防护滤波电路的制作方法

本申请涉及滤波电路技术领域，特别涉及一种防护滤波电路。

背景技术：

随着科技的发展，各种工业自动化控制系统中需要用到越来越多的可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)和分散控制系统(distributedcontrolsystem，dcs)控制设备，而向plc和dcs进行供电的电源适配器起到了十分重要的作用，电源适配器主要用于保证电源口的电磁兼容性。

然而，目前的电源适配器上的防护滤波性能参差不一，实际应用现场电磁环境恶劣，出于成本考虑客户选型的适配器防护滤波性能差，在实际应用过程中经常受到电磁干扰，严重影响自动化系统的正常工作，经常会导致自动化系统控制机器做出错误的动作，显示及监测异常，采集数据不准确，甚至出现停机等异常现象。同时，工业自动化设备的电磁干扰会通过电源线传导发射及辐射发射，影响其他设备的正常工作。

因此，亟需一种设备侧的防护滤波电路，解决电源口的电磁发射及抗干扰的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种防护滤波电路，用于解决电源口的电磁发射及抗干扰的问题。

为实现上述目的，本申请提供一种防护滤波电路，包括：

第一防护单元、第一滤波单元、合流单元、第二滤波单元和第二防护单元；

所述第一滤波单元连接于所述第一防护单元和所述合流单元之间；所述第一防护单元接入两路相同的电源，将所述两路电源的电流分成三个电流，并对所述三个电流分别进行防护；其中，所述三个电流包括：来自于所述两路电源中的每一路电源的正极电流、以及所述两路电源共同的负极电流；所述第一滤波单元将所述第一防护单元进行防护后的电流进行滤波处理；所述合流单元用于将所述第一滤波单元进行滤波后的两路所述正极电流进行合流；

所述第二滤波单元连接于所述合流单元和所述第二防护单元之间；所述第二滤波单元和所述第二防护单元对所述合流单元合流后的两路所述正极电流和所述负极电流进行再次滤波以及防护处理。

可选的，所述第一防护单元，包括：

第一连接器、第二连接器、第一保险管、第二保险管、第三保险管、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四压敏电阻和第五压敏电阻；

所述第一连接器的接收端连接于第一电源；所述第一连接器的正输出端连接于所述第一保险管；所述第一压敏电阻和所述第一电容器的连接点接地；且所述第一压敏电阻和所述第一电容器分别连接于所述第一保险管；所述第四压敏电阻连接于所述第一保险管和第二保险管之间；

所述第二连接器的接收端连接于第二电源；所述第一连接器的正输出端连接于所述第三保险管；所述第三压敏电阻和所述第三电容器的连接点接地；且所述第三压敏电阻和所述第三电容器分别连接于所述第三保险管；

所述第二压敏电阻和所述第二电容器的连接点接地；且所述第二压敏电阻和所述第二电容器分别连接于所述第二保险管的一端；所述第二保险管的另一端接入所述第一连接器的负输出端和所述第二连接器的负输出端的连接点；所述第五压敏电阻连接于所述第二保险管和所述第三保险管之间；

其中，所述第一电源和所述第二电源相同，通过所述第一连接器和所述第二连接器形成了两路电源中每一路电源的正极电流和两路电源共用的负极电流。

可选的，所述第一滤波单元，包括：

第一磁珠、第二磁珠、第三磁珠、第一屏蔽差模电感、第二屏蔽差模电感和第三屏蔽差模电感；

所述第一磁珠和所述第一屏蔽差模电感的连接支路连接于所述第一保险管和所述合流单元之间；

所述第二磁珠和所述第二屏蔽差模电感的连接支路连接于所述第二保险管和所述合流单元之间；

所述第三磁珠和所述第三屏蔽差模电感的连接支路连接于所述第三保险管和所述合流单元之间。

可选的，所述合流单元，包括：

合流二极管，第四电容器、第五电容器、第六电容器；

所述第四电容器和所述第五电容器的连接支路连接于所述第一屏蔽差模电感和所述第三屏蔽差模电感之间，且所述第四电容器和所述第五电容器的连接点分别连接于所述第二屏蔽差模电感和所述第六电容器的一端；

