一种汽车电源端口滤波电路的制作方法

xiaoxiao2020-08-01  1

专利名称:一种汽车电源端口滤波电路的制作方法
技术领域
—种汽车电源端口滤波电路 本实用新型涉及汽车电源,尤其涉及一种汽车电源端口滤波电路。越来越多的带有电子控制、通讯、导航、监控和显示等各种功能的电子装置应用到汽车设计中。因此,必须考虑这些电子装置工作时所处的电气和电磁环境,它可能对周围的电子设备造成危害,同时也受到车载其他电气设备产生的电磁干扰,可能导致电子装置的功能降低、短暂故障甚至永久损坏。这些电磁干扰往往来自于点火系统、发电机及整流器系、电机以及执行器等供电系统,而且电磁干扰的频带很宽,且会通过传导、耦合或辐射的方式,传播到车载电子部件或系统中,影响其正常运行。鉴于此,IS07637-2中规定了沿电源线的电瞬态传导的干扰脉冲的抗扰性失效模式、严重程度和测量标准,对实际汽车在行驶过程中会对电源端口造成影响的情况做了以下定义为:脉冲I模拟电源与感性负载断开连接时所产生的瞬态现象。脉冲2a用于模拟由于线束电感使与DUT并联的装置内电流突然中断引起的瞬态现象。脉冲2b用于模拟点火开关断开后,直流电机成为发电机而产生的瞬态现象。脉冲3a、3b是为了模拟开关过程形成的瞬态现象。脉冲4模拟内燃机的启动机电路通电时形成的电源电压的降低现象。试验脉冲5是模拟抛负载瞬态现象。这些模拟的脉冲情况在实际情况中适用于各种动力系统的道路车辆,为了确保用电设备正常工作,免受来自电源线上的电瞬态传导干扰脉冲,汽车电源端口的滤波设计成为汽车电子产品设计中的重点。本实用新型提供了一种汽车电源端口滤波电路,使汽车电源端口能够达到良好的滤波效果,避免在实际使用过程中出现的一些脉冲的干扰,保障人身和车辆安全。本实用新型的技术方案是:一种汽车电源端口滤波电路,其包括第一 TVS管和第二 TVS管,第一 TVS管的一端与汽车电源端口的正极连接,另一端接地;第二 TVS管的一端与汽车电源端口的负极连接,另一端接地。本实用新型在汽车电源端口的正极和负极连接接地的TVS管,该TVS管是十分有效的瞬态干扰抑制器件,当其两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10 - 12ns量级的速度,将两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌或者脉冲功率,使两极间的电压箝位于一个预定值(一般小于2倍额定工作电压),有效地保护电子电路中的精密元器件免受各种浪涌脉冲的破坏,满足电磁兼容的要求;使汽车电源端口能够达到良好的滤波效果,避免在实际使用过程中出现的一些脉冲的干扰,保障人身和车辆安全。[
]图1是本实用新型汽车电源端口滤波电路在一实施例中的电路原理图。
以下结合附图对本实用新型的具体实施例做一详细的阐述。如图1,本实用新型的汽车电源端口滤波电路,包括第一 TVS管Dl和第二 TVS管D2,第一 TVS管Dl的一端与汽车电源端口的正极连接,另一端接地;第二 TVS管D2的一端与汽车电源端口的负极连接,另一端接地。本实用新型在汽车电源端口的输入端增加滤波设计,即在电源端口上连接有TVS管,从电磁兼容的角度出发,最大程度上满足电磁兼容的要求,使汽车电源端口能够达到良好的滤波效果,避免在实际使用过程中出现的一些脉冲的干扰,保障人身和车辆安全。TVS管是十分有效的瞬态干扰抑制器件,当其两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10 - 12ns量级的速度,将两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌或者脉冲功率,使两极间的电压箝位于一个预定值(一般小于2倍额定工作电压),有效地保护电子电路中的精密元器件免受各种浪涌脉冲的破坏。另外,如果汽车的产品设计要求要通过IS07637的Pulse5脉冲,可以更换大功率的TVS管,另外还可以通过将多个TVS管串/并联起来解决高电压和大功率的要求。将TVS管串联可以获得更高的限定电压值,只是等效TVS管的最大吸收电流取决于串连TVS管中I脉冲电流值最低的一个。将TVS管并联可以获得更高的限定电流值,只是等效TVS管的最大脉冲电压取决于并联TVS管中启动电压中最低的一个。由于TVS管主要是抑制瞬间的脉冲,属于保护器件,不能有效的滤除干扰,为此本实用新型在TVS管之后还增加滤波电路,即包括第一 Y电容Cl和第二 Y电容C2,第一 Y电容Cl的一端与汽车电源端口的负极连接,另一端接地;第二 Y电容C2的一端与汽车电源端口的正极连接,另一端接地。该Y电容Cl、C2可以起到滤波作用,滤除干扰,由于输入电源的干扰主要在几百kHz 几十MHz,电容容值选择一般为nF级至μ F级,一般两个电容之间会相差一个数量级。