一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種濾波電感器，尤其是涉及一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器。
【背景技術】
[0002]在航空航天、電動汽車、光伏發電等諸多領域中，濾波器是必不可少的部件。如何有效地設計濾波器參數，提升功率密度，改善電磁干擾(EMI)情況，不僅關系到系統的正常工作，而且也關系到整體性能的優化以及控制部分的穩定可靠運行。
[0003]濾波器是提高EMI性能的重要手段，傳統濾波器原理如圖1所示。但是濾波器的各個器件存在高頻非理想特性，特別是隨著頻率的增加，由于寄生參數的存在，濾波器的高頻性能變差，此時濾波器消除共模干擾和差模干擾的能力降低，可能導致整個系統不能正常工作。針對高頻情況下濾波器性能較差的一系列問題，適當調整濾波器的阻抗是重要的解決方法，它可以通過改變濾波器的阻抗尤其是在高頻下的阻抗，有效提高濾波器在高頻下的濾波性能。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，利用阻抗的增加和寄生參數的減小提高濾波器在高頻情況下的性能，改善了濾波電感器EMI性能特性。
[0005]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0006]一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，包括濾波電感器本體，所述濾波電感器本體包括磁芯和繞設在磁芯上的本體線圈，所述磁芯上還繞設有用于增加共模阻抗的“8”字型線圈和/或用于增加差模阻抗的圓形線圈，所述“8”字型線圈的引線端子間連接有第一電阻，所述圓形線圈的引線端子間連接有第二電阻。
[0007]所述“8”字型線圈繞設在產生共模阻抗的磁芯骨架處。
[0008]所述圓形線圈繞設在產生差模阻抗的磁芯骨架處。
[0009]所述濾波電感器本體為雙“E”型濾波電感器，其磁芯邊柱形成共模電感，磁芯中柱的漏感形成差模電感，所述“8”字型線圈繞設在磁芯邊柱上，所述圓形線圈繞設在磁芯中柱上。
[0010]所述“8”字型線圈和圓形線圈均為匝數可調的線圈。
[0011 ] 所述第一電阻和第二電阻均為阻值可調的電阻。
[0012]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0013]1、本發明只需要在濾波電感器的結構基礎上增加“8”字型繞組和圓形線圈而不改變濾波電感器的本身結構，達到提升濾波器性能的效果。
[0014]2、通過增加一個“8”字型繞組電阻增加共模電感的阻抗、增加一個圓形線圈增加差模電感的阻抗，同時也減小了濾波電感本身的寄生參數，提高濾波器的整體性能；增加的線圈充分考慮主電路電流的磁路情況，對主電路的能量基本上不產生衰減，不會對主電路信號造成影響。
[0015]3、簡單可行、節省資源，而且不涉及復雜工藝，同時避免了濾波器的原有結構大的改變，在大功率等級高功率密度應用場合具有較大的應用價值。
【附圖說明】
[0016]圖1是傳統濾波器拓撲圖；
[0017]圖2是本發明的結構圖；
[0018]圖3是本發明的提高共模阻抗結構圖；
[0019]圖4是本發明的提高差模阻抗結構圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0021]實施例1
[0022]如圖3所示，發明提供一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，包括濾波電感器本體，濾波電感器本體包括磁芯和繞設在磁芯上的本體線圈，本實施例中，濾波電感器本體為雙“E”型濾波電感器，A、B、C、D為其四個端口，其中A、B、C、D四端口與傳統濾波器(見附圖1)端口——對應，A、B端口作為濾波電感器的輸入端口，C、D端口作為濾波電感器的輸出端口，雙“E”型磁芯邊柱形成共模電感(CM choke)，磁芯中柱存在漏磁通(DMchoke)，漏感可作為濾波電感器的差模電感，接入電路中，既有共模電感也有差模電感。
[0023]本實施例在磁芯上增加一個用于增加共模阻抗的“8”字型線圈，“8”字型線圈繞設在磁芯邊柱上，其引線端子1、2間連接有第一電阻Rbl。A、B、C、D連接在濾波器電路中，主電路電流方向為流進A端后流出C端，經過主電路后又流進D端，從B流出，共模干擾從A、B端口流進C、D端口流出，差模干擾方向與主電路電流方向一致。當共模干擾通過時，共模干擾產生的磁通在邊柱上產生疊加相互增強從而感量增強抑制共模干擾的通過，而在中柱上相互抵消，由于添加了一個“8”字型線圈，共模干擾產生的磁通在“8”字型繞組上產生勵磁，勵磁作用疊加產生能量最后消耗在電阻上，所以，添加“8”字線圈可消耗掉部分共模干擾能量，進一步提高共模阻抗和減小寄生參數，從而提高共模電感抑制共模干擾的作用。
