CN110112737A - 减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路及滤波方法 - Google Patents

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杨帆
贺小林
李仲阳
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Abstract

本发明提供了一种减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路及滤波方法。其中，该方法包括：判断交流电网的火线与接地端、或者零线与接地端之间连接的Y电容的总电容值是否大于安规允许的Y电容最大值；在判断结果为是的情况下，将限流电阻串联到Y电容与接地端之间，以使交流电网的对地泄漏电流不大于安规允许的对地泄漏电流最大值。通过本发明，解决了相关技术中设计人员设计电路结构的难度大的问题，降低了电路结构设计的难度。

Description

减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路及滤波方法
技术领域
本发明涉及交流电网保护领域，具体而言，涉及一种减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路及滤波方法。
背景技术
安规电容是指电容器失效后不会导致电击，不危及人身安全的电容。Y电容是安规电容的一种，Y电容一般成对使用，分别跨接在电力线两线和地之间，即分别连接火线(L线)和接地端(G或GND)，以及零线(N线)和接地端。
出于安全考虑和电磁兼容性(EMC)考虑，一般在电源入口建议安装安规电容；在交流电源输入端，一般需要增加3个安全电容来抑制电磁干扰(EMI)传导干扰。Y电容在电源滤波器中起电源滤波的作用，用于将滤除的共模干扰导入到接地端，以抑制共模干扰。
一般情况下，工作在温带的设备，目前的国家安规要求对地泄漏电流不能超过0.35mA，因此，Y电容的总电容值不能超过4700pF。但是，为了满足电磁兼容性(EMC)测试标准的传导和辐射要求，设计人员往往会通过增加Y电容的方法进行滤波控制，从而有可能导致泄漏电流超标。
由于在电路设计中电磁兼容性测试标准和国家安规要求存在相互限制，导致了设计人员设计电路结构的难度大的问题。
发明内容
本发明提供了一种减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路及滤波方法，以至少解决相关技术中设计人员设计电路结构的难度大的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路，包括：第一Y电容、第二Y电容和限流电阻，其中，所述第一Y电容的一端与火线电性连接，另一端与第一结点电性连接；所述第二Y电容的一端与零线电性连接，另一端与所述第一结点电性连接；所述限流电阻的一端与接地端电性连接，另一端与所述第一结点电性连接。
可选地，所述滤波电路还包括：电感，所述电感串联在所述限流电阻与所述第一结点之间。
可选地，所述第一Y电容、所述第二Y电容和所述电感构成LC谐振电路。
可选地，所述滤波电路还包括开关，所述开关的两端分别与所述接地端和所述第一结点电性连接。
可选地，所述第一Y电容和所述第二Y电容成对设置，且所述第一Y电容和所述第二Y电容的数量均为一个或者多个。
第二方面，本发明实施例提供了一种减小对地泄漏电流的交流电网的滤波方法，包括：判断交流电网的火线与接地端、或者零线与接地端之间连接的Y电容的总电容值是否大于安规允许的Y电容最大值；在判断结果为是的情况下，将限流电阻串联到所述Y电容与所述接地端之间，以使所述交流电网的对地泄漏电流不大于安规允许的对地泄漏电流最大值。
可选地，所述安规允许的Y电容最大值为4700pF。
可选地，所述安规允许的对地泄漏电流最大值为0.35mA。
可选地，所述滤波方法还包括：在判断结果为是的情况下，将电感串联到所述Y电容与所述限流电阻之间，以使所述电感和所述Y电容构成LC谐振电路。
可选地，将限流电阻串联到所述Y电容与所述接地端之间包括：在所述滤波电路还包括开关，所述开关的两端分别与所述接地端和所述第一结点电性连接的情况下，断开所述开关，以使所述限流电阻串联到所述Y电容与所述接地端之间。
通过本发明实施例提供的减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路及滤波方法，采用判断交流电网的火线与接地端、或者零线与接地端之间连接的Y电容的总电容值是否大于安规允许的Y电容最大值；在判断结果为是的情况下，将限流电阻串联到Y电容与接地端之间，以使交流电网的对地泄漏电流不大于安规允许的对地泄漏电流最大值的方式，解决了相关技术中设计人员设计电路结构的难度大的问题，降低了电路结构设计的难度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路的拓扑结构图；
图2是根据本发明实施例的减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路的优选拓扑结构图一；
图3是根据本发明实施例的减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路的优选拓扑结构图二；
图4是根据本发明实施例的减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路的优选拓扑结构图三；
