抗干扰电路及电源干扰抑制装置的制作方法

1.本技术涉及电源技术领域，尤其是一种抗干扰电路及电源干扰抑制装置。


背景技术：

2.随着大量电器的使用，电网中存在各种各样的干扰信号，开关电源和数字电路本身也会产生干扰信号，严重影响了用电设备的正常工作。为了减小电网对用电设备干扰并防止用电设备产生的干扰对电网的影响，常用的解决方案有在电源电路上接入交流滤波、电源隔离以及再生电源等对电源信号进行处理，但在实际使用中，这几种技术存在一定的缺陷，例如，电源交流滤波不能针对特殊频率进行针对性处理；隔离变压器输出电压跌落产生动态压缩也会影响用电设备的性能发挥，尤其是音频设备；再生电源抗过载能力较差、造价高昂。
3.综上所述，有必要针对于用电设备提供一种更加有效的抗干扰技术方案。


技术实现要素：

4.本技术的目的旨在解决上述的技术缺陷之一，提供一种抗干扰电路及电源干扰抑制装置。
5.本技术提供一种抗干扰电路，包括：以并联或串联方式连接的电感l1 和电容c1；所述电感l1与电容c1构成第一lc谐振网络；
6.所述第一lc谐振网络两端连接在电源线路与用电设备之间，所述用电设备的工作频率至少包括第一频段；
7.所述第一lc谐振网络的谐振频率至少覆盖所述第一频段，所述第一lc 谐振网络处于谐振频率时呈高阻抗状态，对所述电源线路中所述第一频段对应的电源噪声进行抑制；
8.所述第一lc谐振网络处于非谐振频率时呈低阻抗状态。
9.在一个实施例中，所述的抗干扰电路，还包括：以并联或串联方式连接的电感l2和电容c2；所述电感l2与电容c2构成第二lc谐振网络；
10.所述第二lc谐振网络两端连接在电源线路与用电设备之间，所述用电设备的工作频率至少包括第二频段；
11.所述第二lc谐振网络的谐振频率至少覆盖所述第二频段，所述第二lc 谐振网络处于谐振频率时呈高阻抗状态，对所述电源线路中所述第二频段对应的电源噪声进行抑制；
12.所述第二lc谐振网络处于非谐振频率时呈低阻抗状态。
13.在一个实施例中，所述电感l1采用1mm以上直径的铜线绕制，所述电容 c1采用cbb电容；所述电感l2采用1mm以上直径的铜线绕制，所述电容c2 采用cbb电容。
14.在一个实施例中，所述电感l1、电感l2为可调电感；所述电容c1、第二电容c2为可调电容。
15.本技术上述技术方案，具有如下有益效果：
16.针对于用电设备的特定频段，通过电感和电容并联/串联构成的lc谐振网络，在谐振频率时呈高阻抗状态，抑制电源信号中的干扰信号，在非谐振频率时呈低阻抗状态，使得电源信号顺利通过lc谐振网络向用电设备供电；该技术方案，对于已明确的用电设备的特定频段，利用lc谐振网络来对相应频段的干扰信号进行抑制，并确保让电源信号通过，以相对较低的硬件成本实现了对干扰信号的抑制，准确地消除电源噪声。
17.另外，通过两组lc谐振网络，且电感和电容的参数可调，利用不同参数的电感和电容，可以对多种特定频段的干扰信号的组合抑制，进一步提高了对干扰信号的抑制，准确地消除电源噪声。
18.本技术提供一种电源干扰抑制装置，包括：上述实施例所提供的抗干扰电路，信号检测电路以及信号处理器；
19.所述抗干扰电路连接在交流电源与用电设备之间，所述信号检测电路连接所述交流电源的电源线路上，所述信号检测电路还连接所述抗干扰电路的控制端；
20.所述信号检测电路检测交流电源的电源信号并输出至所述信号处理器，所述信号处理器输出控制信号输出至所述抗干扰电路的控制端。
21.在一个实施例中，所述的电源干扰抑制装置，还包括连接所述信号处理器的mcu，所述mcu还连接所述用电设备；
22.所述mcu读取所述用电设备的第一频段和/或第二频段的频率参数，输出至所述信号处理器。
23.在一个实施例中，所述信号检测电路包括：依次连接的宽频带隔离取样电路、降压电路和模数转换电路；
24.所述宽频带隔离取样电路对电源信号进行隔离采样；所述降压电路将所述采样的电源信号变压到低压的模拟电压信号；所述模数转换电路将所述模拟电压信号转化成数字电压信号。
