CN114336940B - 一种用于产品测试的电源稳定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子滤波器技术领域，公开了一种用于产品测试的电源稳定装置，包括电感、电源模块、电气不间断切换电路、稳定装置；所述的电气不间断切换电路包括第一RC电路、第二RC电路、继电器；所述的继电器分别与电感的输入端和输出端相连，所述的第一RC电路与电感的输入端相连；所述的第二RC电路和电感的输出端相连；所述的电源模块用于给所述的散电气不间断切换电路供电；所述的稳定装置与电感的输出端相连，用于降低电感输出的阻抗。本发明解决了现有技术无法解决高电流负载下LISN的谐振、过热、阻抗不稳的问题，并具有简单实用，安全可靠的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电子滤波器技术领域，更具体的，涉及一种用于产品测试的电源稳定装置。
背景技术
GJB151系列标准(包含GJB151A-97、GJB152A-97和GJB151B-2013)规定了电子、电气及机电等设备和分***电磁发射和敏感度要求与测试方法，包含传导发射、传导敏感度、辐射发射、辐射敏感度四大类21项要求，并给出了相应的测试方法。该标准是通用的电磁兼容性基础标准，适用于设备和分***的论证、设计、生产、试验和订购，为研制和订购单位提供电磁兼容性设计和验收依据。
而标准中大部分测试项目(特别说明的例外)均需使用LISN(电源阻抗稳定网络)来隔离电源干扰并为EUT提供规定的电源阻抗。LISN为电磁兼容试验基本配置的必须设备之一。
目前，国外有多家厂商生产并销售LISN(满足MIL-STD-461/GJB151标准要求)，如厂商Solar,Schwarzbeck等，国内厂商也有相关LISN设备，如3Ctest。
目前国内外LISN均是按照标准要求进行配置，其内部器件及功能仅是满足标准中对LISN的要求。
目前LISN阻抗在10MHz以下均能满足标准要求，且国内外LISN阻抗区别不大。但在10M以上，由于谐振，国内外LISN阻抗均偏离50欧姆。其中国内J50型号LISN还存在有大幅度震荡。
由于LISN为项目测试的基本配置必须设备，其内部50uH的电感将串入EUT供电电路，在部分EUT试验中，LISN电感将与EUT内部滤波器电路和电源模块产生谐振，导致EUT无法工作，更无法进行试验，目前国内外LISN均无解决谐振的措施。
针对这一问题，现有专利有一种EMI电源滤波器，包括LISN模块、噪声分离器、被测设备和接收机，LISN模块用于提供稳定的线路阻抗，隔离电网干扰，将被测设备产生的干扰耦合到接收机上，阻止电网电压加到接收机上，接收机用于分析对应频率点的干扰电压大小，电网的火线输入端和电网的零线输入端之间通过LISN模块接有被测设备，LISN模块耦合形成火线干扰电压端子和零线干扰电压端子，接收机接于火线干扰电压端子和和零线干扰电压端子，噪声分离器设置于LISN模块和接收机之间，用于分离共模干扰和差模干扰。然而现有专利仅仅是考虑了LISN用在一般设备上的情况，并未考虑在接入EUT时，高电流负载下LISN的谐振、过热、阻抗不稳的问题，因此如何发明一种能够针对高电流负载下解决谐振、过热、阻抗不稳的LISN是本技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术无法解决高电流负载下LISN的谐振、过热、阻抗不稳的问题，提供了一种用于产品测试的电源稳定装置，其具有简单实用，安全可靠的特点。
为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：
一种用于产品测试的电源稳定装置，包括电感、电源模块、电气不间断切换电路、稳定装置；所述的电气不间断切换电路包括第一RC电路、第二RC电路、继电器；所述的继电器分别与电感的输入端和输出端相连，所述的第一RC电路与电感的输入端相连；所述的第二RC电路和电感的输出端相连；所述的电源模块用于给所述的电气不间断切换电路供电；所述的稳定装置与电感的输出端相连，用于降低电感输出的阻抗。
优选的，所述的电源稳定装置还包括散热模块，所述的散热模块与所述的电源模块相连，由电源模块供电；所述的散热模块用于冷却所述的电感。