图5是根据本发明实施例的减小对地泄漏电流的交流电网的滤波方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本实施例中提供了一种减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路，图1是根据本发明实施例的减小对地泄漏电流的交流电网的滤波电路的拓扑结构示意图，如图1所示，该滤波电路包括：第一Y电容Y1、第二Y电容Y2和限流电阻R，其中，第一Y电容Y1的一端与火线(L线)电性连接，另一端与第一结点电性连接；第二Y电容Y2的一端与零线(N线)电性连接，另一端与第一结点电性连接；限流电阻R的一端与接地端GND电性连接，另一端与第一结点电性连接。
通过上述的电路结构，在增加第一Y电容Y1和第二Y电容Y2的数量以满足EMC测试标准的要求后，如果此时Y电容的总电容值超过的安规允许的Y电容最大值，则说明电力线两线对地泄漏电流也将超过安规允许的对地泄漏电流最大值。此时，通过在Y电容上串联一个限流电阻R，则可以减小电力线两线对地泄漏电流值，直至对地泄漏电流值在安规允许的对地泄漏电流值范围之内，从而解决了相关技术中设计人员设计电路结构的难度大的问题，降低了电路结构设计的难度。
参考图2，可选地，上述的滤波电路还可以包括：电感L，该电感L串联在限流电阻R与第一结点之间。电感L的加入，可以改善Y电容的寄生参数，进而改善滤波效果。较优地，第一Y电容、第二Y电容和电感构成LC谐振电路；由于LC谐振电路的阻抗最小，可以最大程度的改善Y电容的滤波效果。其中，电感值是根据Y电容的电容值以及共模干扰的频率确定的。
参考图3，可选地，上述的滤波电路还可以包括开关K，开关K的两端分别与接地端GND和第一结点电性连接。增加的开关K后，断开开关K则将限流电阻R和电感L与Y电容串联连接；接通开关K后，限流电阻R和电感L的两端短接，电流不再流经限流电阻R和电感L。通过这样的设计，相当于在Y电容与接地端GND之间预留了限流电阻R和电感L，从而可以实现限流电阻R和电感L的灵活接入。
需要说明的是，在上述图1～图3的电路拓扑结构中，第一Y电容Y1和第二Y电容Y2以及限流电阻的数量及位置都是示意性的，且第一Y电容Y1和第二Y电容Y2总是成对设置的。例如，第一Y电容Y1和第二Y电容Y2都可以是由多个电容并联构成的。可以在每一级滤波上都采用第一Y电容Y1和第二Y电容Y2滤波，在这种情况下，可以在每一级滤波的Y电容与接地端之间串联限流电阻R，也可以将电流电阻串联在各级滤波的Y电容的并联端和接地端之间，如图4所示。
在本实施例中还提供了一种减小对地泄漏电流的交流电网的滤波方法，图5是根据本发明实施例的减小对地泄漏电流的交流电网的滤波方法的流程图。本发明实施例的减小对地泄漏电流的交流电网的滤波方法优选由图1～图4所示的滤波电路来实现，在不冲突的情况下，本实施例的滤波方法可以结合上述滤波电路的描述进一步说明。如图5所示，该流程包括如下步骤：
步骤S501，判断交流电网的火线与接地端、或者零线与接地端之间连接的Y电容的总电容值是否大于安规允许的Y电容最大值；
步骤S502，在判断结果为是的情况下，将限流电阻串联到Y电容与接地端之间，以使交流电网的对地泄漏电流不大于安规允许的对地泄漏电流最大值。
可选地，安规允许的Y电容最大值为4700pF。
可选地，安规允许的对地泄漏电流最大值为0.35mA。
可选地，在步骤S501之后，上述的滤波方法还包括：在判断结果为是的情况下，将电感串联到Y电容与限流电阻之间，以使电感和Y电容构成LC谐振电路。
可选地，在步骤S502中，在滤波电路还包括开关，开关的两端分别与接地端和第一结点电性连接的情况下，断开开关，即可以使限流电阻串联到Y电容与接地端之间。
综上所述，通过本发明提供的上述实施例，可以有效减轻设计员的设计难度，并且简单有效，同时可以达到国家标准要求，加快整体的设计速度，减少实验次数，可以有效的提升项目开发进度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交流电网的滤波电路，其特征在于，包括：第一Y电容、第二Y电容和限流电阻，其中，
所述第一Y电容的一端与火线电性连接，另一端与第一结点电性连接；所述第二Y电容的一端与零线电性连接，另一端与所述第一结点电性连接；
所述限流电阻的一端与接地端电性连接，另一端与所述第一结点电性连接。
2.根据权利要求1所述的滤波电路，其特征在于，所述滤波电路还包括：电感，所述电感串联在所述限流电阻与所述第一结点之间。
3.根据权利要求2所述的滤波电路，其特征在于，所述第一Y电容、所述第二Y电容和所述电感构成LC谐振电路。
4.根据权利要求1所述的滤波电路，其特征在于，所述滤波电路还包括开关，所述开关的两端分别与所述接地端和所述第一结点电性连接。
5.根据权利要求1所述的滤波电路，其特征在于，所述第一Y电容和所述第二Y电容成对设置，且所述第一Y电容和所述第二Y电容的数量均为一个或者多个。
6.一种交流电网的滤波方法，其特征在于，包括：
判断交流电网的火线与接地端、或者零线与接地端之间连接的Y电容的总电容值是否大于安规允许的Y电容最大值；
在判断结果为是的情况下，将限流电阻串联到所述Y电容与所述接地端之间，以使所述交流电网的对地泄漏电流不大于安规允许的对地泄漏电流最大值。
7.根据权利要求6所述的滤波方法，其特征在于，所述安规允许的Y电容最大值为4700pF。
8.根据权利要求6所述的滤波方法，其特征在于，所述安规允许的对地泄漏电流最大值为0.35mA。
9.根据权利要求6所述的滤波方法，其特征在于，所述滤波方法还包括：
在判断结果为是的情况下，将电感串联到所述Y电容与所述限流电阻之间，以使所述电感和所述Y电容构成LC谐振电路。
10.根据权利要求6所述的滤波方法，其特征在于，将限流电阻串联到所述Y电容与所述接地端之间包括：
在所述滤波电路还包括开关，所述开关的两端分别与所述接地端和所述第一结点电性连接的情况下，断开所述开关，以使所述限流电阻串联到所述Y电容与所述接地端之间。
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