25.在一个实施例中，所述信号检测电路还连接所述抗干扰电路与用电设备之间的电源线路上；
26.所述信号检测电路还检测所述抗干扰电路的输出电源信号并反馈至所述信号处理器。
27.在一个实施例中，所述的电源干扰抑制装置，还包括连接在所述信号处理器与抗干扰电路之间的信号转换电路，所述信号转换电路包括：依次连接的数模转换电路和光耦隔离放大电路；
28.所述数模转换电路将所述信号处理器输出的控制信号转换为模拟控制信号；所述光耦隔离放大电路通过光耦合隔离方式将所述控制信号传输至所述抗干扰电路。
29.在一个实施例中，所述的电源干扰抑制装置，还包括连接所述mcu的显示及按键电路，用于显示信息和接收用户输入的按键信息。
30.本技术上述技术方案，具有如下有益效果：
31.通过检测电源信号中的电源噪声，信号处理器输出控制信号至抗干扰电路，对电源线路上的电源信号中的电源噪声进行抑制，能够准确地对电源噪声进行消除，以相对较低的硬件成本实现了对干扰信号的抑制。
32.另外，mcu可以直接读取用电设备的特定频段参数，并输入到信号处理器，信号处理器可以输出更加精准的控制信号至抗干扰电路产生相应的谐波频率补偿电源信号，以抑制电源噪声；实现了自动化读取用电设备的特定频段，自适应控制抗干扰电路对干扰信号进行抑制。
33.再者，信号检测电路还检测抗干扰电路的输出电源信号反馈至信号处理器，信号处理器输出更为精准的控制信号控制抗干扰电路产生相应的谐波频率补偿电源信号；该技术方案可以构成良好的闭环系统，以更为有效地抑制干扰信号。
34.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
35.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
36.图1是一个实施例的抗干扰电路结构示意图；
37.图2是另一个实施例的抗干扰电路结构示意图；
38.图3是又一个实施例的干扰抑制电路结构示意图；
39.图4是检测电路连接示意图；
40.图5是串联lc谐振电路结构示意图；
41.图6是并联lc谐振电路结构示意图；
42.图7是可调lc谐振电路的示意图；
43.图8为一个实施例的电源干扰抑制装置的结构图；
44.图9是另一个实施例的电源干扰抑制装置的结构图。
具体实施方式
45.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
46.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作。
47.参考图1，图1是一个实施例的抗干扰电路结构示意图，包括：以并联或串联方式连接的电感l1和电容c1；所述电感l1与电容c1构成第一lc谐振网络；所述第一lc谐振网络两端连接在电源线路与用电设备之间，所述用电设备的工作频率至少包括第一频段；例如，对于音频设备来说，第一频段可以是音频设备比较敏感的频率段。
48.所述第一lc谐振网络的谐振频率至少覆盖所述第一频段，所述第一lc 谐振网络处于谐振频率时呈高阻抗状态，对所述电源线路中所述第一频段对应的电源噪声进行抑制；所述第一lc谐振网络处于非谐振频率时呈低阻抗状态。
49.上述实施例的方案，针对于用电设备的特定频段，通过电感和电容并联/ 串联构
成的lc谐振网络，在谐振频率时呈高阻抗状态，抑制电源信号中的干扰信号，在非谐振频率时呈低阻抗状态，使得电源信号顺利通过lc谐振网络向用电设备供电；该技术方案，对于已明确的用电设备的特定频段，利用lc 谐振网络来对相应频段的干扰信号进行抑制，并确保让电源信号通过，以相对较低的硬件成本实现了对干扰信号的抑制，准确地消除电源噪声。
50.具体地，电感l1与电容c1并联/串联连接，且两端连接在交流电源(如 220v)的火线与用电设备的电源的火线之间，电感l1和电容c1构成第一lc 谐振网络；图1中所示是并联连接方式，如采用串联结构，则电感l1与电容 c1串联连接。