进一步的，所述的电源模块包括零线接线端子、地线接线端子、火线接线端子；所述的火线接线端子分别和继电器的火线端和散热模块的火线端通过电源火线相连，所述的零线接线端子分别和继电器的零线端和散热模块的零线端通过电源零线相连。
更进一步的，所述的电源火线上设有电源开关，所述的电源零线上设有保险丝。
更进一步的，所述的散热模块包括滤波电路和散热风扇；所述的散热风扇的火线端经过所述的滤波电路与所述的火线接线端子相连，所述的散热风扇的零线端经过所述的滤波电路与所述的零线接线端子相连。
更进一步的，所述的滤波电路为LC型滤波电路。
更进一步的，所述的散热模块还包括散热器开关，散热器开关设置所述的电源零线和滤波电路之间。
更进一步的，所述的第一RC电路包括第一电容和两个相同的第一电阻；两个所述的第一电阻彼此并联；所述的第一电容的一端与所述的电感的输入端相连，所述的第一电容的另一端分别与两个所述的第一电阻并联后的一端相连；两个所述的第一电阻并联后的另一端接地线。
更进一步的，所述的第二RC电路包括第二电容和第二电阻；所述的第二电容的一端与所述的电感的输出端相连，所述的第二电容的另一端与所述的第二电阻相连，所述的第二电阻的另一端接地。
更进一步的，所述的稳定装置为磁环。
本发明的有益效果如下：
通过在LISN电气不间断切换电路中加入继电器，为电感提供了稳定的电源供电，同时，通过接入散热模块，解决了电感在高负载下的过热问题，然后在输出端接入稳定装置，解决了在高频段的LISN的阻抗稳定性，由此，本发明解决了现有技术无法解决高电流负载下LISN的谐振、过热、阻抗不稳的问题，提供了一种用于产品测试的电源稳定装置，其具有简单实用，安全可靠的特点。
附图说明
图1是本用于产品测试的电源稳定装置的原理结构图。
图2是本用于产品测试的电源稳定装置对比现有LISN阻抗的实测数据对比。
图3是本用于产品测试的电源稳定装置散热器的滤波电路图。
图4是本用于产品测试的电源稳定装置散热器的滤波电路在5kHz***损耗曲线。
图5是是本用于产品测试的电源稳定装置散热器的滤波电路在308Hz***损耗曲线。
图6是本用于产品测试的电源稳定装置连接被测试产品的使用示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。
实施例1
如图1所示，一种用于产品测试的电源稳定装置，包括50uH的电感、电源模块、电气不间断切换电路、稳定装置；所述的电气不间断切换电路包括第一RC电路、第二RC电路、继电器；所述的继电器分别与电感的输入端和输出端相连，所述的第一RC电路与电感的输入端相连；所述的第二RC电路和电感的输出端相连；所述的电源模块用于给所述的电气不间断切换电路供电；所述的稳定装置与电感的输出端相连，用于降低电感输出的阻抗。
在一个具体实施例中，所述的免电源谐振的线路阻抗稳定网络外设有一个金属机箱，所述的金属机箱接地。
在一个具体实施例中，所述的电感经过稳定装置输出给被测试产品。
如图2所示，本用于产品测试的电源稳定装置对比现有的SchwarzbeckLISN和3CJ50 LISN阻抗在高频更加稳定可靠，频振问题最小。
实施例2
如图1所示，一种用于产品测试的电源稳定装置，包括电源模块、电气不间断切换电路、散热模块、稳定装置；所述的电气不间断切换电路包括电感、第一RC电路、第二RC电路、继电器；所述的继电器分别与电感的输入端和输出端相连，所述的第一RC电路与电感的输入端相连；所述的第二RC电路和电感的输出端相连；所述的电源模块用于给所述的散热模块和电气不间断切换电路供电；所述的稳定装置与电感的输出端相连，用于降低电感输出的阻抗，所述的散热模块用于冷却所述的电感。
在一个具体实施例中，所述的电源稳定装置还包括散热模块，所述的散热模块与所述的电源模块相连，由电源模块供电；所述的散热模块用于冷却所述的电感。
在一个具体实施例中，所述的电源模块包括零线接线端子、地线接线端子、火线接线端子；所述的火线接线端子分别和继电器的火线端和散热模块的火线端通过电源火线相连，所述的零线接线端子分别和继电器的零线端和散热模块的零线端通过电源零线相连。所述的零线接线端子、地线接线端子、火线接线端子均设置于一个适用220V，50Hz的插头中。
在一个具体实施例中，所述的电源火线上设有电源开关，所述的电源零线上设有保险丝，并且所述的电源零线和电源火线之间接有电阻。在本实施例中，所述的电源零线和电源火线之间接有两组并联的电阻，其中每组均有两个10KΩ的电阻。
实施例3
