快速参数匹配电源滤波器组合体的制作方法

本发明涉及一种可以根据电子产品特性需要进行现场快速调整滤波器电路结构及滤波元件参数电源滤波装置，用于指导电源滤波器设计与定制，更具体地说，本发明涉及一种快速调整匹配参数的电源滤波器。

背景技术：

电子产品普遍含有电源组件，电源组件将外部供电转换电子产品内各组成部件所需的各种电压。这种电压变换时常需要经过整流、斩波、开关、振荡等变换过程，会产生电压脉冲。电压脉冲包含丰富的频谱分量，这些频谱分量沿着电源线传播到外部供电系统中，就形成了电子产品对外的电源线传导干扰，影响同一电网中的其它用电设备正常工作。如电子产品中被广泛用来dc/dc变换的开关电源模块，因体积小、效率高、工作稳定而被大量使用，但它有个突出缺点是开关电源开关功率管产生高频谐波会沿着电源线路传输，产生极强的电磁干扰(emi)，emi滤波是抑制干扰的一种有效措施。理想的滤波器能使得有用频率信号能无损通过，无用频率信号被全部抑制掉，而实际的emi滤波有一定过度带，且阻带插损也做不到无限大，在设计实际滤波器时，尽力使过渡带变窄，阻带插损变大，逼近理想滤波器。用于电源线emi滤波器实质上是一个低通滤波器，安装在电源线和开关电源之间，通常由电容器件和电感器件等组成。典型结构有由单个电容的c型、一个电容加一个电感的l形、两个电感加一个电容的t形、两个电容加一个电感的л型等。还可以由多型结构串联组成多级滤波电路，滤波级数越多则滤波器的过渡带越短，阻带的插入损耗越大，但级数越多，会使得电源越不稳定，所以恰当的设计或选择滤波器，对电子产品设计来说也是非常重要的。目前，大部份电子产品需要加装参数匹配电源滤波器才能消除电子产品内部电源组件对外的电源线传导干扰，使电子产品通过相关强制认证，从而上市销售。从相关检测机构统计结果看，电子产品一次性通过电源线传导干扰测试的比例不高，其电源滤波器电路结构和元件参数不匹配成了电子产品电源线传导干扰测试超标的主要原因。这是因为在电子产品设计之初，对电子产品的电源端频率阻抗和内部电磁环境无法准确预估，在这种无法准确预估条件下通过软件仿真设计电源滤波器，往往是不能准确的与实际电路匹配，且布置在电子产品内部电路板上的电源滤波电路容易受到空间耦合干扰而被旁路掉，从而导致滤波功能失效。通常解决电源线传导干扰测试超标的办法是在电子产品的电源输入端加装市面上销售的emi电源滤波器。这种方法也面临着很大局限，因为市面上销售的emi电源滤波器仅给出使用电压、电流和标准阻抗下的插入损耗，其电路结构和元件参数不对外公开，且采用金属外壳密闭灌胶封装，参数不可调整，同样在不知道电子产品电源输入端特性等情况下，难以选到所需要的匹配滤波器。另外一种方案就是采用分立器件临时在电子产品输入电源上焊接、组装电源滤波器的方法，这种方法也十分烦琐和危险，稍有不慎就会造成电源短路，还需要专业电源滤波器设计知识。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种简单方便、参数调整加装快速、准确可靠及使用安全的快速匹配调参电源滤波器，能快速可靠的得到用户电子产品的所需电源滤波器的电路结构和滤波元件参数，指导用户进行滤波器的设计或定制。