51.第一lc谐振网络的谐振点与用电设备的第一频段相匹配，在谐振频率呈高阻抗状态，对第一频段覆盖的电源噪声进行抑制，第一lc谐振网络在非谐振频率呈低阻抗状态，便于交流电源的电源信号通过第一lc谐振网络向用电设备供电。
52.为了更加清晰本技术的技术方案，下面阐述更多实施例，参考图2，图2 是另一个实施例的抗干扰电路的结构图。
53.在一个实施例中，抗干扰电路还包括以并联或串联方式连接的电感l2 和电容c2；所述电感l2与电容c2构成第二lc谐振网络；第二lc谐振网络两端连接在电源线路与用电设备之间，用电设备的工作频率至少包括第二频段；图2中所示是并联，如采用串联结构，则电感l2与电容c2串联连接。
54.所述第二lc谐振网络的谐振频率至少覆盖所述第二频段，所述第二lc 谐振网络处于谐振频率时呈高阻抗状态，对所述电源线路中所述第二频段对应的电源噪声进行抑制；所述第二lc谐振网络处于非谐振频率时呈低阻抗状态。
55.上述实施例的方案，通过两组lc谐振网络，且电感和电容的参数可调，利用不同参数的电感和电容，可以对多种特定频段的干扰信号的组合抑制，进一步提高了对干扰信号的抑制，准确地消除电源噪声。
56.在一个实施例中，所述电感l1采用1mm以上直径的铜线绕制，所述电容 c1采用cbb电容；所述电感l2采用1mm以上直径的铜线绕制，所述电容c2 采用cbb电容；第一频段或第二频段范围可以为1khz
‑
3khz。
57.在一个实施例中，所述电感l1、电感l2为可调电感；所述电容c1、第二电容c2为可调电容。通过可调电感电容可以利用控制信号来控制lc谐振网络的运行参数，以自适应地抑制电源信号中的干扰信号。
58.上述实施例的技术方案，可以应用于音频设备等的电源优化当中，利用lc谐振网络，消除电源中对音频设备特定频段的电源噪声。例如，由于人的听觉对于中频(1khz
‑
3khz)频段特别敏感，而市电电网基频为50hz，由于电网中存在大量的干扰信号，而且电源经过长距离传输后也会产生波形失真，产生了人的听觉较为敏感的频段的干扰信号。而且为了让电感的铜损尽量的低，通过选取1mm直径以上的铜丝绕制，电容选择高耐压、低损耗的cbb电容，在抑制干扰信号的同时对于有用信号几乎是无损通过。
59.在一个实施例中，参考图3所示，图3是又一个实施例的干扰抑制电路结构示意图，干扰抑制电路还可以包括：连接在所述交流电源与用电设备的电源之间的第一继电器，以及连接在所述第一lc谐振电路/第二lc谐振电路与用电设备的电源之间的第二继电器。
60.所述第一继电器用于接通/断开交流电源向用电设备的电源进行供电；所述第二继电器用于接通/断开第一lc谐振电路/第二lc谐振电路；其中，第一继电器与第二继电器
的接通/断开状态互斥。
61.本实施例中，通过在交流电源与用电设备的电源之间设置第一继电器，在第一lc谐振电路/第二lc谐振电路与用电设备的电源之间设置第二继电器，可以控制第一继电器和第二继电器的接通或断开，第一继电器与第二继电器的接通/断开状态互斥，选择由第一lc谐振电路/第二lc谐振电路对供电进行干扰抑制，或者由交流电源直接向用电设备进行供电。
62.如图3中，增加了继电器1(第一继电器)和继电器2(第二继电器)，分别由控制电路1和控制电路2进行控制，当控制电路1断开继电器1时，此时，控制电路2接通继电器2，第一lc谐振电路(l1c1)和第二lc谐振电路(l2c2)接入电路中进行工作。相反的，当控制电路1接通继电器1时，此时，控制电路2断开继电器2，第一lc谐振电路(l1c1)和第二lc谐振电路(l2c2)不工作。另外，继电器1和继电器2可以由控制电路控制，也可以手动控制，或者自动方式控制干扰执行电路是否生效。
63.上述方案中，通过增加继电器来控制电路的工作状态，参考图4所示，图4是检测电路连接示意图，控制电路1和控制电路2可以连接检测电路，当检测电路判断到用电设备没有干扰信号时，可以自动切断干扰抑制电路，避免对电源损耗，提高供电效率。