[0024]實施例2
[0025]如圖4所示，本實施例在雙“E”型濾波電感器上增加一個圓形線圈，繞設在磁芯中柱上，其引線端子3、4間連接有第一電阻Rb2。A、B、C、D連接在濾波器電路中，主電路電流方向為流進A端后流出C端，經過主電路后又流進D端，從B流出，共模干擾從A、B端口流進C、D端口流出，差模干擾方向與主電路電流方向一致。當差模干擾通過時，差模干擾產生的磁通在中柱上產生疊加相互增強從而感量增強抑制差模的通過，而在邊柱上相互抵消，由于添加了一個圓型線圈，差模干擾產生的磁通在圓型線圈上產生勵磁，勵磁作用疊加產生能量最后消耗在電阻上，所以，添加圓型線圈可以消耗部分差模干擾能量，進一步提高差模阻抗和減小寄生參數，從而增強差模電感抑制差模干擾的作用。
[0026]實施例3
[0027]如圖2所示，本實施例中，磁芯上同時繞設有用于增加共模阻抗的“8”字型線圈和用于增加差模阻抗的圓形線圈，可以通過適當調節“8”字型線圈的匝數和圓形線圈的匝數有效改變濾波電感器的阻抗，也可以通過適當調節“8”字型和圓形線圈的放置位置以及連接電阻大小有效改變濾波電感器的阻抗。
[0028]本實施例可用在電動汽車用大功率DC/DC變換器濾波器中，采用上述的方案可以增加共模阻抗值和差模阻抗值，提高濾波器抑制噪聲的能力，從而提高電動汽車的EMI性能和整車性能。
[0029]此發明原理適用于差共模電感一體化的所有磁芯結構。
【主權項】
1.一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，包括濾波電感器本體，所述濾波電感器本體包括磁芯和繞設在磁芯上的本體線圈，其特征在于，所述磁芯上還繞設有用于增加共模阻抗的“8”字型線圈和/或用于增加差模阻抗的圓形線圈，所述“8”字型線圈的引線端子間連接有第一電阻，所述圓形線圈的引線端子間連接有第二電阻。
2.根據權利要求1所述的一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，其特征在于，所述“8”字型線圈繞設在產生共模阻抗的磁芯骨架處。
3.根據權利要求1所述的一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，其特征在于，所述圓形線圈繞設在產生差模阻抗的磁芯骨架處。
4.根據權利要求1所述的一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，其特征在于，所述濾波電感器本體為雙“E”型濾波電感器，其磁芯邊柱形成共模電感，磁芯中柱的漏感形成差模電感，所述“8”字型線圈繞設在磁芯邊柱上，所述圓形線圈繞設在磁芯中柱上。
5.根據權利要求1所述的一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，其特征在于，所述“8”字型線圈和圓形線圈均為匝數可調的線圈。
6.根據權利要求1所述的一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，其特征在于，所述第一電阻和第二電阻均為阻值可調的電阻。
【專利摘要】本發明涉及一種可調整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器，包括濾波電感器本體，所述濾波電感器本體包括磁芯和繞設在磁芯上的本體線圈，所述磁芯上還繞設有用于增加共模阻抗的“8”字型線圈和/或用于增加差模阻抗的圓形線圈，所述“8”字型線圈的引線端子間連接有第一電阻，所述圓形線圈的引線端子間連接有第二電阻。與現有技術相比，本發明通過增加一個“8”字型線圈增加共模電感的阻抗、增加一個圓形線圈增加差模電感的阻抗，同時也減小了濾波電感本身的寄生參數，提高濾波器的整體性能。
【IPC分類】H01F21-00, H01F27-28, H01F27-40
【公開號】CN104599810
【申請號】CN201410572597
【發明人】張逸成, 李志棟, 韋莉, 張佳佳, 葉尚斌, 趙東, 蘇淑娟, 姚勇濤, 沈玉琢
【申請人】同濟大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年10月23日