如图1所示，一种用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：包括50uH的电感、电源模块、电气不间断切换电路、稳定装置；所述的电气不间断切换电路包括第一RC电路、第二RC电路、继电器；所述的继电器分别与电感的输入端和输出端相连，所述的第一RC电路与电感的输入端相连；所述的第二RC电路和电感的输出端相连；所述的电源模块用于给所述的电气不间断切换电路供电；所述的稳定装置与电感的输出端相连，用于降低电感输出的阻抗。
在一个具体实施例中，所述的电源稳定装置还包括散热模块，所述的散热模块与所述的电源模块相连，由电源模块供电；所述的散热模块用于冷却所述的电感。
在一个具体实施例中，所述的电源模块包括零线接线端子、地线接线端子、火线接线端子；所述的火线接线端子分别和继电器的火线端和散热模块的火线端通过电源火线相连，所述的零线接线端子分别和继电器的零线端和散热模块的零线端通过电源零线相连。
在一个具体实施例中，所述的电源火线上设有电源开关，所述的电源零线上设有保险丝，并且所述的电源零线和电源火线间接有电阻。
在一个具体实施例中，所述的散热模块包括滤波电路和散热风扇；所述的散热风扇的火线端经过所述的滤波电路与所述的火线接线端子相连，所述的散热风扇的零线端经过所述的滤波电路与所述的零线接线端子相连。
如图3所示，在一个具体实施例中，所述的滤波电路为LC型滤波电路。本实施例中，所述的滤波电路包括第一滤波电感、第二滤波电感、滤波电容组；所述的第一滤波电感为18mH的电感，第二滤波电感为38.5mH的电感，所述的滤波电容组分别由一个0.7μF、两个1.5μF、1个0.3μF的电容分别并联组成；所述的第二滤波电感的一端与所述的第一滤波电感的输入端相连，所述的第二滤波电感的另一端与所述的电容组的一端相连，所述的电容组的另一端接地。
如图4和图5所示，此滤波器为低通滤波器，其在300Hz以下有非常小的***损耗，保障供电无损耗(50Hz),而其在5kHz以上有比较大的损耗(15dB以上)，确保LISN频段(10kHz～30MHz)有比较好的LISN电源干扰抑制，避免干扰EUT测试。
实施例4
如图1所示，一种用于产品测试的电源稳定装置，包括50uH的电感、电源模块、电气不间断切换电路、稳定装置；所述的电气不间断切换电路包括第一RC电路、第二RC电路、继电器；所述的继电器分别与电感的输入端和输出端相连，所述的第一RC电路与电感的输入端相连；所述的第二RC电路和电感的输出端相连；所述的电源模块用于给所述的电气不间断切换电路供电；所述的稳定装置与电感的输出端相连，用于降低电感输出的阻抗。
在一个具体实施例中，所述的电源稳定装置还包括散热模块，所述的散热模块与所述的电源模块相连，由电源模块供电；所述的散热模块用于冷却所述的电感。
在一个具体实施例中，所述的电源模块包括零线接线端子、地线接线端子、火线接线端子；所述的火线接线端子分别和继电器的火线端和散热模块的火线端通过电源火线相连，所述的零线接线端子分别和继电器的零线端和散热模块的零线端通过电源零线相连。
在一个具体实施例中，所述的电源火线上设有电源开关，所述的电源零线上设有保险丝，并且所述的电源零线和电源火线间接有电阻。
在一个具体实施例中，所述的散热模块包括滤波电路和散热风扇；所述的散热风扇的火线端经过所述的滤波电路与所述的火线接线端子相连，所述的散热风扇的零线端经过所述的滤波电路与所述的零线接线端子相连。
在一个具体实施例中，所述的滤波电路为LC型滤波电路。
在一个具体实施例中，所述的散热模块还包括散热器开关，散热器开关设置所述的电源零线和滤波电路之间。
在一个具体实施例中，所述电感的输入端接地，所述电感的输出端用于通过稳定装置后外接被测试产品。
在一个具体实施例中，所述的第一RC电路包括第一电容和两个相同的第一电阻；两个所述的第一电阻彼此并联；所述的第一电容的一端与所述的电感的输入端相连，所述的第一电容的另一端分别与两个所述的第一电阻并联后的一端相连；两个所述的第一电阻并联后的另一端接地线。在本实施例中，所述的第一电容为8μF，所述的第一电阻为10Ω。
在一个具体实施例中，所述的第二RC电路包括第二电容和第二电阻；所述的第二电容的一端与所述的电感的输出端相连，所述的第二电容的另一端与所述的第二电阻相连，所述的第二电阻的另一端接地。在一个具体实施例中，所述的第二电容为0.25μF，所述的第二电阻为1kΩ。
在一个具体实施例中，所述的第二电容和第二电阻之间接有测量端口，所述的测量端口的阻抗为50Ω
