一种传导骚扰参数自动优化装置及其优化方法与流程

1.本发明涉及传导骚扰的技术领域，具体为一种传导骚扰参数自动优化装置及其优化方法。


背景技术：

2.随着智能电气化的发展，电子产业的细分行业中，电磁兼容行业迎来高速的增加，例如：在军用电磁兼容产品、民用电磁兼容产品的测试与整改方面都巨大的增长潜力。我国电子兼容技术起步较晚，但行业对专业技术要求却日益严苛，如在2012年国家食品药品监督管理局发布《医用电气设备第1-2部分：安全通用要求并列标准：电磁兼容要求与试验》规定一部分医用电气设备需要满足其电磁兼容标准，未达标产品禁止投放市场。
3.传导骚扰作为一种最为常见电磁兼容测试技术之一，是指电子、电气设备或系统内部的电压或电流通过信号线、电源线或地线传输出去而成为其他电子、电气设备或系统干扰源的一种电磁现象。几乎所有具备电源线的产品都会涉及到传导发射测试。但由于传导测试超标的原因有很多，样机内部的结构设计、接地设计以及一些关键元器件的选择，都会直接影响传导测试结果。所以在实际工作中，发现很多厂家对于传导测试超标感到一筹莫展。
4.由于在电磁兼容emi传导骚扰测试项目中，当传导骚扰测试项目不合格时，需要对传导骚扰的原因进行分析，并需要针对电路进行各个参数的技术整改。而目前常规的传导骚扰整改手段都是通过不断的人工调整电源滤波电路的参数，然后进行传导骚扰性能的反复对比测试后选择出最优参数。一般来说传导骚扰整改耗时至少2-3天，行业测试费用1000元/每项，整改测试预计费破万；现有的人工参数调整的手段具有整改效率低、调试时间长、测试费用高且无法找到最优参数解等缺点。综上所述，目前常规的传导骚扰整改手段都是通过不断的人工调整电源滤波电路的参数，如x电容、y电容、共模电感等，然后进行传导骚扰性能的反复对比测试，而这种采用人工参数调整的手段具有整改效率低、调试时间长、测试费用高且无法找到最优参数解等缺点，故此需要改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种传导骚扰参数自动优化装置及其优化方法，以解决上述背景技术中提出的采用人工参数调整来进行传导骚扰整改手段，存在整改效率低、调试时间长、测试费用高且无法找到最优参数解的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种传导骚扰参数自动优化装置，包括一个控制器、与acv市电连接的电源输入端以及电源输出端，所述的电源输入端与电源输出端之间依次连接有差模电感、第一组x电容、第一组共模电感、第一组y电容、第二组x电容、第二组共模电感以及第二组y电容，在第一组x电容、第一组共模电感、第一组y电容、第二组x电容、第二组共模电感以及第二组y电容上分别连接有器件切换mux矩阵选择器，每一个器件切换mux矩阵选择器均与所述控制器的输出端连接，所有器件切换mux矩阵选择器还
通过一个adc数据采集模块与控制器电连接，且所述的控制器还通过usb接口连接pc上位机，实现输入电源依次流过差模电感、第一组x电容、第一组共模电感、第一组y电容、第二组x电容、第二组共模电感以及第二组y电容后，由控制器控制器件切换mux矩阵选择器进行不同参数的组合，同时控制器会通过adc数据采集模块不断采集电源输出端的电源及纹波噪声，并经过控制器内置的数据处理算法，对不同组合的输入输出电源质量及纹波噪声的大小与预先储存的数据信息进行比对，选择出最满足要求的输出电源质量及纹波噪声的大小，并最终确定出usb接口向上位机输出差模电感、第一组x电容、第一组共模电感、第一组y电容、第二组x电容、第二组共模电感以及第二组y电容的最佳参数大小值，以此进行传导骚扰参数的自动优化过程。
7.作为优选，所述差模电感的取值范围为10mh、30mh、70mh、100mh；第一组x电容的取值范围为0.47uf、1uf、2uf、4.7uf；第一组y电容的取值范围为2.2nf、4.7nf；第一组共模电感的取值范围为50mh、30mh、12mh、8mh；第二组x电容的取值范围为0.1uf、0.47uf；第二组共模电感的取值范围为1.2mh、2mh、4.7mh；第二组y电容的取值范围为1nf、2.2nf。
8.本发明还公开了一种传导骚扰参数自动优化方法，其具体包括以下步骤：
9.s1、首选预先给差模电感、第一组x电容、第一组共模电感、第一组y电容、第二组x电容、第二组共模电感以及第二组y电容的每一个元器件选取多个阻值，并进行并联设置构成差模电感组、第一组x电容组、第一组共模电感组、第一组y电容组、第二组x电容组、第二组共模电感组以及第二组y电容组，然后将每一个器件切换mux矩阵选择器的多个切换端均连接同一个元器件组下的各个不同阻值的连接端；