本发明的目的是这样实现的：一种快速参数匹配电源滤波器组合体，包括：沿长度方向排列在滤波器屏蔽盒1滤波母板上的标准化可插拔模块槽和加装在所述模块槽中的标准化插拔模块，其特征在于：滤波器屏蔽盒设有可以快速开启和闭合的屏蔽盒盖，屏蔽盒盖与盒体之间装配有电磁密封衬垫，标准化模块插槽沿长度方向排列在滤波母板上，每个插槽内、外部结构电连接完全相同；每个插槽的a插孔、d插孔分别与前一级插槽的b插孔、e插孔电连接，第一级插槽直接连接供电电源线高位线和回线，b插孔、e插孔分别与后一级插槽的a插孔、d插孔电连接，最后一级插槽直接与产品端电源线高位线和回线连接；不同种类、不同参数的滤波器标准化插拔模块形状大小相同，都能插入标准化可插拔模块槽中任意一个标准化插槽中；在每个滤波器标准化插拔模块的对角线上都设有围绕中心插头c排列的矩阵插头a、b、d、e，插头a、b、c、d、e是尺寸相同的五端口器件；在不同种类的标准化可插拔模块中，分别封装有差模电容及泄放电阻标准化电路8、共模电容标准化电路10、差模电感标准化电路12、共模电感标准化电路14、瞬态电压抑制器标准化电路16、短接器标准化电路18或不同参数的同一种标准化电路中的至少一种。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

操作简单，更换方便。本发明采用可以互换插拔的滤波器标准化插拔模块7、9、11、13、15、17，分别封装了电源滤波器中用到的各种电容值的差模电容及泄放电阻电路或共模电容标准化电路，以及不同电感量的差模电感标准化电路或共模电感标准化电路、瞬态电压抑制器的标准化电路和短接器模块的标准化电路等不同种类及不同参数器件。可以方便地直接串联在需要进行电源线传导干扰测试的电子产品外部的输入电源端线缆上，不用拆卸或破坏该被测电子产品外壳结构，只要将任意不同滤波器标准化插拔模块插入滤波器屏蔽盒1的2-6插槽中，将插槽插满就能组成电磁密封的电源滤波器，实现对电源线传导干扰滤波作用。不同种类、不同参数的器件在母版位置上可以任意互换插拔，不需要过多的专业培训，操作简单，使用方便，滤波母板上的插槽2-6之间通过线路级联接通，模块插头与插槽插孔采用1～4mm标准电连接器插拔连接，避免了逐根焊线的繁琐，便于组装。在一些超强干扰的电子产品上，还可使用两个以上本发明串联使用，达到多级滤波的功效。使用时根据需要任选取多个参数不同的标准化插拔模块插入滤波器屏蔽盒1的标准化模块插槽2-6中，如依次插入1mh电感量的差模电感标准化插拔模块11、0.47μf电容量的差模电容标准化插拔模块7、10000pf电容量共模电容标准化插拔模块9、50μh共模电感标准化插拔模块13、短接器标准化插拔模块17到标准化模块插槽2-6中。组成临时电源滤波器供电子产品测试使用，若不匹配，更换不同参数的标准化模块，如更换2mh电感量的差模电感11，或更改标准化模块在标准化模块插槽2-6中的相对位置，如交换差模电感标准化插拔模块11和差模电容标准化插拔模块7的位置，直到通过测试。

参数调整加装快速。本发明将电源滤波器中用到的各种不同种类、不同参数的滤波器件采用标准化可插拔模块槽封装，将原来的二端口、三端口、四端口器件统一封装成结构尺寸相同的五端口器件，仅仅简单拔插一次，就能快速实现不同种类和不同参数的器件参数变换，构成不同滤波特征的电源滤波器，可以快速匹配用户电子产品电源所需的滤波参数，实现快速调参的目的。

准确可靠、使用安全。本发明采用长宽不等长方体的具有防插反保护措施的滤波器标准化插拔模块结构，使滤波器标准化插拔模块插在水平旋转90°的情况下不能插入滤波器屏蔽盒1中的标准化模块槽2-6内，可以防止电路短路，但滤波器标准化插拔模块插在水平旋转180°的情况下，电路完全相同，插入滤波器屏蔽盒1中的标准化模块槽2-6内的任意插槽，可以根据客户电源端输入阻抗特性实现电容或电感在电源滤波器结构中的后置、并根据需求选择适合的电容值和电感值，实现滤波插损性能优化，使用安全。由于采用了实物电路试验验证方法验证了电源滤波器结构和参数在用户电子产品上的匹配滤波性能，比传统软件仿真更准确。