64.在一个实施例中，参考图5所示，图5是串联lc谐振电路结构示意图，所述第一lc谐振电路和第二lc谐振电路分别包括多个串联的lc谐振电路；其中，各个lc谐振电路分别对应不同的频率，对不同干扰点和干扰频率进行抑制；或者各个lc谐振电路对应相同的频率，对同一个干扰点和干扰频率进行叠加抑制；另外，类似于图6的结构，各个控制电路也可以连接检测电路，在此不再赘述。
65.如图5，多个lc谐振电路串联应用，可以对各个干扰点和干扰频率进行抑制，也可以将干扰抑制电路设置同样参数，针对同一干扰点进行叠加抑制，增强抑制效果。另外，还可以在每一组串联的lc谐振电路两端都加上并联的继电器(图中未示出)，以此来控制该lc谐振电路是否生效。
66.在另一个实施例中，参考图6所示，图6是并联lc谐振电路结构示意图，所述第一lc谐振电路和第二lc谐振电路分别包括多个并联的lc谐振电路；所述第二继电器包括分别与每个并联的lc谐振电路连接的继电器；其中，各个lc谐振电路分别对应不同的频率，对不同干扰点和干扰频率进行抑制；或者各个lc谐振电路对应相同的频率，对同一个干扰点和干扰频率进行叠加抑制；另外，类似于图4的结构，各个控制电路也可以连接检测电路，在此不再赘述。
67.上述两个实施例的方案中，第一lc谐振电路和第二lc谐振电路可以分别包括多个串联的lc谐振电路；或者第一lc谐振电路和第二lc谐振电路分别包括多个并联的lc谐振电路，第二继电器包括分别与每个并联的lc谐振电路连接的继电器。对于各个lc谐振电路分别对应不同的频率，对不同干扰点和干扰频率进行抑制；或者各个lc谐振电路对应相同的频率，对同一个干扰点和干扰频率进行叠加抑制，以提高电路对干扰频率的抑制效果。
68.通过多个lc谐振电路并联应用，可以根据检测电路分析结果选择对应频率的干扰抑制电路，应对不同用电设备对电源质量的要求，当需要更为“干净、纯净的电源”时，可以从多个干扰抑制执行并联或者串联提高抑制效果。
69.下面继续阐述相关实施例。
70.在一个实施例中，所述第一电感采用1mm以上直径的铜线绕制，所述第一电容采用cbb电容；所述第二电感采用1mm以上直径的铜线绕制，所述第二电容采用cbb电容；所述敏感频段范围可以为1khz
‑
3khz。
71.在一个实施例中，参考图7，图7是可调lc谐振电路的示意图，所述第一电感、第二电感为可调电感；所述第一电容、第二电容为可调电容；通过可调电感电容可以利用控制信号来控制lc谐振电路的运行参数，以自适应地抑制电源信号中的干扰信号；另外，类似于图4的结构，各个控制电路也可以连接检测电路，在此不再赘述。
72.上述实施例的技术方案，可以应用于音频设备等的电源优化当中，利用lc谐振网络，消除电源中对音频设备非常敏感频段的电源噪声。例如，由于人的听觉对于中频(1khz
‑
3khz)频段特别敏感，而市电电网基频为 50hz，由于电网中存在大量的干扰信号，而且电源经过长距离传输后也会产生波形失真，产生了人的听觉较为敏感的频段的干扰信号。而且为了让电感的铜损尽量的低，通过选取1mm直径以上的铜丝绕制，电容选择高耐压、低损耗的cbb电容，在抑制干扰信号的同时对于有用信号几乎是无损通过。
73.另外，通过两组lc谐振电路，且电感和电容的参数可调，利用计算的不同参数的电感和电容，可以形成对多种频段的干扰信号的组合抑制，进一步提高了对干扰信号的抑制，有选择性地、准确地消除电源噪声。
74.下面阐述本技术的电源干扰抑制装置的实施例，该电源干扰抑制装置可以采用本技术提供的抗干扰电路。
75.参考图8，图8是一个实施例的电源干扰抑制装置的结构图，主要包括：包括：抗干扰电路，信号检测电路以及信号处理器；所述抗干扰电路连接在交流电源(如220v)与用电设备之间，所述信号检测电路连接所述交流电源的电源线路上，所述信号检测电路还连接所述抗干扰电路的控制端；其中，所述信号检测电路检测交流电源的电源信号并输出至所述信号处理器，所述信号处理器输出控制信号输出至所述抗干扰电路的控制端。