汽车电源端口的正极和负极之间还会产生很强的共模干扰,为此,本实用新型还包括串接在汽车电源端口的正极和负极上的共模电感LI,共模电感LI的其中一个电感的两端3、4串接在汽车电源端口的正极上,共模电感LI的另一个电感的两端1、2串接在汽车电源端口的负极上。共模电感(Common mode Choke),也叫共模扼流圈,对共模干扰具有抑制作用,而对差模干扰无抑制作用。共模扼流圈可以传输差模信号,直流和频率很低的差模信号都可以通过,而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗,发挥了一个阻抗器的作用,所以共模电感可以用来抑制共模电流干扰。汽车电源端口的干扰在经过共模电感LI之后,共模干扰基本上滤除,可是输入正负极之间的差模干扰可能还会存在;为此,本实用新型还包括X电容C5,可以滤除差模干扰,该X电容C5的一端通过共模电感LI的其中一个电感与汽车电源端口的正极连接,另一端通过共模电感LI的另 一个电感与汽车电源端口的负极连接。由于差模干扰的频率较宽,在使用X电容C5滤波之后,差模干扰仍会存在;为此,本实用新型还包括第一多孔珠L2和第二多孔珠L3,该第一多孔珠L2的一端通过共模电感LI的其中一个电感与汽车电源端口的正极连接,另一端与后级电路连接;该第二多孔珠L3的一端通过共模电感LI的另一个电感与汽车电源端口的负极连接,另一端与后级电路连接。多孔珠的滤波范围一般到200MHz,对滤波差模干扰有很好的效果。为了防止差模滤波之后产生的共模滤波,本实用新型还包括第三Y电容C3和第四Y电容C4,该第三Y电容C3的一端、第四Y电容C4的一端分别与第一多孔珠L2和后级电路的连接点连接,该第三Y电容C3的另一端、第四Y电容C4的另一端分别与第二多孔珠L3和后级电路的连接点连接。该Y电容C3、C4可以做共模滤波,以达到滤除干扰的效果。以上所述的本实用新型实施方式,并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
权利要求1.一种汽车电源端口滤波电路,其特征在于:包括第一 TVS管和第二 TVS管,第一 TVS管的一端与汽车电源端口的正极连接,另一端接地;第二 TVS管的一端与汽车电源端口的负极连接,另一端接地。
2.根据权利要求1所述的汽车电源端口滤波电路,其特征在于:还包括第一Y电容和第二 Y电容,第一 Y电容的一端与汽车电源端口的负极连接,另一端接地;第二 Y电容的一端与汽车电源端口的正极连接,另一端接地。
3.根据权利要求2所述的汽车电源端口滤波电路,其特征在于:还包括串接在汽车电源端口的正极和负极上的共模电感。
4.根据权利要求3所述的汽车电源端口滤波电路,其特征在于:还包括X电容,该X电容的一端通过共模电感的其中一个电感与汽车电源端口的正极连接,另一端通过共模电感的另一个电感与汽车电源端口的负极连接。
5.根据权利要求4所述的汽车电源端口滤波电路,其特征在于:还包括第一多孔珠和第二多孔珠,该第一多孔珠的一端通过共模电感的其中一个电感与汽车电源端口的正极连接,另一端与后级电路连接;该第二多孔珠的一端通过共模电感的另一个电感与汽车电源端口的负极连接,另一端与后级电路连接。
6.根据权利要求5所述的汽车电源端口滤波电路,其特征在于:还包括第三Y电容和第四Y电容,该第三Y电容的一端、第四Y电容的一端分别与第一多孔珠和后级电路的连接点连接,该第三Y电容的另一端、第四Y电容的另一端分别与第二多孔珠和后级电路的连接点连接 。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车电源端口滤波电路,其包括第一TVS管和第二TVS管,第一TVS管的一端与汽车电源端口的正极连接,另一端接地;第二TVS管的一端与汽车电源端口的负极连接,另一端接地。该TVS管是十分有效的瞬态干扰抑制器件,当其两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10–12ns量级的速度,将两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌或者脉冲功率,使两极间的电压箝位于一个预定值(一般小于2倍额定工作电压),有效地保护电子电路中的精密元器件免受各种浪涌脉冲的破坏,满足电磁兼容的要求;使汽车电源端口能够达到良好的滤波效果,避免在实际使用过程中出现的一些脉冲的干扰,保障人身和车辆安全。
文档编号H02H9/04GK203086123SQ20132002323
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者吴卫兵, 单同坤 申请人:深圳市赛盛技术有限公司

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