所述第六电容器的另一端连接于所述合流二级管的输出端；所述第四电容器连接于所述合流二极管的第一输入端；所述第五电容器连接于所述合流二极管的第二输入端；

其中，所述合流二极管将所述第一滤波单元进行滤波后的两路所述正极电流合路为一路正极电流。

可选的，所述合流单元，还包括：

第七电容器、第八电容器，第一电阻，第二电阻；

所述第七电容器和所述第一电阻的连接支路连接于所述合流二极管的第一输入端和所述合流二极管的输出端之间；

所述第八电容器和所述第二电阻的连接支路连接于所述合流二极管的第二输入端和所述合流二极管的输出端之间。

可选的，所述第二滤波单元，包括共模电感：

所述共模电感的第一输入端连接于所述合流二级管的输出端；

所述共模电感的第二输入端连接于所述第二屏蔽差模电感。

可选的，所述第二防护单元，包括：

第四保险管、第九电容器、第十电容器、第十一电容器和双向瞬态抑制二极管；

所述双向瞬态抑制二极管连接于所述防护滤波电路的输出端和地之间；

所述第四保险管和所述第九电容器的连接支路连接于所述共模电感的第一输出端和第二输出端之间；

所述第十电容器连接于所述第四保险管和地之间；

所述第十一电容器连接于所述共模电感和地之间。

可选的，所述第一保险管、所述第二保险管、所述第三保险管为慢熔性保险管；所述第四保险管为快熔性保险管。

由以上方案可知，本申请提供的一种防护滤波电路中，包括：第一防护单元、第一滤波单元、合流单元、第二滤波单元和第二防护单元；其中所述第一滤波单元连接于所述第一防护单元和所述合流单元之间；所述第二滤波单元连接于所述合流单元和所述第二防护单元之间；利用所述第一防护单元接入两路相同的电源，将所述两路电源的电流分成三个电流，并对三个电流分别进行防护；其中，所述三个电流包括：来自于所述两路电源中的每一路电源的正极电流、以及所述两路电源共同的负极电流；然后，通过所述第一滤波单元将所述第一防护单元进行防护后的电流进行滤波处理；并利用所述合流单元将所述第一滤波单元进行滤波后的两路所述正极电流进行合流；最后，所述第二滤波单元和所述第二防护单元对所述合流单元合流后的两路所述正极电流和所述负极电流进行再次滤波以及防护处理。达到了有效解决电源口的电磁兼容发射及抗扰度问题的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种防护滤波电路的示意图；

图2为本申请另一实施例提供的一种防护滤波电路的示意图；

图3为本申请另一实施例提供的一种防护滤波电路的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意，本申请中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系，而术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请实施例提供了一种防护滤波电路，如图1所示，包括：

第一防护单元100、第一滤波单元200、合流单元300、第二滤波单元400和第二防护单元500。

其中，第一滤波单元200连接于第一防护单元100和合流单元300之间；第二滤波单元400连接于合流单元300和第二防护单元500之间。

需要说明的是，第一防护单元100在接入两路相同的电源后，将获取到两路电源的电流分成三个电流，其中，三个电流包括：来自于两路电源中的每一路电源的正极电流、以及两路电源共同的负极电流，使得两路电源可以相互冗余，并对三个电流分别进行防护；第一滤波单元200将第一防护单元100进行防护后的电流进行滤波处理；合流单元300用于将第一滤波单元200进行滤波后的两路正极电流进行合流；第二滤波单元400和第二防护单元500对合流单元300合流后的两路正极电流和负极电流进行再次滤波以及防护处理。

在本实施例的具体实现过程中，图1只是对防护滤波电路进行举例说明，在实际的应用过程中该防护滤波电路可以如图2所示，还可以将第一路电源输入的电流输入至防护滤波电路中，以及第二路电源输入的电流输入至另一个防护滤波电路中，并通过最简单基础的合路二级管将两路的电源输入的电流进行合并。需要说明的是，图2只是以两路电源以及对应的防护滤波电路进行举例说明，在实际的应用过程中可以为多路电源以及对应的的防护滤波电路，可以根据需要应用的场景，以及当时需要应用的情况进行配置，此处不做限定。

由以上方案可知，本申请提供的一种防护滤波电路中，包括：第一防护单元100、第一滤波单元200、合流单元300、第二滤波单元400和第二防护单元500；其中所述第一滤波单元200连接于所述第一防护单元100和所述合流单元300之间；所述第二滤波单元400连接于所述合流单元300和所述第二防护单元500之间；利用所述第一防护单元100在接入两路相同的电源后，将所述两路电源的电流分成三个电流，并对三个电流分别进行防护其中，所述三个电流包括：来自于所述两路电源中的每一路电源的正极电流、以及所述两路电源共同的负极电流；然后通过所述第一滤波单元200将所述第一防护单元100进行防护后的电流进行滤波处理；并利用所述合流单元300将所述第一滤波单元200进行滤波后的两路正极电流进行合流；最后，所述第二滤波单元400和所述第二防护单元500对所述合流单元300合流后的两路所述正极电流和所述负极电流进行再次滤波以及防护处理。达到了有效解决电源口的电磁兼容发射及抗扰度问题的目的。

