用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路

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用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电磁兼容（EMC，electromagnetic compatibility）滤波装置，特别涉及一种用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路。\n背景技术\n[0002] 直流电机不仅广泛应用于家电产品上，在工矿企业也经常见到它的踪影。由于直流电机特殊的工作原理和结构特性，决定了它是系统中电磁干扰产生的一个重要来源。其产生电磁干扰的原因主要有两点：一是换向片火花问题，二是对前置整流电路产生的反电势暂态现象。如不进行EMC防护处理，绝大部分直流电机无法通过各国关于EMC强制认证的限值标准，其中以出口欧美日等发达国家和地区的产品尤其得到重点关注。\n[0003] EMC滤波器设计虽有理论基础，但在实际设计中因具体情况复杂，很难简单套用。\n不同规格的直流电机由于产品参数不同、结构工艺差异等等因素，其产生电磁干扰的频段、强度以及电磁干扰信号的成分（共模干扰、差模干扰）各不相同，再加上内阻抗频率特性也各不相同，这就要求对于直流电机的EMC滤波器设计必须综合考虑加个性化的设计，这样才能真正找到最佳的解决方案。\n[0004] 目前行业内大多采用在电机内外加装分立的电容、电感等滤波器件，这种方法大多只能满足较低要求的EMC标准，而且随着安装器件数量增多安装难度增加，浪费大量人工，生产效率大受影响；也有用组装于PCB板上的滤波电路，能提高一些滤波性能，但是PCB板上的滤波电路多为LC滤波电路，但遇到更高EMC要求(如CISPR-25 Level5)也很难满足，大多只能是客户让步接受。\n发明内容\n[0005] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路，可抑制差模和共模电磁干扰信号，提高滤波性能。\n[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：\n[0007] 一种用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路，该PCB板滤波电路包括与供电电源连接的正、负输入端以及与微电机连接的正、负输出端，该PCB板滤波电路还包括抑制差模电磁干扰信号的第一滤波电容C1和抑制共模电磁干扰信号的滤波单元；该第一滤波电容C1和滤波单元依次并联于该正、负输入端与正、负输出端之间。\n[0008] 作为优选方案，所述滤波单元包括第一一级π型滤波电路和第二一级π型滤波电路；该第一一级π型滤波电路包括电感L1和并联在该电感L1两端的电容C11和电容C12，该电容C11和电容C12的公共端为接地端，且所述电感L1与电容C11的连接端还用于连接所述正输入端，所述电感L1与电容C12的连接端还用于连接所述正输出端；该第二一级π型滤波电路包括电感L2和并联在该电感L2两端的电容C21和电容C22，该电容C21和电容C22的公共端为接地端，且所述电感L2与电容C21的连接端还用于连接所述负输入端，所述电感L2与电容C22的连接端还用于连接所述负输出端。\n[0009] 作为优选方案，所述滤波单元包括第一二级π型滤波电路和第二二级π型滤波电路，该第一二级π型滤波电路包括串联连接的电感L1和电感L3以及分别并联在该电感L1和电感L3两端的电容C11、电容C12和电容C31，该电容C11、电容C12和电容C31的公共端为接地端，且所述电感L1与电容C11的连接端还用于连接所述正输入端，所述电感L3与电容C31的连接端还用于连接所述正输出端；该第二二级π型滤波电路包括串联连接的电感L2和电感L4以及分别并联在该电感L2和电感L4两端的电容C21、电容C22和电容C41，该电容C21、电容C22和电容C41的公共端为接地端，且所述电感L2与电容C21的连接端还用于连接所述负输入端，所述电感L4与电容C41的连接端还用于连接所述负输出端。\n[0010] 作为优选方案，所述接地端通过接地端口与所述微电机的接地柱电性连接，且所述接地端的接地端口至少设有两个。\n[0011] 作为优选方案，所述第一二级π型滤波电路还包括电容C32，该电容C32并联连接电容C31；所述第二二级π型滤波电路还包括电容C42，该电容C42并联连接电容C41。\n[0012] 作为优选方案，所述PCB板滤波电路还包括第二滤波电容C2，该第二滤波电容C2与第一滤波电容C1并联连接。\n[0013] 作为优选方案，所述PCB板滤波电路还包括压敏电阻R，该压敏电阻R并联连接在该正、负输入端与第一滤波电容C1之间。\n[0014] 本发明达到的技术效果如下：\n[0015] 1、本发明用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路，采用多单元共模抑制和差模抑制复合电路，可有效的抑制差模和共模电磁干扰。