76.上述实施例的方案，通过检测电源信号中的电源噪声，信号处理器输出控制信号至抗干扰电路，对电源线路上的电源信号中的电源噪声进行抑制，能够准确地对电源噪声进行消除，以相对较低的硬件成本实现了对干扰信号的抑制。
77.为了更加清晰本技术的技术方案，下面阐述更多实施例，参考图9，图9 是另一个实施例的电源干扰抑制装置的结构图。
78.在一个实施例中，所述的电源干扰抑制装置，还包括连接所述信号处理器的mcu，所述mcu还连接所述用电设备；所述mcu读取所述用电设备的所述第一频段和/或第二频段的频率参数，输出至所述信号处理器。
79.上述实施例的方案，mcu可以直接读取用电设备的特定频段参数，并输入到信号处理器，信号处理器可以输出更加精准的控制信号至抗干扰电路产生相应的谐波频率补偿电源信号，以抑制电源噪声；实现了自动化读取用电设备的特定频段，自适应控制抗干扰电路对干扰信号进行抑制。
80.例如，mcu可以读取所述用电设备的所述特定频段参数，向信号处理器输入用电设备的特定频段参数，信号处理器可以根据电源噪声和用电设备的特定频段参数输出所述控制信号。
81.示例性的，信号处理器可以根据特定频段确定电源噪声的抑制频段范围，根据所
述抑制频段范围计算控制信号；抗干扰电路可以根据控制信号产生相应的谐波频率补偿电源信号，抑制所述电源噪声。
82.在上述实施例中，mcu可以直接读取用电设备的特定频段参数，并输入到信号处理器，信号处理器根据特定频段确定电源噪声的抑制频段范围，根据抑制频段范围计算控制信号，控制抗干扰电路产生相应的谐波频率补偿电源信号，以抑制电源噪声；实现了自动化读取用电设备的特定频段参数，自适应计算精确的控制信号。
83.下面继续阐述相关实施例。
84.在一个实施例中，继续参考图9，所述信号检测电路包括：依次连接的宽频带隔离取样电路、降压电路和模数转换电路。所述宽频带隔离取样电路对电源信号进行隔离采样；所述降压电路将所述采样的电源信号变压到低压的模拟电压信号；所述模数转换电路将所述模拟电压信号转化成数字电压信号。
85.上述实施例中，通过宽频带隔离取样电路，可以对电源信号中宽频带的干扰信号进行采样，并且能够良好隔离对元器件的干扰，提高采样准确性。
86.在一个实施例中，继续参考图4，所述的电源干扰抑制装置，还包括连接在所述信号处理器与抗干扰电路之间的信号转换电路，所述信号转换电路包括：依次连接的数模转换电路和光耦隔离放大电路；所述数模转换电路将所述信号处理器输出的控制信号转换为模拟控制信号；所述光耦隔离放大电路通过光耦合隔离方式将所述控制信号传输至所述抗干扰电路。
87.上述实施例中，通过光耦隔离放大电路，可以防止引入干扰，便于通过低压的控制信号对电源信号的精确控制。
88.在一个实施例中，继续参考图9，所述的电源干扰抑制装置，还包括连接所述mcu的显示及按键电路，用于显示信息和接收用户输入的按键信息。
89.上述实施例中，通过显示及按键电路，便于输入相关参数，显示相关信息以及其他操作等。
90.在一个实施例中，继续参考图4，所述信号检测电路还连接所述抗干扰电路与用电设备之间的电源线路上；所述信号检测电路还检测所述抗干扰电路的输出电源信号并反馈至所述信号处理器。
91.示例性的，信号检测电路可以检测抗干扰电路的输出电源信号，并将输出电源信号反馈至信号处理器，信号处理器利用电源噪声、用电设备的特定频段参数和反馈的输出电源信号等获取控制信号。
92.上述实施例中，信号检测电路还检测抗干扰电路的输出电源信号反馈至信号处理器，信号处理器输出更为精准的控制信号控制抗干扰电路产生相应的谐波频率补偿电源信号；该技术方案可以构成良好的闭环系统，以更为有效地抑制干扰信号。
93.以上所述仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。