可选的，本申请的另一实施例中，第一防护单元100的一种实施方式，如图3中虚线部分10所示，包括：

第一连接器j1、第二连接器j2、第一保险管f1、第二保险管f2、第三保险管f3、第一压敏电阻rv1、第二压敏电阻rv2、第三压敏电阻rv3、第一电容器c1、第二电容器c2、第三电容器c3、第四压敏电阻rv4和第五压敏电阻rv5。

其中，第一连接器j1和第二连接器j2是用来连接电源的端子连接器，用于将电源接到本申请中的防护滤波电路，j1和j2接入两路相同电源，互为冗余，使得在实际应用过程中，如果有其中一路电路出现故障时，第一防护单元100依旧可以正常工作。

需要说明的是，第一连接器j1和第二连接器j2可以根据电源电压的不同，进而选择适合电源电压的连接器；第一保险管f1、第二保险管f2和第三保险管f3同样可以根据应用场景进行选择当前最适用的保险管类型，例如，在实际应用过程中考虑熔断热大于29、电流降额75％等关键指标，就可以选用littlelfuse型号为02333.15mxp的一次性慢熔插装保险管，该保险管的额定电流为3.15a、125vac、熔断热为30.6、大小为5mm×20mm、可以在-55度～125度之间工作，既能满足短路保护功能又不会被浪涌打坏，同时可以防止压敏短路失效时，前后级的电路起火燃烧；而压敏电阻与电容器并联起到了共模防护滤波作用，例如可以采用390kd14j的共模插装压敏电阻(压敏电压为39v、最大允许使用电压31vdc、最大通流容量2000a)和插装y2安规电容(1nf、250vac)的并联电路，进行共模防护滤波，该组合可以满足浪涌共模4kv的测试等级；第四压敏电阻rv4和第五压敏电阻rv5的规格与第一压敏电阻rv1、第二压敏电阻rv2和第三压敏电阻rv3相同。

还需要说明的是，本实施例中只是将两路电源的电流分成三个电流，两路电源中的每一路电源的正极电流、以及两路电源共同的负极电流，并对三个电流分别进行防护。同理，也可以将三路电源，甚至更多的电源分成更多个电流的支路，使得电源的冗余效果更好，此处不做限定。

具体的，第一连接器j1的接收端连接于第一电源；第一连接器j1的正输出端连接于第一保险管f1；其中，第一连接器j1的正输出端输出第一电源的正极电流；第一压敏电阻rv1和第一电容器c1的连接点接地pgnd；且第一压敏电阻rv1和第一电容器c1分别连接于第一保险管f1；第四压敏电阻rv4连接于第一保险管f1和第二保险管f2之间；第二压敏电阻rv2和第二电容器c2的连接点接地pgnd；且第二压敏电阻rv2和第二电容器c2分别连接于第二保险管f2的一端；第二保险管f2的另一端接入第一连接器j1的负输出端和第二连接器j2的负输出端点连接点；第五压敏电阻rv5连接于第二保险管f2和第三保险管f3之间；第二连接器j2的接收端连接于第一电源；第二连接器j2的正输出端连接于第三保险管f3之间；其中，第二连接器j2的正输出端输出第二电源的正极电流；第三压敏电阻rv3和第三电容器c3的连接点接地pgnd；且第三压敏电阻rv3和第三电容器c3分别连接于第三保险管f3。

可选的，本申请的另一实施例中，第一滤波单元200的一种实施方式，如图3中虚线部分20所示，包括：

第一磁珠l1、第二磁珠l2、第三磁珠l3、第一屏蔽差模电感l4、第二屏蔽差模电感l5和第三屏蔽差模电感l6。

其中，第一磁珠l1、第二磁珠l2和第三磁珠l3用来抑制瞬态脉冲干扰带来的高频噪声，在实际的应用过程中可以选择六孔插装磁珠(z＝773ω±25％@100mhz；idc＝3a；-25～125℃；铁氧体材质)；第一屏蔽差模电感l4、第二屏蔽差模电感l5和第三屏蔽差模电感l6在实际应用的过程中可以选择表贴屏蔽差模电感(22uh±20％；idc＝3.37a；dcr＝0.031)；磁珠与屏蔽差模电感一同起到了共模滤波的作用。

