一种高可靠性电机类产品通用滤波器的制作方法

1.本实用新型属于滤波器领域，涉及一种高可靠性电机类产品通用滤波器。


背景技术：

2.伺服电机、无刷电机及步进电机在运行中会产生大量的传导干扰信号，此类干扰是影响整个系统稳定性的主要因素。这三类电机需通过控制器来驱动其运行，控制器在设计时就需考虑整个电机控制系统的电磁兼容性，以减小系统对外的辐射骚扰及传导骚扰，同时提高系统自身的抗扰性。
3.在控制器输入端加装滤波器是常用的解决传导骚扰的措施，但是市面上通用的滤波器都是针对高频干扰信号进行抑制，对电机工作时几百hz至几十khz的干扰信号难以起到抑制作用，因此需设计电机类产品专用滤波器来抑制传导骚扰。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高可靠性电机类产品通用滤波器，可有效对滤波器负载端的传导骚扰进行抑制，同时也将电源入口端的传导骚扰抑制在输入端，可有效抑制共模干扰及差模干扰，提高整个系统的电磁兼容性。
5.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
6.一种高可靠性电机类产品通用滤波器，包括壳体和印制板；
7.印制板固定在壳体内部，印制板上印制有滤波器电路；
8.滤波器电路包括电源输入vin+、电源输出v+、电源回线输入vin-、电源回线输出v-和共模电感lc1；
9.电源输入vin+至电源输出v+之间依次连接有电阻r5的第一端、钽电容e2的正极、电容c4的第一端、共模电感lc1的第1及第3端和电容c6的第一端；电源回线输入vin-至电源回线输出v-之间依次连接有电阻r4的第一端、钽电容e1的负极、电容c3的第一端、共模电感lc1的第2及第4端和电容c5的第一端；电阻r5第二端、钽电容e2负极与电阻r4第二端、钽电容e1正极连接；电容c4第二端和电容c3第二端连接至pe端；电容c6第二端与电容c5第二端连接至pe端。
10.优选的，共模电感lc1原边前端连接有差模电感。
11.进一步，差模电感包括ln1、ln2，其中ln1设置在电源线上，ln2设置在电源回线上。
12.优选的，共模电感lc1的电感量为20～30mh。
13.优选的，印制板为四层结构，顶层和底层为信号层.顶层和底层之间设置有电源层和电源回线层。
14.优选的，壳体内设置有电感安装槽，电感安装槽内固定有共模电感，共模电感顶部设置有压板。
15.优选的，壳体顶部敞开，壳体内设置有空腔，印制板固定在空腔中，壳体顶部设置有盖板。
16.优选的，壳体采用铝合金材料制成。
17.优选的，印制板通过螺栓固定在壳体内部。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
19.本实用新型的滤波电路由电感和电容构成一个π型滤波，可有效对滤波器负载端的传导骚扰进行抑制，同时也将电源入口端的传导骚扰抑制在输入端，可有效抑制共模干扰及差模干扰，提高整个系统的电磁兼容性，无需额外增加差模电感，采用共模电感的漏感替代差模电感的作用，有效解决电机类产品ce102测试中频点超标的问题，可适应直流无刷电机、直流有刷电机、交流伺服电机、步进电机等。
附图说明
20.图1为本实用新型的滤波器结构示意图；
21.图2为本实用新型的滤波器电路示意图；
22.图3为某电机控制系统ce102测试未通过谱图；
23.图4为本实用新型的滤波器ce102测试谱图。
24.其中：1-壳体；2-盖板；3-印制板；4-电感安装槽；5-压板。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
26.如图1所示，为本实用新型所述的高可靠性电机类产品通用滤波器，包括壳体1、盖板2和印制板3。壳体1顶部敞开，壳体1内设置有空腔，印制板3通过螺栓固定在空腔中；盖板2设置在壳体1顶部，将空腔密封。壳体1内设置有电感安装槽4，电感安装槽4内通过螺栓固定有共模电感，共模电感顶部设置有压板5。
27.滤波器采取屏蔽式结构，壳体1整体选用铝合金材料，壳体1与盖板2接触式搭接，滤波器进、出线导线使用压线块固定，且导线外层的屏蔽层与壳体1实现360
°
端接，对壳体1进行化学镀镍处理，壳体1与安装板底座安装后可实现搭接，进而实现滤波器的整体接地。
28.滤波器电路组件为一块印制板3，安装于壳体1中，电源及信号线通过壳体1上的出线孔引出，并通过压线块加以固定。
29.印制板3的emc设计对整个产品的电磁兼容性显得格外重要，它是组成设备的基本单元。设计印制板时遵循以下原则：按信号的特性进行分区，以控制可能的交叉干扰；控制电路板上走线的布局，使其环路面积最小。
30.印制板3上印制有滤波器电路，印制板3为四层结构，顶层和底层为信号层.顶层和底层之间设置有电源层和电源回线层，电源层和电源回线层作为印制板3的内电层。
31.滤波器的印制板使用四层板，电源回路和地回路各占一层，使所有信号环路面积最小。通过缩短线路长度来减小线路阻抗，且能降低其天线效应，防止意外的发射或接收电磁干扰；分别布设专用的回线及分配多个回线来减少各条线中的电流，以控制感应到各条回线上的干扰电压，此次的印制板采用四层板结构，使电源和地的回流面积更小。
32.如图2所示，滤波器电路包括电源输入vin+、电源输出v+、电源回线输入vin-、电源回线输出v-和共模电感lc1，其中共模电感lc1的电感量为20～30mh。
33.电源输入vin+至电源输出v+之间依次连接有电阻r5的第一端、钽电容e2的正极、
电容c4的第一端、共模电感lc1的第1及第3端和电容c6的第一端；电源回线输入vin-至电源回线输出v-之间依次连接有电阻r4的第一端、钽电容e1的负极、电容c3的第一端、共模电感lc1的第2及第4端和电容c5的第一端；电阻r5第二端、钽电容e2负极与电阻r4第二端、钽电容e1正极连接；电容c4第二端和电容c3第二端连接至pe端；电容c6第二端与电容c5第二端连接至pe端。
34.共模电感lc1原边前端连接有差模电感。差模电感包括ln1、ln2，其中ln1设置在电源线上，ln2设置在电源回线上。此外此通用滤波器设计中可以无需额外增加差模电感，采用共模电感的漏感替代差模电感的作用。
35.电机产品工作频段较低，对于辐射发射来说一般做好屏蔽就可以通过相应的emc试验，主要是传导发射试验比较难通过，为此，针对某电机产品带现有滤波器及本发明滤波器分别进行了相应的ce102摸底试验：在24～120v电压下，滤波器带全载，负载电流4a以内运行试验。如图3所示，电机产品带现有滤波器未通过ce102。如图4所示，由测试结果可以看出，本发明滤波器完全可以使电机控制系统通过ce102测试，提高了整个系统的电磁兼容性，有利于整个系统的抗干扰能力，增强系统的可靠性和稳定性。此款滤波器具有很好的通用性，可适应直流无刷电机、直流有刷电机、交流伺服电机、步进电机等，供电电压可覆盖300vdc以内，工作电流可覆盖4a以内。
36.以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。