CN219643886U - 超薄型异型多功能滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种超薄型异型多功能滤波器，属于信号处理和滤波技术领域。本实用新型采用异型化壳体设计，能够满足客户特定结构空间下的使用需求；采用板级设计与合理的空间布局，能够满足客户小型超薄化使用需求；同时实现电源EMI滤波及RS422收、发电路，视频发送CLK、DATA电路过压防护，能够满足多功能化需求。
Description
技术领域
本实用新型属于信号处理和滤波技术领域，具体涉及一种超薄型异型多功能滤波器。
背景技术
滤波器是由电容、电感和电阻组成的无源双向多端口滤波电路，可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号，是一种选频装置，它的一端是电源，另一端是负载。滤波器的基础是谐振电路，原理是一种阻抗适配网络：滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗适配越大，对电磁干扰的衰减就越有效。按所通过信号的频段分为低通、高通、带通、带阻和全通滤波器五种，是电子设备设计工程师控制传导电磁干扰和辐射电磁干扰的首选工具。目前市场上常见的滤波器的种类很多，有插座型、单相型、三相型、直流型等，外型多为矩形。但是，目前随着集成化、小型化、多功能化以及客户安装空间的需求，以往笨重、体积大且功能单一的滤波器已渐渐不能满足客户需求。
滤波器常用于滤除***产品供电***通过电源线对负载设备产生的传导电磁干扰，反之也能够滤除负载设备通过电源线对***产品供电***产生的传导电磁干扰，能有效的将***产品供电***与负载设备进行传导电磁干扰隔离，起到衰减共模干扰和衰减差模干扰的作用。目前市面上常用的滤波器存在以下缺陷：
市面上的滤波器外型全部为矩形，方方正正，不能满足客户特定结构空间下的使用需求；
常见的滤波器体积比较大、厚度高、使用起来笨重，不能满足客户小型超薄化使用需求；
大多数滤波器功能比较单一，只能针对电源或某一性能进行滤波，不能满足客户多功能化需求。
为了解决滤波器在使用中遇到的实际问题，往往需要结合客户产品的电气性能参数(如除了电源滤波外，还需要具备信号滤波等功能)及安装空间、重量等要求制定超薄型甚至异型多功能滤波器。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是：如何设计一种具备电源和信号同时滤波、电路原理简单、可靠性高、性能参数好、结构紧凑同时具备一定过压保护功能的异型滤波器，以有效减少低频到高频范围内的传导干扰，同时能够显著降低RS422收、发，视频发送CLK、DATA的干扰及过压防护。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种超薄型异型多功能滤波器，包括EMI滤波电路、过压防护电路、过压防护与滤波电路；其中，EMI滤波电路布置在滤波器壳体左侧位置、过压防护与滤波电路布置在滤波器壳体中间位置、过压防护电路布置在滤波器壳体右侧位置；EMI滤波电路的输入端接DC1电路；过压防护与滤波电路的输入端接RS422收、发电路；过压防护电路的输入端接视频发送CLK、DATA电路；
其中，EMI滤波电路包括共模单相电感La、Lb，共模电容C3、C4，以及差模电容C1、C2、C5，其中，共模单相电感La抑制电源电路中产生的高频共模干扰；共模单相电感Lb抑制电源电路中产生的低频共模干扰；共模电容C3、C4大小为10000pF，抑制电源中的共模干扰；差模电容C1、C2、C5大小为10μF，抑制电源中的差模干扰；C1一端接La第一端，另一端接La第二端，C2一端接La第三端，另一端接La第四端，C2一端还接C3一端，C3另一端接C4一端，C4另一端接C2另一端；C3一端还接Lb第一端，C4另一端还接Lb第二端，Lb第三端、第四端接C5的两端；
过压防护与滤波电路包括瞬态抑制二极管D1、D2和差模电感Lc、Ld；D1正极接Lc一端，负极接D2的负极，D2的正极接Ld一端；
过压防护电路包括串联的瞬态抑制二极管D3、D4。
优选地，所述滤波器为异型结构，并采用板级设计。
优选地，C1、C2与La组成第一级滤波网络，C3、C4、C5与Lb组成第二级滤波网络，电源干扰噪声首先通过第一级滤波网络，滤除电源中的大部分差、共模干扰，之后再经过C3、C4、C5与Lb组成的第二级滤波网络，滤除电源中剩余的差、共模干扰。
优选地，滤波器的机械接口包括输入连接器，其中，输入连接器与滤波器壳体采用锁紧组件形式安装，且输入连接器窄头靠近壳盖。
优选地，滤波器的机械接口还包括固定滤波器用的安装孔。
优选地，滤波器的机械接口还包括输入出线孔。
优选地，共模单相电感La采用超微晶材料。
优选地，共模单相电感Lb采用锰锌铁氧体材料。
优选地，共模电容C3、C4大小为10000pF。
优选地，差模电容C1、C2、C5大小为10μF。
(三)有益效果
本实用新型采用异型化壳体设计，能够满足客户特定结构空间下的使用需求；采用板级设计与合理的空间布局，能够满足客户小型超薄化使用需求；同时实现电源EMI滤波及RS422收、发电路，视频发送CLK、DATA电路过压防护，能够满足多功能化需求。
附图说明
图1为本实用新型的超薄型异型多功能滤波器电路原理框图；
图2为本实用新型的超薄型异型多功能滤波器中的EMI滤波电路的原理图；
图3为本实用新型的超薄型异型多功能滤波器中的过压防护与滤波电路的原理图；
图4为本实用新型的超薄型异型多功能滤波器中的过压防护电路的原理图；
图5为本实用新型的超薄型异型多功能滤波器外形的三视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
本实用新型的超薄型异型多功能滤波器电路原理框图如图1所示。由图1可知，本实用新型的超薄型异型多功能滤波器主要由EMI滤波电路、过压防护电路、过压防护与滤波电路组成。EMI滤波电路的输入端接DC1电路；过压防护与滤波电路的输入端接RS422收、发电路；过压防护电路的输入端接视频发送CLK、DATA电路。