本发明的目的不是作为加装在电子产品上一并销售的电源滤波器产品，而是提供给用户一种电源滤波器设计和验证的工具。可以为用户快速找到与电子产品相匹配的电源滤波器结构和参数，方便用户根据实际测试结果设计或订购用本发明验证了的滤波结构与参数的电源滤波器。

本发明适用于电子产品各阶段对电源线传导干扰控制的滤波器结构和参数试验验证的需求。还可以用于电子产品电源线传导干扰达标测试中，对未满足要求的电子产品的整改设计和电源滤波器选型，还可以用于设计中对预定参数的电源滤波器滤波特性实际模拟验证。

附图说明

图1是本发明快速匹配调参电源滤波器的母版装置。

图2是本发明差模电容标准化插拔模块及其标准化电路原理示意图。

图3是本发明共模电容标准化插拔模块及其标准化电路原理示意图。

图4是本发明差模电感标准化插拔模块及其标准化电路原理示意图。

图5是本发明共模电感标准化插拔模块及其标准化电路原理示意图。

图6是本发明瞬态电压抑制器标准化插拔模块及其标准化电路原理示意图。

图7是本发明短接器标准化插拔模块及其标准化电路原理示意图

图中：1滤波器屏蔽盒，2-6标准化模块插槽，7差模电容标准化插拔模块，8差模电容滤波电路，9共模电容标准化插拔模块，10共模电容滤波电路，11差模滤波器标准化插拔模块，12差模电感滤波电路，13共模电感标准化插拔模块，14共模电感滤波电路，15瞬态电压抑制器标准化插拔模块，16瞬态电压抑制器电路，17短接器标准化插拔模块，18短接器电路。

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的实施例中，一种快速参数匹配电源滤波器组合体，包括：一个滤波器屏蔽盒1和多个可插入屏蔽盒1内部插槽2-6(插槽数目大于四个，小于十个比较合理，这里以五个插槽为例)中的滤波器标准化插拔模块7、9、11、13、15、17。其特征在于：金属滤波器屏蔽盒1，可以快速开启和闭合，闭合后可形成完整电磁密闭的金属腔体，隔离外界环境的电磁辐射干扰；金属滤波器屏蔽盒1内部有沿长度方向排列的标准化模块插槽，每个插槽外部结构和内部电连接完全相同；不同种类、不同参数的滤波器标准化插拔模块7、9、11、13、15、17外形尺寸相同，都能插入标准化可插拔模块槽2-6中任意一个标准化插槽；每个插槽的a插孔、d插孔分别与前一级插槽的b插孔、e插孔电连接(第一级插槽直接与供电电源线高位线和回线连接)，b插孔、e插孔分别与后一级插槽的a插孔、d插孔电连接(最后一级插槽直接与产品端电源线高位线和回线连接；在每个滤波器标准化插拔模块的对角线上都设有围绕中心插头c排列的矩阵插头a、b、d、e，插头a、b、c、d、e是尺寸相同的五端口器件，其中a、b插头的间距与a、d插头的间距不相等，模块旋转水平90°后不能插入插槽2-6，防止造成短路，但模块水平旋转180°与旋转前电路完全对称，能插入插槽2-6中；通常一个完整的电源滤波器电路结构，通常包含差模电容及泄放电阻7、共模电容9、差模电感11、共模电感13等四个组件；差模电容及泄放电阻标准化电路8，标准化共模电容电路10；差模电感标准化电路12，共模电感标准化电路14，瞬态电压抑制器标准化电路16，短接器标准化电路18，分别封装在不同种类的标准化可插拔模块7、9、11、13、15、17中；不同参数的同一种标准化电路，也分别封装在不同的标准化可插拔模块中。

滤波器标准化插拔模块可以是，差模电容类型的差模电容标准化插拔模块7，共模电容类型的共模电容标准化插拔模块9，差模电感类型的差模滤波器标准化插拔模块11，共模电感类型的共模电感标准化插拔模13，瞬态电压抑制器类型的瞬态电压抑制器标准化插拔模15，短接器类型的短接器标准化插拔模块17其中的一种或多种。

