[实用新型]高性能小型电源滤波器

说明书

本实用新型为一种高性能小型电源滤波器，特别适用于抑制脉冲性电源传导干扰，属于滤波器类。

目前国内外使用的小型通用滤波器均采用铁氧体磁芯，因此低频端（10KHZ～150KHZ）的插入衰减量较低。如美国corcom公司生产的10ET1开关电源用高性能滤波器，其插入衰减特性如下：

f(MNZ)0.01 0.02 0.03 0.05 0.15 0.50 1.0 2.0 5.0 8.0 10 20 30

ab    16    18   22   36   36   47   42  42  40 45  42 42 45西德SIEMEANS公司生产的SIFI，其插入衰减曲线见附图1。瑞士SCHAFFNER公司生产的FN6801682，其插入衰减曲线见附图1。

大量统计表明，计算机等各种数字类设备产生误动作时的电源传导干扰几乎都是脉冲性的。对抑制脉冲性传导干扰的电源滤波器，要求具有很宽的频域和尽可能大的插入衰减量。由于上述几种通用滤波器不具备以上要求，所以无论对脉冲干扰源如各类开关电源（开关频率≥20KHZ）、继电器、雷电等的抑制或对脉冲性传导干扰敏感的设备如计算机等各种数字类设备的防护都较差。特别当电网中混入大脉冲干扰电（压）流的情况下，很难有效地排除电源传导干扰的危害。

本实用新型为避免上述不足而提供了一种高性能小型电源滤波器。

本实用新型的具体技术方案是：用铁基微晶合金磁芯和Mn－Zn铁氧体磁芯分别绕制共模扼流圈。然后将铁基微晶合金磁芯绕制的共模扼流圈与三个滤波电容组成一个无源低通滤波节，再将Mn－Zn铁氧体磁芯绕制的共模扼流圈与另外三个滤波电容组成另一无源低通滤波节，最后将这两个低通滤波节串联构成一个完整的高性能小型电源滤波器，并封装在一个电磁屏蔽盒中，内部填充环氧树脂。

下面通过附图对本实用新型作进一步说明：

图1为不同性能的滤波器插入衰减曲线比较

图2为原理电路图

图3为外形结构图

本实用新型采用的89年最新研制的铁基微晶合金（Fe－Me－S1－B）磁芯，在＜400KHZ频范内具有极高的动态导磁率μe和极高的饱和磁感Bs（参见附表），它对大脉冲电（压）流不易饱和，因此特别适用于抑制脉冲性传导干扰（参见附表）。众所周知，无论抑制低频成份或抑制大脉冲电（压）流都需要采用大电感。电感量确定后，磁芯的μe越高、所需线圈的匝数T就越少，可用mH／T来衡量，铁基微晶合金可达0.91mH／T、铁氧体为0.06mH／T。匝数减少会带来一系列好处，如由于允许线径加粗、可提高原有功率容量；或在原有功率容量下、由于线径加粗可改善散热条件、而提高了可靠性；或在原有功率容量下，可缩小体积重量；或由于减少线圈匝间杂散电容的耦合而改善频率高端的特性波动。同样磁芯的Bs越高，磁芯就越不易饱和，换句话说，对能量大的（脉冲幅大、脉宽）脉冲干扰仍能保持原有的mH／T值。否则一旦磁芯饱和，线圈的电感值便会迅速下降，甚至消失，也就失去功能。以上就是在低频端铁氧体磁芯无法比拟的原因。但随着工作频率的升高（＞400KHZ），铁基微晶合迅速下降。这时用铁氧体磁芯绕制的线圈电感虽然值不够高，但对该频段干扰所呈现的阻抗ωL并不低。换句话说，由于干扰频率的升高弥补了电感值的不足。再则，随着干扰频率的升高其脉宽和干扰能量必然也随之减小，磁芯也就无需极高的Bs值，而上述这些优点正是Mn－Zn铁氧体中高质磁芯所具有的（参见附表）。

本实用新型兼顾通带衰减、阻带衰减和时延的各个特性、选择了最大平坦近似的勃特沃兹四阶函数，并采用双端接载梯形网络加以综合，得到所需的LC值。然后在频谱仪实际测量时加以适当修正，使之达到最佳衰减特性。

本实用新型的一个实施例如下，元器件参数选择为：

L₁L₁′－11.85mH、L₂L₂′－1.35mH

C₁－0.01μF×2，C₂－2200PF×4

附图说明：1－

铁基微晶合金磁芯绕制的共模扼流圈，2－共模滤波电容，3－差模滤波电容，4－Mn－Zn铁氧体磁芯绕制的共模扼流圈，5－共模滤波电容，6－差模滤波电容，7－含铁基微晶合金磁芯的两阶低通滤波节，8－含铁氧体磁芯的两阶低通滤波节，9－电磁屏蔽盒，10、11－为电源输入端焊片，12、13－为电源输出端焊片，14－为滤波器接地焊片。曲线中：