一种自适应电磁干扰滤波器的制作方法

本实用新型涉及抗电磁干扰领域，特别是涉及一种自适应电磁干扰滤波器。

背景技术：

逆变电源产生的电磁干扰，困扰着所有的电子设备。通常在设备电源输入端设置电磁干扰(electron-magneticinterference,emi)滤波器来消除干扰。

传统的emi滤波器由电容和电感组成，当应用于大电流高电压时，存在无法克服的体积大和重量重的问题。例如，北京理工大学国家车辆实验室研制的ev(电驱)系统的全套emi滤波器，也因为存在体积大、重量重的弊病，无法应用到家用电动汽车中。因此，现在市场非常需要一种能够应用在大电流、高电压场合中的体积小、重量轻的电磁干扰滤波器。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻的自适应电磁干扰滤波器，以应用在大电流、高电压的设备中。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种自适应电磁干扰滤波器，包括：检测卡钳、注入卡钳和信号反向电路；所述信号反向电路分别与所述检测卡钳和所述注入卡钳连接；所述检测卡钳、所述注入卡钳均套设在被测线上，且所述检测卡钳和所述注入卡钳不与被测线接触。

可选的，所述检测卡钳和所述注入卡钳并排接触设置。

可选的，所述检测卡钳和所述注入卡钳均为绕制有线圈的磁环。

可选的，所述磁环的外部设置有环形屏蔽壳；所述环形屏蔽壳上设置有高频连接器；所述线圈的一端与所述高频连接器连接。

可选的，所述自适应电磁干扰滤波器，还包括：功率驱动电路，所述功率驱动电路分别与所述信号反向电路和所述注入卡钳连接；所述被测线上的电磁干扰电流由所述检测卡钳对应的一端流向所述注入卡钳对应的一端。

可选的，所述自适应电磁干扰滤波器，还包括：互感器，所述互感器分别与所述信号反向电路和所述功率驱动电路连接，所述互感器套设在所述被测线上，且与所述被测线不接触。

可选的，所述自适应电磁干扰滤波器，还包括：整流桥稳压器，所述整流桥稳压器分别与所述互感器、所述功率驱动电路和所述信号反向电路连接。

可选的，所述信号反向电路为超高速运算放大器。

可选的，所述功率驱动电路为两级最大带宽为400mhz的运算放大器组成。

可选的，所述绕制有线圈的磁环由超微晶磁芯和低磁导率磁芯组成，所述超微晶磁芯和所述低磁导率磁芯的形状均为环形，所述超微晶磁芯套在所述低磁导率磁芯的外圈。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：设置检测卡钳获取被测线上的电磁干扰信号，通过信号反向电路将获取的电磁干扰信号处理后，在被测线上得到一个与被测线上原始电磁干扰信号的幅度相等、相位相反的反向电磁干扰信号，将反向电磁干扰信号传输到注入卡钳实现与原始电磁干扰信号的对消。本实用新型通过设置检测卡钳、注入卡钳和信号反向电路即可消除电磁干扰，相比于现有的由电容和电感组成的电磁干扰滤波器，体积小、重量轻，便于应用在大电流、高电压的设备中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例自适应电磁干扰滤波器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例自适应电磁干扰滤波器中的检测卡钳结构示意图；

图3为本实用新型实施例自适应电磁干扰滤波器中的超高速运算放大器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例自适应电磁干扰滤波器中的超高速运算放大器的增益和rf的折线图；

图5为本实用新型实施例自适应电磁干扰滤波器中的功率驱动电路的结构示意图；

图6为本实用新型实施例自适应电磁干扰滤波器中的检测卡钳工作原理图。

符号说明：1-检测卡钳、2-注入卡钳、3-信号反向电路、4-功率驱动电路、5-互感器、6-整流桥稳压器、7-线圈、8-磁环、9-环形屏蔽壳、10-填料、11-高频连接器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种自适应电磁干扰滤波器，因为所述自适应干扰滤波器的体积小、重量轻，所以可以应用在大电流、高电压的设备中

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例中的自适应电磁干扰滤波器，包括：检测卡钳1、注入卡钳2和信号反向电路3；所述信号反向电路3分别与所述检测卡钳1和所述注入卡钳2连接；所述检测卡钳1、所述注入卡钳2均套设在被测线上，且与所述被测线不接触。

所述信号反向电路3，可以将获取的电磁干扰信号处理后，在被测线上得到一个与被测线上原始电磁干扰信号幅度相等、相位相反的反向电磁信号。可以通过信号反向电路3的增益进行补偿来弥补不同频率下所述检测卡钳1和所述注入卡钳2的电磁信号转换能力不仅是衰减的而且是不平衡的这个缺陷。

