一种LC滤波器电路及装置的制作方法

一种lc滤波器电路及装置
技术领域
1.本实用新型涉及电力电子领域，具体而言，涉及一种lc滤波器电路及装置。


背景技术：

2.滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。换句话说，凡是可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器。滤波器，是对波进行过滤的器件。
3.常见的滤波器电路是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。目前我国滤波器应用中lc滤波器占到50％；晶体滤波器占到20％；机械滤波器占到15％；陶瓷和声表面滤波器各占1％；其余各类滤波器共占 13％。然而目前阶段的滤波器存在一些不足之处，例如带外抑制不好，驻波比不理想等。


技术实现要素：

4.为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型实施例提供一种lc滤波器电路及装置，通过只允许输入信号中特定频率的信号通过输出，能够将频率外的信号被滤除。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供一种lc滤波器电路，其包括接线端子 xs1、接线端子xs2、接线端子xs3、电容c1、电阻r1、电阻r2、二极管 d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电感l5、电感l6、电感l8、电感l9、电感l11和电感l12；
7.接线端子sx1用于与外部输入信号相连，接线端子sx2用于电路滤波后输出信号，接线端子sx3用于外接电源；
8.电感l8、电感l4和电感l1依次串联，电感l1和电感l8的自由端均接地，电感l4和电感l8的公共端通过电感l3与接线端子sx1相连，电感l4和电感l1的公共端与二极管d1的阳极相连，二极管d1的阴极和二极管d3的阴极相连，二极管d3的阳极接地，二极管d1的阴极通过依次串联的电感l11、电阻r1和电容c1接地，电阻r1和电容c1的公共端与接线端子sx3相连，
9.电感l9、电感l5和电感l2依次串联，电感l2和电感l9的自由端均接地，电感l5和电感l9的公共端通过电感l6与接线端子sx2相连，电感l2和电感l5的公共端与二极管d2的阳极相连，二极管d2的阴极和二极管d4的阴极相连，二极管d4的阳极接地，二极管d2的阴极通过依次串联的电感l12和电阻r2后与接线端子sx3相连。
10.基于第一方面，在本实用新型的一些实施例中，电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电感l5、电感l6、电感l8和电感l9均为共模电感。
11.在本实用新型的一些实施例中，电感l1、电感l2、电感l3、电感 l4、电感l5、电感l6、电感l8和电感l9均为差模电感。
12.在本实用新型的一些实施例中，电容c1为穿心电容。
13.在本实用新型的一些实施例中，还包括穿心电容c2，穿心电容c2一端与电感l3相连，另一端和接线端子xs1相连。
14.在本实用新型的一些实施例中，还包括电容c3，电容c3一端与电感 l6相连，另一端和接线端子xs2相连。
15.在本实用新型的一些实施例中，还包括磁珠fb1，磁珠fb1一端与电感l3相连，另一端和接线端子xs1相连。
16.在本实用新型的一些实施例中，还包括磁珠fb2，磁珠fb2一端与电阻r1和电阻r2的公共端相连，另一端和接线端子xs3相连。
17.在本实用新型的一些实施例中，还包括熔断器f1，熔断器f1一端与电阻r1和电阻r2的公共端相连，另一端和接线端子xs3相连。
18.第二方面，本技术实施例提供一种lc滤波器装置，其包括壳体和lc 滤波器电路，lc滤波器电路设于壳体内，壳体外壁设有分别与接线端子 xs1、接线端子xs2和接线端子xs3相连的出线口。
19.相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：
20.在交流电路中，电感的感抗值与交流电的频率成正比，也与电感自身的电感值成正比，所以电感具有通低频，阻高频的作用。即通过对电感线圈的调节可以控制滤波器的带外抑制及端口驻波。对于需要截止的高频，利用电容吸收、电感阻碍的方法不使它通过，对于需要的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点使它通过。把伴有许多干扰信号的直流电通过lc 滤波器电路，交流干扰信号大部分将被电感阻止吸收变成磁感和热能，剩下的大部分被电容旁路到地，这就可以起到抑制干扰信号的作用，从而能在输出端得到比较纯净的直流电流。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为本实用新型一种lc滤波器电路一实施例电路结构示意图；
23.图2为本实用新型一种lc滤波器电路一实施例电路结构示意图；
24.图3为本实用新型一种lc滤波器电路一实施例电路结构示意图；
25.图4为本实用新型一种lc滤波器电路一实施例电路结构示意图；
26.图5为本实用新型一种lc滤波器电路一实施例电路结构示意图；
27.图6为本实用新型一种lc滤波器电路一实施例电路结构示意图。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
33.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.实施例
35.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
36.请参照图1，本实用新型实施例提供一种lc滤波器电路及装置，其包括接线端子xs1、接线端子xs2、接线端子xs3、电容c1、电阻r1、电阻 r2、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电感l5、电感l6、电感l8、电感l9、电感l11和电感l12。
37.接线端子sx1用于与外部输入信号相连，接线端子sx2用于电路滤波后输出信号，接线端子sx3用于外接电源；
38.电感l8、电感l4和电感l1依次串联，电感l1和电感l8的自由端均接地，电感l4和电感l8的公共端通过电感l3与接线端子sx1相连，电感l4和电感l1的公共端与二极管d1的阳极相连，二极管d1的阴极和二极管d3的阴极相连，二极管d3的阳极接地，二极管d1的阴极通过依次串联的电感l11、电阻r1和电容c1接地，电阻r1和电容c1的公共端与接线端子sx3相连；