参阅图2。差模电容标准化插拔模块7是差模电容及泄放电阻的封装模块，差模电容滤波电路8是一个在a、b插头连线与d、e插头连线之间接有电容和电阻，且不连接c插头的电路，不同电容值的差模电容电路封装在不同的滤波器标准化插拔模块7中。差模电容标准化插拔模块7可以是0.47μf电容和2mω泄放电阻组合插拔模块，也可以是1μf电容和1mω泄放电阻组合插拔模块，还可以是2μf电容和500kω泄放电阻组合插拔模块。emi滤波器典型结构中，差模电容用于旁路供电回路中的差模干扰信号，它是将电容器接在供电线与供电回路之间。

参阅图3。共模电容标准化插拔模块9是标准化共模电容电路10的封装模块，标准化共模电容电路10是一个在a、b插头连线与c插头之间，以及d、e插头连线与c插头之间分别接入相同的电容的电路，不同电容值的共模电容电路封装在不同的滤波器标准化插拔模块9中，emi滤波器典型结构中，共模电容用于旁路供电回路中的共模干扰信号，它是将电容器接在供电线(含回路)与参考地之间。

参阅图4。差模电感标准化插拔模块11是差模电感滤波电路12的封装模块，差模电感滤波电路12是一个a、b插头之间，d、e插头之间分别连接相同电感，且不连接c插头的电路，不同电感量的差模电感电路封装在不同的滤波器标准化插拔模块11中。emi滤波器典型结构中，差模电感用来增大差模信号阻抗，降低差模信号传输能量，它是将电感器串接在供电回路中。

参阅图5。共模电感标准化插拔模块13是共模电感滤波电路14的封装模块，共模电感滤波电路14是一个在a、b插头与d、e插头之间连接的共模电感且不连接c插头的电路。不同电感量的共模电感滤波电路封装在不同的滤波器标准化插拔模块13中。emi滤波器典型结构中，共模电感作用是对共模电流表现为高阻抗，降低共模信号传输能量，它是由同一个磁环上由绕向相反、匝数相同的两个绕组构成，它是将共模扼流电感串接在供电回路中。

参阅图6。瞬态电压抑制器标准化插拔模块15是瞬态电压抑制器滤波电路16的封装模块，瞬态电压抑制器滤波电路16是一个在a、b插头连线与插头c之间，以及d、e插头连线与插头c之间分别接入相同的双极性瞬态抑制二极管的电路，不同导通电压和时间的特征瞬态抑制的电路封装在不同的滤波器标准化插拔模块15中。瞬态电压抑制器(transientvoltagesuppressor)简称tvs，是一种二极管形式的高效能保护器件。当tvs管的两极受到瞬态高能量冲击时，它能以纳秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高功率的浪涌脉冲，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。emi滤波器典型结构中，它能迅速消除浪涌电压干扰，旁路浪涌能量，它是将双极性tvs管接在供电线(含回路)与参考地之间。

参阅图7。短接器标准化插拔模块17是短接滤波电路18的封装模块，短接滤波电路18是一种仅分别接通a、b插头，d、e插头，且插头c空置于的a、b插头连线与d、e插头连线之间的电路，仅有一种参数，但有多个模块。短接器在本发明中的作用是在不需连接其他滤波器件时，能迅速连通滤波器母版上的电路，使整个滤波器电路连通。

在进行传导干扰测试时，根据被试电子产品电源输入端的阻抗情况，选配多个不同电路和不同参数的标准化模块依次插入快速匹配调参电源滤波器的母版插槽2-6中，直至插槽插满，即可构成临时滤波器，用于电子产品能否通过传导干扰测试，若测试结果不能达标，则更换不同电路或参数标准化模块，直到找出满意的电路结构和参数值，实现与用户电子产品电源较好匹配滤波效果，并根据找出的滤波器结构和参数，指导设计加工或订制采用本发明实际验证得到电路结构和参数的电源滤波器。