其中，EMI滤波电路主要由共模电感、共模电容以及差模电容组成的滤波电路所构成，电路原理图如图2所示，其中，共模单相电感La用于抑制电源电路中产生的高频共模干扰，采用高性能的超微晶材料，具有非常低的铁芯损耗、非常高的饱和磁通密度、高磁导率、磁冲击稳定性好等优点；共模单相电感Lb用于抑制电源电路中产生的低频共模干扰，采用锰锌铁氧体材料，具有高磁导率、高饱和磁通密度、低损耗等特点，主要抑制低频段的共模干扰。采用的差、共模电容具有电容量稳定性高、介质损耗低的特点，共模电容C3、C4大小为10000pF，用于抑制电源中的共模干扰；差模电容C1、C2、C5大小为10μF，用于抑制电源中的差模干扰。电感与电容组成的滤波网络连接关系如图2所示，电源干扰噪声首先通过C1、C2与La组成的第一级滤波网络，滤除电源中的大部分差、共模干扰；之后再经过C3、C4、C5与Lb组成的第二级滤波网络，滤除电源中剩余的差、共模干扰。
如图3所示，过压防护与滤波电路主要为瞬态抑制二极管TVS(D1、D2)和差模电感Lc、Ld。瞬态抑制二极管TVS的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压钳制在预定水平，其响应时间仅为10-12毫秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件；差模电感Lc、Ld的主要作用是用于滤除信号中的干扰。
如图4所示，过压防护电路包括串联的瞬态抑制二极管TVSD3、D4，瞬态抑制二极管TVS的过压防护原理是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压钳制在预定水平，其响应时间仅为10-12毫秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。
为了满足客户特殊安装空间需求，本实用新型采取异型设计，其中EMI滤波电路布置在壳体左侧位置、过压防护与滤波电路布置在壳体中间位置、过压防护电路布置在壳体右侧位置，结果如图5所示。为了满足超薄化专门进行了***布局并采用板级设计。其中机械接口主要有输入连接器、安装孔、出线孔。图中：1为输入连接器，输入连接器与滤波器壳体安装采用锁紧组件形式，且输入连接器窄头靠近壳盖；2为输出引线，将DC1电路，RS422收、发电路，视频发送CLK、DATA电路分别通过引线输出，减小相互之间的干扰；3为滤波器外壳；4为安装孔，用于将滤波器固定在***设备上。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，包括EMI滤波电路、过压防护电路、过压防护与滤波电路；其中，EMI滤波电路布置在滤波器壳体左侧位置、过压防护与滤波电路布置在滤波器壳体中间位置、过压防护电路布置在滤波器壳体右侧位置；EMI滤波电路的输入端接DC1电路；过压防护与滤波电路的输入端接RS422收、发电路；过压防护电路的输入端接视频发送CLK、DATA电路；
其中，EMI滤波电路包括共模单相电感La、Lb，共模电容C3、C4，以及差模电容C1、C2、C5，其中，共模单相电感La抑制电源电路中产生的高频共模干扰；共模单相电感Lb抑制电源电路中产生的低频共模干扰；共模电容C3、C4大小为10000pF，抑制电源中的共模干扰；差模电容C1、C2、C5大小为10μF，抑制电源中的差模干扰；C1一端接La第一端，另一端接La第二端，C2一端接La第三端，另一端接La第四端，C2一端还接C3一端，C3另一端接C4一端，C4另一端接C2另一端；C3一端还接Lb第一端，C4另一端还接Lb第二端，Lb第三端、第四端接C5的两端；
过压防护与滤波电路包括瞬态抑制二极管D1、D2和差模电感Lc、Ld；D1正极接Lc一端，负极接D2的负极，D2的正极接Ld一端；
过压防护电路包括串联的瞬态抑制二极管D3、D4。
2.如权利要求1所述的超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，所述滤波器为异型结构，并采用板级设计。
3.如权利要求1所述的超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，C1、C2与La组成第一级滤波网络，C3、C4、C5与Lb组成第二级滤波网络，电源干扰噪声首先通过第一级滤波网络，滤除电源中的大部分差、共模干扰，之后再经过C3、C4、C5与Lb组成的第二级滤波网络，滤除电源中剩余的差、共模干扰。
4.如权利要求1所述的超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，滤波器的机械接口包括输入连接器，其中，输入连接器与滤波器壳体采用锁紧组件形式安装，且输入连接器窄头靠近壳盖。
5.如权利要求4所述的超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，滤波器的机械接口还包括固定滤波器用的安装孔。
6.如权利要求4所述的超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，滤波器的机械接口还包括输入出线孔。
7.如权利要求1所述的超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，共模单相电感La采用超微晶材料。
8.如权利要求1所述的超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，共模单相电感Lb采用锰锌铁氧体材料。
9.如权利要求1所述的超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，共模电容C3、C4大小为10000pF。
10.如权利要求1所述的超薄型异型多功能滤波器，其特征在于，差模电容C1、C2、C5大小为10μF。
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