压电容C2与压敏电阻R2并联后一端接至空心磁珠(L6-L10)1端，另一端接地；空心磁珠(L1-L5)2端接共模电感(L)1端，穿心电容(C3)1端接空心磁珠(L1-L5)2端，另一端接地，空心磁珠(L6-L10)2端接共模电感(L)2端，穿心电容(C4)1端接空心磁珠(L6-L10)2端，另一端接地；电容X1连接在共模电感(L)1、2端之间，电容Y1、Y2串联后连接至共模电感(L)1、2端之间；共模电感(L)4端接空心磁珠(L11-L15)1端，穿心电容(C5)1端与空心磁珠(L11-L15)1端连接，另一端接地，共模电感(L)3端接空心磁珠(L16-L20)1端，穿心电容(C6)1端与空心磁珠(L16-L20)1端连接，另一端接地；空心磁珠(L11-L15)2端接电流输出端(IA+)，空心磁珠(L16-L20)2端接反向电流输入端(IA-)。B、C相接线方式与A相同。

其中，本申请中的应用于电磁兼容试验的滤波装置，根据电磁兼容试验所产生干扰信号特性(频率、电压等级)设计，可对干扰信号进行针对性滤除。滤波装置加装于测试电源与电磁兼容测试设备之间，将三相电压、三相电流回路上的干扰信号滤除，防止干扰信号串扰至电源侧设备，引起电源、标准设备等工作异常，同时也不影响电磁兼容试验的正常进行。

优选的，滤波装置包含三相电压、三相电流2个滤波模块，集成于同一设备中，具有体积小、质量轻的特点。在电磁兼容试验中，由电磁兼容测试设备所产生干扰信号加载在电压线路，为避免干扰信号经电压回路串扰电源侧设备，需在电源侧设备与电磁兼容测试设备间设置电压滤波。同时干扰信号可能通过受试设备作用于电流回路，从而对测试电源造成干扰，因此，需同时在电流回路设备电流滤波。

进一步的，三相电压、三相电流滤波器由多级带通滤波模块组成，滤波范围50kHz至2GHz，可有效滤除电磁兼容测试设备产生的干扰信号，保留电源输出的工频电压、电流信号。

电磁兼容滤波装置由三相电压滤波模块和三相电流滤波模块两部分组成。电磁兼容滤波装置的应用原理方框图如图1所示。

下面分别对三相电压滤波模块和三相电流滤波模块的电路参数和设计进行说明。

1、三相电压滤波模块

图2为三相电压滤波模块电路图，电压滤波网络采用EMI滤波，这样可滤除电压线上从受试设备过来的传导干扰。同时在两端穿有EMI吸收磁珠，形成差模电感，对差模干扰起到一定抑制作用。在干扰信号的进入侧，每一相线对大地跨接高压电容和压敏电阻，用来防止浪涌击穿。

R1-R4为压敏电阻，C1-4为高压电容，L1-L40为差模电感，C5-C12为穿心电容，参数为3300pF/2kV，L为共模电感。差模电感和共模电感的设计参数如下：

(1)电压共模电感绕制方法：

(a)磁芯选择：采用HP2H63*38*25C(喷涂)的磁环，将两个磁环叠在一起作为电感的磁芯；

(b)绕线方式：用0.5mm²的黄、绿、红、黑四种颜色导线并行绕制，绕22匝。绕线要求均匀，紧密。

(2)电压差模电感绕制方法：

(a)磁芯选择：采用HR6.8*15.3*4.2的磁环；

(b)绕线方式：将5个磁环串叠在一起，0.5mm²导线从中间穿过。

2、三相电流滤波模块：

三相电流滤波模块的每相电路图完全相同，仅以A相为例说明。图3为A相电流滤波模块电路图，电流滤波模块的设计原理与电压滤波网络相同。

R1-R2为压敏电阻，C1-2为高压电容，L1-L20为差模电感，C3-C6为穿心电容，X1为X电容、Y1-2为Y电容，L为共模电感。差模电感和共模电感的设计参数如下：

(1)电流共模电感绕制方法:

(a)磁芯选择：将两个磁环叠在一起作为电感的磁芯；

(b)绕线方式：用4mm²的红、黑两种颜色导线绕制，两个线圈方向相反，各绕12匝。绕线要求均匀，紧密。

(2)电流差模电感绕制方法:

(a)磁芯选择：采用RH14.3*6.4*28.6黑色长筒型EMI磁环；

(b)绕线方式：3个磁环串叠在一起，4mm²导线从中间穿过。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。