\n[0016] 2、本发明用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路设有多个接地端口，提高滤波性能。\n[0017] 3、本发明用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路中并联连接压敏电阻R，可过滤掉较高的滤波电压，减少换向片火花问题的发生。\n附图说明\n[0018] 图1为本发明用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路的方块图；\n[0019] 图2为本发明滤波电路的原理图一；\n[0020] 图3为本发明滤波电路的原理图二；\n[0021] 图4为本发明用于微电机多点接地宽频EMC的PCB板滤波电路的组成结构图；\n[0022] 图5为本发明PCB板滤波电路的实施例一；\n[0023] 图6为本发明PCB板滤波电路的实施例二；\n[0024] 图7为本发明PCB板滤波电路的实施例三；\n[0025] 图8为滤波性能曲线对比图。\n[0026] 【符号说明】\n[0027] 1供电电源\n[0028] 2微电机\n[0029] 21接地柱\n[0030] 22微电机的正电源接线柱\n[0031] 23微电机的负电源接线柱\n[0032] 3 PCB滤波电路\n[0033] 31第一滤波电容C1\n[0034] 32滤波单元\n[0035] 33正输入端\n[0036] 34负输入端\n[0037] 35正输出端\n[0038] 36负输出端\n[0039] 37接地端口。\n具体实施方式\n[0040] 如图1和图4所示，本发明PCB板滤波电路3包括与供电电源1电性连接正输入端33和负输入端34、以及与微电机2的正电源接线柱22电性连接的正输出端35、与负电源接线柱\n23电性连接的负输出端36、抑制差模电磁干扰信号的第一滤波电容C1 31以及抑制共模电磁干扰信号的滤波单元32，第一滤波电容C1 31以及滤波单元32依次并联于正输入端33、负输入端34与正输出端35、负输出端35之间。且PCB板滤波电路3安装于微电机2的端盖上。\n[0041] 滤波单元32包括两个至少一级π型滤波电路。如图2所示，滤波单元32包括第一一级π型滤波电路和第二一级π型滤波电路。该第一一级π型滤波电路包括电感L1和并联在该电感L1两端的电容C11和电容C12，该电容C11和电容C12的公共端为接地端，且所述电感L1与电容C11的连接端还用于连接正输入端33，所述电感L1与电容C12的连接端还用于连接正输出端35。\n[0042] 该第二一级π型滤波电路包括电感L2和并联在该电感L2两端的电容C21和电容C22，该电容C21和电容C22的公共端为接地端，且所述电感L2与电容C21的连接端还用于连接负输入端34，所述电感L2与电容C22的连接端还用于连接负输出端36。\n[0043] 如图3所示，滤波单元32包括第一二级π型滤波电路和第二二级π型滤波电路。该第一二级π型滤波电路包括串联连接的电感L1和电感L3以及分别并联在该电感L1和电感L3两端的电容C11、电容C12和电容C31，该电容C11、电容C12和电容C31的公共端为接地端，且所述电感L1与电容C11的连接端还用于连接正输入端33，所述电感L3与电容C31的连接端还用于连接正输出端35。\n[0044] 该第二二级π型滤波电路包括串联连接的电感L2和电感L4以及分别并联在该电感L2和电感L4两端的电容C21、电容C22和电容C41，该电容C21、电容C22和电容C41的公共端为接地端，且所述电感L2与电容C21的连接端还用于连接负输入端34，所述电感L4与电容C41的连接端还用于连接负输出端36。\n[0045] 所述接地端通过接地端口37与微电机2外壳上的接地柱21电性连接，且接地端口\n37至少设有两个。如图8所示，曲线1为未安装滤波电路的滤波曲线，曲线2为滤波电路的接地端口为1个时的滤波曲线，曲线3为滤波电路的接地端口为4个时的滤波曲线，从图8中可以看出接地端口为4个的滤波电路的滤波性能明显优于接地端口为1个的滤波电路。当然，根据实际生产的需要，还可以设置2个接地端口（如图6所示）、3个接地端口（图中未示出）或\n4个接地端口（如图5和图7所示），但并不限于此。且微电机2的外壳上需要预留4个接地柱21（如图4所示）。\n[0046] 根据传输过程中差模干扰信号的强弱，可在第一滤波电容C1 31上并联连接第二滤波电容，从而改变差模滤波电容的大小，有效的抑制差模干扰信号（如图3所示）。根据共模干扰信号的强弱，滤波单元31可选择所述第一一级π型滤波电路和第二一级滤波电路或者所述第一二级滤波电路和第二二级滤波电路，进一步地，所述第一二级滤波电路中还包括电容C32，该电容C32并联连接在所述电容C31的两端，且所述第二二级滤波电路中还包括电容C42，该电容C42并连接连在所述电容C41的两端。\n[0047] 此外，如图2和图3所示在正输入端33、负输入端34与第一滤波电容C1 31可并联连接压敏电阻R，减少换向片火花问题的发生，有效滤除高电压。\n[0048] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。