[發明專利]一種基于EMI濾波器的電磁干擾噪聲測量與抑制系統

在審

• 申請號: 201510081489.4
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104678189A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 王子建;郭經紅;耿江海
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定);國網電力科學研究院
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 徐瑞豐;董金國

技術領域

本發明涉及一種基于EMI濾波器的電磁干擾噪聲測量與抑制系統，屬于電磁干擾噪聲處理技術領域。

背景技術

目前，在電力線和電氣設備中，電磁干擾（EMI）的作用途徑主要分為兩大類，分別是輻射干擾和傳導干擾。輻射干擾是指干擾源比較遠，干擾源發出的干擾以電磁波的形式被吸收，而傳導干擾是指干擾源距離比較近，干擾源經過耦合電容、耦合電感和公共阻抗的途徑進入被干擾設備。在低頻范圍內，電磁干擾的主要表現形式是傳導干擾。干擾信號主要是電流和電壓的諧波分量，而傳導干擾的載體則是信號線、控制線和電力線，為了控制并降低EMI的影響，在工業界最為有效的手段之一是采用EMI濾波器，根據傳導噪聲差模干擾和共模干擾產生的機理不同，相應的電磁干擾EMI濾波器的設計又分為共模濾波器和差模濾波器兩種，因此，在噪聲測量時需要分離后的共模噪聲和差模噪聲，這就需要設計能夠提供能精確分離共模噪聲和差模噪聲的共模濾波器和差模濾波器。按照國際標準進行的傳導性電磁干擾測量系統采用線性阻抗穩定網絡（LISN），只能提供電力線上的相互疊加的共模和差模混合干擾信號，由于不同模態信號確定不同濾波性能、拓撲結構與參數選取，因而現階段使用的線性阻抗穩定網絡對試劑功率線濾波器的干擾抑制幫助不大。

在多數電子、電氣設備的傳導發射過程中，傳導發射頻率從幾千盒子直至1GHz以上，當頻率很高時，由于導體損耗以及分布電感和分布電容的作用，使傳導電流大大衰減，直流電源的輸出端可能出現不同程度的交流噪聲和其他干擾，在交流整流后還能出現由于電源濾波器元件、電容和非正常的串聯電感諧振而傳輸的波紋，它們在電源的輸出端極可能引起阻尼振蕩。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供了一種能實現數據采樣調控、噪聲模態快速準確分離、能夠抗外部干擾同時抑制本身對其他設備產生干擾的基于EMI濾波器的電磁干擾噪聲測量與抑制系統。

本發明的技術方案如下：

一種基于EMI濾波器的電磁干擾噪聲測量與抑制系統，其包括用于提取混合噪聲的線性阻抗穩定網絡、信號選擇模塊、噪聲放大模塊、濾波器模塊、A/D采樣模塊、中心控制模塊以及串口通信模塊；所述線性阻抗穩定網絡的電源端外接有主電源，所述主電源經線性阻抗穩定網絡后接入被測設備的被測端，所述線性阻抗穩定網絡設置在主電源和被測設備之間，將提取到的混合噪聲輸出至噪聲分離電路進行差模信號、共模信號或者直通信號的分離選擇；

所述主電源經線性阻抗穩定網絡后接入被測設備的被測端，所述線性阻抗穩定網絡的提取信號輸出端經信號選擇模塊后輸入噪聲放大模塊的輸入端，所述噪聲放大模塊的輸出端依次經濾波器模塊和A/D采樣模塊后與中心控制模塊雙向連接，所述中心控制模塊經串口通信模塊與上位機進行通信；

所述信號選擇模塊包括噪聲分離電路和其外接的繼電器常閉觸點K1-1、繼電器常開觸點K1-2和繼電器常開觸點K2-1，所述繼電器常閉觸點K1-1和繼電器常開觸點K1-2相互為反向動作觸點。

進一步的，所述線性阻抗穩定網絡的地線輸出端V’_E經繼電器常開觸點K2-1導出直通信號c接入噪聲放大模塊的輸入端；所述線性阻抗穩定網絡的火線輸出端V’_L經噪聲分離電路后經繼電器常閉觸點K1-1導出共模信號a接入噪聲放大模塊的輸入端；所述線性阻抗穩定網絡的零線輸出端V’_N經噪聲分離電路后經繼電器常開觸點K1-2導出差模信號b接入噪聲放大模塊的輸入端。

進一步的，所述噪聲分離電路包括帶中心抽頭的射頻變壓器T、共模電感線圈L、差模濾波電容C和電阻R1~R2；所述差模濾波電容C和繼電器常閉觸點K1-1串聯后并聯在射頻變壓器T的原邊，所述射頻變壓器T的原邊的中點抽頭經電阻R1接地，所述射頻變壓器T的原邊的中點抽頭導出共模信號a，所述射頻變壓器T的副邊的兩端分別接共模電感線圈L的兩輸入端，所述射頻變壓器T的副邊的一端和共模電感線圈L的一個輸入端之間串聯有繼電器常開觸點K2-1，所述共模電感線圈L的兩輸出端一個接地，另一個經電阻R2接地，所述共模電感線圈L的接電阻R2的輸出端導出差模信號b。

進一步的，所述噪聲放大模塊包括運算放大器及其外圍電路組成，所述共模信號a、差模信號b和直通信號c擇一輸入所述運算放大器的輸入端。

進一步的，所述濾波器模塊由EMI低通濾波器和高通濾波器串聯組成，所述噪聲放大模塊中的運算放大器的輸出端依次經過EMI低通濾波器和高通濾波器接入A/D采樣模塊。