10.s2、启动供电设备，当输入ac220v市电时，电源依次流过差模电感、第一组x电容、第一组共模电感、第一组y电容、第二组x电容、第二组共模电感以及第二组y电容；
11.s3、由控制器控制器件切换mux矩阵选择器进行不同参数的组合；
12.s4、同时控制器会通过adc数据采集模块不断采集电源输出端的电源及纹波噪声，并经过控制器内置的数据处理算法，对不同组合的输入输出电源质量及纹波噪声的大小与预先储存的数据信息进行比对；
13.s5、选择出最满足要求的输出电源质量及纹波噪声的大小，并最终确定出usb接口向pc上位机(14)输出差模电感、第一组x电容、第一组共模电感、第一组y电容、第二组x电容、第二组共模电感以及第二组y电容的最佳参数大小值，以此进行传导骚扰参数的自动优化过程。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明能够通过实时测量输入与输出电源的时域波形，找到合适的滤波电路的匹配参数，大大提高整改的效率，缩短传导骚扰参数调试的时间，且能够通过自动测量的方式找到传导骚扰滤波电路的最优参数组合。
附图说明
15.图1为实施例1中一种传导骚扰参数自动优化装置的电路原理框图；
16.图2为实施例1中一种传导骚扰参数自动优化装置中器件切换mux矩阵选择器与各个阻值的元器件组合时的局部电路原理参考图。
17.图中：控制器1、电源输入端2、电源输出端3、差模电感4、第一组x电容5、第一组共模电感6、第一组y电容7、第二组x电容8、第二组共模电感9、第二组y电容10、器件切换mux矩
阵选择器11、adc数据采集模块12、usb接口13、pc上位机14。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例：
20.请参阅图1-图2，本发明提供的一种实施例：一种传导骚扰参数自动优化装置，包括一个控制器1、与ac220v市电连接的电源输入端2以及电源输出端3，所述的电源输入端2与电源输出端3之间依次连接有差模电感4、第一组x电容5、第一组共模电感6、第一组y电容7、第二组x电容8、第二组共模电感9以及第二组y电容10，在第一组x电容5、第一组共模电感6、第一组y电容7、第二组x电容8、第二组共模电感9以及第二组y电容10上分别连接有器件切换mux矩阵选择器11，每一个器件切换mux矩阵选择器11均与所述控制器1的输出端3连接，所有器件切换mux矩阵选择器11还通过一个adc数据采集模块12与控制器1电连接，且所述的控制器1还通过usb接口13连接pc上位机14，实现输入电源依次流过差模电感4、第一组x电容5、第一组共模电感6、第一组y电容7、第二组x电容8、第二组共模电感9以及第二组y电容10后，由控制器1控制器件切换mux矩阵选择器11进行不同参数的组合，同时控制器1会通过adc数据采集模块12不断采集电源输出端3的电源及纹波噪声，并经过控制器1内置的数据处理算法计算分析后，对不同组合的输入输出电源质量及纹波噪声的大小与预先储存的数据信息进行比对，选择出最满足要求的输出电源质量及纹波噪声的大小，并最终确定出usb接口13向上位机输出差模电感4、第一组x电容5、第一组共模电感6、第一组y电容7、第二组x电容8、第二组共模电感9以及第二组y电容10的最佳参数大小值，以此进行传导骚扰参数的自动优化过程。
21.进一步，所述差模电感4的取值范围为10mh、30mh、70mh、100mh；第一组x电容5的取值范围为0.47uf、1uf、2uf、4.7uf；第一组y电容7的取值范围为2.2nf、4.7nf；第一组共模电感6的取值范围为50mh、30mh、12mh、8mh；第二组x电容8的取值范围为0.1uf、0.47uf；第二组共模电感9的取值范围为1.2mh、2mh、4.7mh；第二组y电容10的取值范围为1nf、2.2nf，在本实施例中由于上述的描述的各类元器件因为器件品类、要处理的噪声频段等多个因素的限制，都是要有固定参数的电感、电容，因此根据元器件的常规设计参数要求及厂家提供的元器件清单，因此为了满足设计要求，本发明采用上述的各个参数要求。
22.本实施例还公开了一种传导骚扰参数自动优化方法，具体包括以下步骤：