39.电感l9、电感l5和电感l2依次串联，电感l2和电感l9的自由端均接地，电感l5和电感l9的公共端通过电感l6与接线端子sx2相连，电感l2和电感l5的公共端与二极管d2的阳
极相连，二极管d2的阴极和二极管d4的阴极相连，二极管d4的阳极接地，二极管d2的阴极通过依次串联的电感l12和电阻r2后与接线端子sx3相连。
40.上述实施例中，对于需要截止的高频，利用电容吸收、电感阻碍的方法不使它通过，对于需要的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点使它通过。把伴有许多干扰信号的直流电通过lc滤波器电路，交流干扰信号大部分将被电感阻止吸收变成磁感和热能，剩下的大部分被电容旁路到地，这就可以起到抑制干扰信号的作用，从而能在输出端得到比较纯净的直流电流。接线端子sx3用于外接电源，从而为整个电路的运行进行供电。
41.请参照图1，在本实用新型的一些实施例中，电感l1、电感l2、电感 l3、电感l4、电感l5、电感l6、电感l8和电感l9均为共模电感。
42.上述实施例中，共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。因此通过将电感l1、电感 l2、电感l3、电感l4、电感l5、电感l6、电感l8和电感l9均设置为共模电感，可以能够有效的抑制输入信号中的抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。
43.请参照图1，在本实用新型的一些实施例中，电感l1、电感l2、电感 l3、电感l4、电感l5、电感l6、电感l8和电感l9均为差模电感。
44.上述实施例中，在大电流应用情况下，通过将电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电感l5、电感l6、电感l8和电感l9均设置为差模电感，可以能够有效的抑制输入信号中的抑制差模干扰信号。
45.请参照图1，在本实用新型的一些实施例中，电容c1为穿心电容。
46.上述实施例中，当要滤除的噪声频率确定时，可以通过调整电容c1 的容量，使谐振点刚好落在骚扰频率上。要滤除的电磁噪声频率比较高的时候，特别是高达数百mhz以上的时候，利用普通电容将不能很好的滤除掉这些高频噪声。然而电容c1为穿心电容时，不仅没有引线电感造成电容c1的谐振频率过低的问题，而且穿心电容c1可以直接安装在金属面板上，利用金属面板起到高频隔离的作用。
47.请参照图2，在本实用新型的一些实施例中，还包括穿心电容c2，穿心电容c2一端与电感l3相连，另一端和接线端子xs1相连。
48.上述实施例中，通过穿心电容c2作为旁路电容，可以使得高频滤波效果很好。将可以将输入信号的高频杂波进行很好的滤除，整体提高后级滤波电路的滤波质量和效率。因为穿心电容c2具有非常小的寄生电流，旁路阻抗非常小，并且由于采用隔离安装方式，还可以消除了输入输出之间的高频耦合。
49.请参照图3，在本实用新型的一些实施例中，还包括电容c3，电容c3 一端与电感l6相连，另一端和接线端子xs2相连。
50.上述实施例中，通过在lc滤波器输出端设置电容c3作为去耦电容，可以避免电流的突变而使得电压下降，起到了滤除纹波的作用，同时也可以降低后级电路元件耦合到lc滤波器的噪声，间接可以减少其他元件受此元件噪声的影响。
51.请参照图4，在本实用新型的一些实施例中，还包括磁珠fb1，磁珠 fb1一端与电感l3相连，另一端和接线端子xs1相连。
52.上述实施例中，磁珠fb1在高频时呈现电阻性，相当于品质因数很低的电感器，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高高频滤波效能。在低频段，磁珠fb1的阻抗由电感的感抗构成，低频时阻抗很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，感抗起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制。在高频段，磁珠fb1的阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致磁珠fb1的电感的电感量减小，感抗成分减小。但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致磁珠fb1总的阻抗增加，当高频信号通过磁珠fb1时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。从而，上述磁珠fb1可以抑制lc滤波器输入端的高频干扰和尖峰干扰，同时也能吸收静电放电脉冲干扰。
53.请参照图5，在本实用新型的一些实施例中，还包括磁珠fb2，磁珠 fb2一端与电阻r1和电阻r2的公共端相连，另一端和接线端子xs3相连。
54.上述实施例中，通过磁珠fb2可以抑制外接电源通过接线端子sx3传入的高频噪声，还可以吸收静电放电脉冲干扰，从而可以进一步优化lc 滤波器的滤波性能。
55.请参照图6，在本实用新型的一些实施例中，还包括熔断器f1，熔断器f1一端与电阻r1和电阻r2的公共端相连，另一端和接线端子xs3相连。
56.上述实施例中，熔断器f1能对后级电路能起到很好的过电流保护作用。当电路发生故障或者异常时，伴随着电流不断升高，并且升高到的电流有可能损坏电路中的一些重要器件或者贵重器件，有可能烧毁电路甚至造成火灾，这时候熔断器f1就会以本身产生的热量使熔体熔断，从而起到保护电路的作用。
57.请参照图1-6，在本实用新型的一些实施例中，lc滤波器装置包括壳体和lc滤波器电路，lc滤波器电路设于壳体内，壳体外壁设有分别与接线端子xs1、接线端子xs2和接线端子xs3相连的出线口。
58.上述实施例中，通过将lc滤波器电路封装到壳体内，做成lc滤波器装置，使得滤波器电路使用起来方便简洁。
59.综上，本实用新型的实施例提供一种lc滤波器电路及装置，通过对电感线圈的调节可以控制滤波器的带外抑制及端口驻波。对于需要截止的高频，利用电容吸收、电感阻碍的方法不使它通过，对于需要的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点使它通过。把伴有许多干扰信号的直流电通过lc滤波器电路，交流干扰信号大部分将被电感阻止吸收变成磁感和热能，剩下的大部分被电容旁路到地，这就可以起到抑制干扰信号的作用，从而能在输出端得到比较纯净的直流电流。
60.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
61.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。