具体的，第一磁珠l1和第一屏蔽差模电感l4的连接支路连接于第一保险管f1和合流单元300(即图中虚线部分30，后续实施例会对虚线部分30进行解释说明)之间；第二磁珠l2和第二屏蔽差模电感l5的连接支路连接于第二保险管f2和合流单元300之间；第三磁珠l3和第三屏蔽差模电感l6的连接支路连接于第三保险管f3和合流单元300之间。

可选的，本申请的另一实施例中，合流单元300的一种实施方式，如图3中虚线部分30所示，包括：

合流二极管d1、第四电容器c4、第五电容器c5和第六电容器c6。

其中，合流二极管d1在实际的应用过程中，可以采用插装双路肖特基二极管；第四电容器c4、第五电容器c5和第六电容器c6可以采用无铅插装x2安规电容，由于x2安规电容的特性，电容器在失效后，不会导致电击，不会危及人身安全，从而使得电路的安全性提高。

需要说明的是，合流二极管d1用于将第一滤波单元200进行滤波后的两路正极电流进行合并，并输出电源的原始电流大小的电流。

具体的，第四电容器c4和第五电容器c5的连接支路连接于第一屏蔽差模电感l4和第三屏蔽差模电感l6之间，且第四电容器c4和第五电容器c5的连接点分别连接于第二屏蔽差模电感l5和第六电容器c6的一端；第六电容器c6的另一端连接于合流二级管d1的输出端；第四电容器c4连接于合流二极管d1的第一输入端；第五电容器c5连接于合流二极管d1的第二输入端。

可选的，本申请的另一实施例中，合流单元300的一种实施方式，如图3中虚线部分30所示，还包括：

第七电容器c7、第八电容器c8，第一电阻r1和第二电阻r2。

需要说明的是，通过第七电容器c7、第八电容器c8，第一电阻r1和第二电阻r2组合形成的保护电路，用来吸收反向浪涌，从而进一步的保护电路。

具体的，第七电容器c7和第一电阻r1的连接支路连接于合流二极管d1的第一输入端和合流二极管d1的输出端之间；第八电容器c8和第二电阻r2的连接支路连接于合流二极管d1的第二输入端和合流二极管d1的输出端之间。第七电容器c7、第八电容器c8，第一电阻r1和第二电阻r2形成的保护电路，用来吸收反向浪涌，从而进一步的保护电路。

可选的，本申请的另一实施例中，第二滤波单元400的一种实施方式，如图3中虚线部分40所示，包括：共模电感l7。

共模电感l7的第一输入端连接于合流二级管d1的输出端；共模电感l7的第二输入端连接于第二屏蔽差模电感l5。

其中，共模电感也称作共模扼流圈，用于过滤开关电源中的共模电磁干扰信号，并同样可以起到对电磁干扰(electromagneticinterference，emi)进行滤波的作用，共模电感l7在实际的应用过程中可以选用插装共模电感，可以根据应用场景进行选择当前最适用的共模电感的型号。

可选的，本申请的另一实施例中，第二防护单元500的一种实施方式，如图3中虚线部分50所示，包括：

第四保险管f4、第九电容器c9、第十电容器c10、第十一电容器c11和双向瞬态抑制二极管d2。

其中，第四保险管f4可以选用快断型表贴一次熔断保险管(额定电流3a；额定电压125vdc)，由于慢熔保险管的反应时间慢，因此在防护电路之后放置快熔保险管可以达到防止电源短路系统掉电的目的。

需要说明的是，当双向瞬态抑制二极管d2受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏用来降低浪涌高量级测试时的残压，保护后级电路。

具体的，双向瞬态抑制二极管d2连接于防护滤波电路的输出端和地dgnd之间；第四保险管f4和第九电容器c9的连接支路连接于共模电感l7的第一输出端和第二输出端之间；第十电容器c10连接于第四保险管f4和地pgnd之间；第十一电容器c11连接于共模电感l7和地pgnd之间。

可选的，本申请的另一实施例中，可以通过选择使用慢熔性的第一保险管f1、慢熔性的第二保险管f2、慢熔性的第三保险管f3和快熔性的第四保险管f4的组合的方式，使得本电路在防护滤波的过程中，安全性得到进一步的提高。

具体的，本电路的前端电路通过采用慢熔性的保险管，不仅可以防浪涌还可以防止压敏电阻失效后起火；本电路的后端电路通过采用快熔性的保险管，起到了防止电路短路的作用。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所描述的单元及单元实施例仅仅是示意性的，其中，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可理解并实施。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。