在一个具体实施例中，所述的稳定装置为磁环。由于50uH的电感为空心线圈，且大电流，其线径粗，线圈间会产生比较大的分布电容，将导致50uH的电感在10MHz以上的感抗降低，从而导致LISN整体阻抗在10MHz以上降低。基于磁环在10MHz以上有比较稳定的感抗，通过串联黑色磁环可在一定程度上稳定50uH的电感在10MHz以上的感抗，从而稳定LISN在10MHz以上的阻抗
如图6所示，本电源稳定装置通过在LISN电气不间断切换电路中加入继电器，为50μH电感提供了稳定的电源供电，同时，通过接入散热模块，利用风扇来冷却50μH电感，并通过滤波器来抑制电源干扰，解决了电感在高负载下的过热问题，然后在输出端接入稳定装置，解决了在高频段的LISN的阻抗稳定性；同时，本电源稳定装置的结构均设置在金属机箱内，金属机箱直接搭接地线；使用时，将本电源稳定装置连接电源端电源，输出端口连接被测试产品EUT。本发明解决了现有技术无法解决高电流负载下LISN的谐振、过热、阻抗不稳的问题，提供了一种用于产品测试的电源稳定装置，其具有简单实用，安全可靠的特点。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：包括电感、电源模块、电气不间断切换电路、稳定装置；所述的电气不间断切换电路包括第一RC电路、第二RC电路、继电器；所述的继电器分别与电感的输入端和输出端相连，所述的第一RC电路与电感的输入端相连；所述的第二RC电路和电感的输出端相连；所述的电源模块用于给所述的电气不间断切换电路供电；所述的稳定装置与电感的输出端相连，用于降低电感输出的阻抗。
2.根据权利要求1所述的用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：所述的电源稳定装置还包括散热模块，所述的散热模块与所述的电源模块相连，由电源模块供电；所述的散热模块用于冷却所述的电感。
3.根据权利要求2所述的用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：所述的电源模块包括零线接线端子、地线接线端子、火线接线端子；所述的火线接线端子分别和继电器的火线端和散热模块的火线端通过电源火线相连，所述的零线接线端子分别和继电器的零线端和散热模块的零线端通过电源零线相连。
4.根据权利要求3所述的用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：所述的电源火线上设有电源开关，所述的电源零线上设有保险丝。
5.根据权利要求4所述的用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：所述的散热模块包括滤波电路和散热风扇；所述的散热风扇的火线端经过所述的滤波电路与所述的火线接线端子相连，所述的散热风扇的零线端经过所述的滤波电路与所述的零线接线端子相连。
6.根据权利要求5所述的用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：所述的滤波电路为LC型滤波电路。
7.根据权利要求6所述的用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：所述的散热模块还包括散热器开关，散热器开关设置所述的电源零线和滤波电路之间。
8.根据权利要求7所述的用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：所述的第一RC电路包括第一电容和两个相同的第一电阻；两个所述的第一电阻彼此并联；所述的第一电容的一端与所述的电感的输入端相连，所述的第一电容的另一端分别与两个所述的第一电阻并联后的一端相连；
两个所述的第一电阻并联后的另一端接地线。
9.根据权利要求8所述的用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：所述的第二RC电路包括第二电容和第二电阻；所述的第二电容的一端与所述的电感的输出端相连，所述的第二电容的另一端与所述的第二电阻相连，所述的第二电阻的另一端接地。
10.根据权利要求9所述的用于产品测试的电源稳定装置，其特征在于：所述的稳定装置为磁环。
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