[发明专利]EMC滤波器

说明书

技术领域

本专利申请涉及用于从电气(electrical)或电子(electronic)电路或线过滤掉不需要的噪音分量的电气滤波器，并且尤其但不是排他性地涉及，用于在主频率处的主线或配电线的电磁兼容滤波器。

背景技术

当前在电气和电子行业，电磁兼容性(EMC)是越来越关键的因素。存在大量电气电路和设备，其易于生成不需要的电气噪音、或者易于遭受到其它电路或设备生成的噪音。

一般通过在噪音生成装置或在噪音敏感装置的主供应线上插入低通LC滤波器来处理所传导的噪音和干扰。这种滤波器将不需要的频率分量衰减到无害的水平。可以采用许多滤波器拓扑，包括典型的“L”、“T”以及“Pi”滤波器拓扑。

欧洲专利申请EP1069673给出了包括无源元件的三相噪音抑制滤波器的例子。

已经在许多应用中证明无源EMC滤波器有效。然而，这个技术的缺点是为了达到所需要的衰减水平，为这个应用必需高位值的电容器和电感。所产生的滤波器的大小和成本主要由这些大部件来确定，尤其在需要高度衰减共模噪音时。此外，泄漏电流直接与滤波器电容器的电容成正比。

也已知在噪音抑制滤波器中采用有源元件，例如如在欧洲专利申请EP0995266中。有源元件的使用允许使用较小的的电感和电容器，从而提供了更紧凑的滤波器。但是，现有的惯用的有源滤波器具有可靠性比它们的传统无源相当物差的信誉，并且存在它们可能由于过电压或超温度击穿而失败，或者显示出不稳定及振荡的忧虑。电源线EMC滤波器在大多数情况中包括接地电容器(capacitor to earth)，所谓的Y电容，与适当的电感，以便实现共模衰减。其不可避免的不需要的后果是电流通过Y电容器流到地-所谓的漏地电流(ELC)。在以单线的示意图形式示出了已知EMC滤波器的例子的图1中，通过标号30指示Y电容，36是相应的电感，而35是漏地电流的路径。通常，Y电容器的电容以及它两端的电压上升的越大，ELC越强。

在高电平时，这个ELC被认为危及到人员安全。除了危及到人员，过大的ELC可能干扰电气系统的可靠运行。尤其包括残余电流检测(Residual Current Detection，RCD)的装置将由于RCD器件的跳闸而被中断。因此，在设计EMC滤波器的时候，将漏地电流最小化被认为是良好的设计。

对具有星形接地(star grounded)供应的电源系统(即，欧洲的TN系统)而言，接地泄漏可能是个问题，尽管由于在正常情况下系统被围绕地电势平衡，ELC通常是适度的。然而，高ELC值可能在高功率滤波器内或者需要强共模衰减的地方出现。

相似的问题存在，由于IT电源系统，如被应用于，尤其，在船和工厂。这里主电源通过高阻抗仅被对地松参考(looselyreferenced)。这样做使得在一个相位对地短路的情况下，装置将相对安全地继续运行。然而，在这个短路模式中，电源系统是有效地“被角接地(corner-earthed)”并且图2的星点90将看到快速的瞬变电压。如果使用了大的电容器，那么高ELC将存在，其可能超过Y电容器的功率极限并且导致灾难性的故障，其可能进而迫使停电。这个故障链可能危及IT电源系统的可靠性。

所以，存在对具有低ELC的噪音抑制滤波器的增长的需求。传统地为了限制ELC，这样的滤波器已经被构造，在接地路径具有减小的电容。但是为了维持适当的衰减，滤波器电感必需相应地被增加以补偿所减小的电容，其可能使滤波器更大并且更贵。然而，即使增大电感值也不是完善的解决方案，并且具有小Y电容的滤波器对EMC噪音减低来说效率常常比具有较高Y电容的滤波器低。另外，这增大的电感可能导致增加的功率损耗，温度升高以及端到端的电压降，所有不利的情况。

发明内容

所以存在对结合了在所有频率处的高衰减、低ELC、以及紧凑大小的EMC抑制滤波器的需求。

另外地，存在对能被容易地适用到不同应用、并且在正常和故障情况中都安全的EMC滤波器的需求。根据本发明，可以借助于所附的权利要求书中的主题来达成这些目标。

附图说明

借助于通过示例方式所给出并通过图所示意的实施例的描述，将更好地理解本发明，其中：

图1是单线的示意图。它以简化的示意的方式显示出已知类型的EMC滤波器和泄漏电流的路径。

图2以简化的示意的方式显示出已知类型的三相EMC滤波器和泄漏电流的路径。

图3以方块示意的方式示意了根据本发明的一个方面的有源EMC滤波器。

图4更具体地示意了根据本发明的一个方面的EMC滤波器的例子。