作为一种可选的实施方式，所述检测卡钳1和所述注入卡钳2并排接触设置。

作为一种可选的实施方式，所述检测卡钳1和所述注入卡钳2均为绕制有线圈7的磁环8。如图2所示，所述磁环8的外部设置有环形屏蔽壳9；所述线圈7的一端延伸至所述环形屏蔽壳9的外部；所述环形屏蔽壳9和所述磁环8之间由填料10填充；所述填料10是绝缘材质；所述填料10用于固定所述磁环8的位置，防止磁环8晃动；所述环形屏蔽壳9上设置有高频连接器11，所述线圈7通过所述高频连接器11与所述信号反向电路3连接。

作为一种可选的实施方式，所述自适应电磁干扰滤波器，还包括功率驱动电路4；所述功率驱动电路4分别与所述信号反向电路3和所述注入卡钳2连接；所述被测线上的电流由所述检测卡钳1对应的一端流向所述注入卡钳2对应的一端，所述功率驱动电路4驱动注入卡钳2执行对消功能。

作为一种可选的实施方式，所述自适应电磁干扰滤波器，还包括：互感器5，所述互感器5分别与所述信号反向电路3和所述功率驱动电路4连接，所述互感器5套设在所述被测线上，且与所述被测线不接触；所述互感器5从被测线上提取耦合电流为所述信号反向放大电路和所述功率驱动电路4提供电源。

作为一种可选的实施方式，所述互感器5为所述非接触互感器。

作为一种可选的实施方式，所述自适应电磁干扰滤波器，还包括：整流桥稳压器6，所述整流桥稳压器6分别与所述互感器5、所述功率驱动电路4和所述信号反向电路3连接，所述整流稳压桥对所述耦合电流进行处理得到直流电压，为所述信号反向放大电路和所述功率驱动电路4提供合适的电源。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，所述信号反向电路3为超高速运算放大器。通过设置反馈电阻rf的大小来调整超高速运算放大器的增益，超高速运算放大器的输入阻抗rin要与检测卡钳1的输出阻抗50ω匹配，而rin存在rin＝rt||rg，所以rg确定之后，超高速运算放大器的增益和频率响应主要由rf决定。如图4所示，横坐标为超高速运算放大器的增益，纵坐标为rf的阻值大小，rf由200ω-500ω调整时，增益响应为4-10倍。据此，可以根据检测卡钳1和注入卡钳2的插入损耗特性，确定一个理想的折中或平均值，作为固定补偿的rf值，实现固定补偿的功能。

由于干扰信号是随机的，只针对某个频率的增益调整，难以实现好的效果，所以实现固定补偿的方法具体包括：在传输导线输入端输入一个10khz～100mhz频率范围的自动扫描信号，同时监测经注入卡钳2对消后的传输导线输出端上的剩余信号；通过调整rf不同的值，并同时观察剩余信号，当获取到的剩余信号最小时，这时的rf值为较为理想的rf值。

作为一种可选的实施方式，如图5所示，所述功率驱动电路4由两级最大带宽为400mhz的opa8461dbvt运算放大器组成。

作为一种可选的实施方式，所述绕制有线圈7的磁环8由低频特性好的超微晶磁芯和高频性号的低磁导率磁芯组成，所述超微晶磁芯和所述低磁导率磁芯的形状均为环形，所述超微晶磁芯套在所述低磁导率磁芯外圈。所述低磁导率磁芯为锰锌磁芯或镍锌磁芯。检测卡钳1和注入卡钳2是低频和高频兼顾的电流探头，适用于10khz～100mhhz频域的自适应滤波器。

作为一种可选的实施方式，所述自适应电磁干扰滤波器，还包括pcb板，所述功率驱动电路4、所述信号反向模块和所述整流桥稳压器6均设置在所述pcb板上；所述pcb板上设置有两个高频连接器，所述pcb板上设置的高频连接器与所述环形屏蔽壳9上设置的高频连接器11通过电缆连接。

本实施例中的高频连接器可以为bnc插座或者sma插座。

检测卡钳通过卡钳内的电磁耦合和频域区别,将高于电力传输频率的电磁干扰提取出来，然后通过所述信号反向电路，将提取的电磁干扰信号处理后，在被测线上得到一个与被测线上原始电磁干扰信号的幅度相等、相位相反的反向对消信号，注入卡钳通过电磁耦合将对消信号与电力传输线上携带的电磁干扰信号进行对消。

本实用新型通过设置检测卡钳、注入卡钳和信号反向电路即可消除电磁干扰，相比于现有的由电容和电感组成的电磁干扰滤波器，体积小、重量轻，便于应用在大电流、高电压的设备中。

如图6所示为检测卡钳的工作原理：为了提高对消的效果，要求尽量获取最大的干扰电压en，同时要求接收机输入电阻的电压es尽量接近en，显然ip越大效果越好；同时要求不同输入频率时的es响应曲线尽量平坦，注入卡钳和检测卡钳的工作原理类似，但这时次级线圈是原级线圈，传输线是次级线圈，要求耦合到传输线上的对消电压等于或接近ni，达到对消的目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。