23.s1、首选预先给差模电感4、第一组x电容5、第一组共模电感6、第一组y电容7、第二组x电容8、第二组共模电感9以及第二组y电容10的每一个元器件选取多个阻值，并进行并联设置构成差模电感组、第一组x电容组、第一组共模电感组、第一组y电容组、第二组x电容组、第二组共模电感组以及第二组y电容组，然后将每一个器件切换mux矩阵选择器11的多个切换端均连接同一个元器件组下的各个不同阻值的连接端；
24.s2、启动供电设备，当输入ac220v市电时，电源依次流过差模电感4、第一组x电容5、第一组共模电感6、第一组y电容7、第二组x电容8、第二组共模电感9以及第二组y电容10；
25.s3、由控制器1控制器件切换mux矩阵选择器11进行不同参数的组合；
26.s4、同时控制器1会通过adc数据采集模块12不断采集电源输出端3的电源及纹波噪声，并经过控制器1内置的数据处理算法，对不同组合的输入输出电源质量及纹波噪声的大小与预先储存的数据信息进行比对；
27.s5、选择出最满足要求的输出电源质量及纹波噪声的大小，并最终确定出usb接口13向pc上位机4输出差模电感4、第一组x电容5、第一组共模电感6、第一组y电容7、第二组x电容8、第二组共模电感9以及第二组y电容10的最佳参数大小值，以此进行传导骚扰参数的自动优化过程。
28.在步骤s2中器件切换mux矩阵选择器11进行不同参数的组合是包含差模电感、第一组x电容、第一组共模电感、第一组y电容、第二组x电容、第二组共模电感以及第二组y电容，因为每组器件都有几个固定的参数器件即会预先旋转多个不同的阻值，因此不同组器件之间进行排列组合，且在组合时包含差模电感、第一组x电容、第一组共模电感、第一组y电容、第二组x电容、第二组共模电感以及第二组y电容每组中的一个器件称之为1个组合，简单讲：例如本实施例中所述差模电感的取值范围为10mh、30mh、70mh、100mh；第一组x电容的取值范围为0.47uf、1uf、2uf、4.7uf；第一组y电容的取值范围为2.2nf、4.7nf；第一组共模电感的取值范围为50mh、30mh、12mh、8mh；第二组x电容的取值范围为0.1uf、0.47uf；第二组共模电感的取值范围为1.2mh、2mh、4.7mh；第二组y电容的取值范围为1nf、2.2nf，(如图2所示，由于第二组y电容有两个电容组成，因此每一个电容对应两个取值，故第二组y电容共有4个，因此在与器件切换mux矩阵选择器11连接时将4个不同阻值的电容均需要考虑在内)因此假设与差模电感连接的器件切换mux矩阵选择器11切换到了选用10mh的差模电感的时候，与第一组x电容连接的器件切换mux矩阵选择器11切换到了选用0.47uf的第一组x电容，与第一组y电容连接的器件切换mux矩阵选择器11切换到了2.2nf的第一组y电容，与第一组共模电感连接的器件切换mux矩阵选择器11切换到了50mh的共模电感，与第二组y电容连接的器件切换mux矩阵选择器11切换到1nf的第二组y电容，这样就是一组组合，以此作为参考，因此会对应多个组合方式。
29.且步骤s4中的算法是通过在常规的自适应加权及数字滤波算法基础上，根据传导骚扰参数优化的需求，从数据采集、处理、存储、比对的维度进行的算法设计考虑的，该算法的主要运行逻辑如下：由adc数据采集模块采集输出端的电源及纹波噪声，通过现有的自适应加权及数字滤波的方法将采集到电源电压值和纹波噪声进行存储，然后通过控制器不断的切换各个部件的组合方式，然后不断的采集每一个组合方式的输出端电源电压及纹波噪声的数值，并与自适应加权及数字滤波的方法进行处理后的值(作为参考数值即阈值)进行对比，最终找到最合适的元器件的参数组合取值，而本实施例中涉及的自适应加权及数字滤波的方法属于常规技术，故此不做具体描述。且本实施例中涉及到的最优参数是需要根据实际传导骚扰噪声控制的要求，根据测试标准配置到数据采集及控制逻辑的参数要求而定的，置于如何认为最终的组合取值为最优参数属于本领域常规技术，故此不做具体描述。
30.而本发明创造的技术方案，能够通过实时测量输入与输出电源的时域波形，找到合适的滤波电路的匹配参数，大大提高整改的效率，缩短传导骚扰参数调试的时间，且能够通过自动测量的方式找到传导骚扰滤波电路的最优参数组合，能够实现传导骚扰参数的自适应优化调整，整改耗时能由原来2-3天降低至半小时，极大提升整改效率，且不需要反复
测试，节约测试成本，还能实现各器件参数的最优组合，使传导骚扰的性能指标达到最优。
31.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。