一種可調(diào)整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種濾波電感器，尤其是涉及一種可調(diào)整阻抗的差共模電感一體化濾波電感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空航天、電動汽車、光伏發(fā)電等諸多領(lǐng)域中，濾波器是必不可少的部件。如何有效地設(shè)計濾波器參數(shù)，提升功率密度，改善電磁干擾(EMI)情況，不僅關(guān)系到系統(tǒng)的正常工作，而且也關(guān)系到整體性能的優(yōu)化以及控制部分的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
[0003]濾波器是提高EMI性能的重要手段，傳統(tǒng)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(shù)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(dǎo)致整個系統(tǒng)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(dāng)調(diào)整濾波器的阻抗是重要的解決方法，它可以通過改變?yōu)V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(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可調(diào)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(shù)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(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種可調(diào)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(shè)在磁芯上的本體線圈，所述磁芯上還繞設(shè)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(shè)在產(chǎn)生共模阻抗的磁芯骨架處。
[0008]所述圓形線圈繞設(shè)在產(chǎn)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(shè)在磁芯邊柱上，所述圓形線圈繞設(shè)在磁芯中柱上。
[0010]所述“8”字型線圈和圓形線圈均為匝數(shù)可調(diào)的線圈。
[0011 ] 所述第一電阻和第二電阻均為阻值可調(diào)的電阻。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、本發(fā)明只需要在濾波電感器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加“8”字型繞組和圓形線圈而不改變?yōu)V波電感器的本身結(jié)構(gòu)，達(dá)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(shù)，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(chǎn)生衰減，不會對主電路信號造成影響。
[0015]3、簡單可行、節(jié)省資源，而且不涉及復(fù)雜工藝，同時避免了濾波器的原有結(jié)構(gòu)大的改變，在大功率等級高功率密度應(yīng)用場合具有較大的應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0016]圖1是傳統(tǒng)濾波器拓?fù)鋱D；
[0017]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3是本發(fā)明的提高共模阻抗結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖4是本發(fā)明的提高差模阻抗結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0021]實施例1
[0022]如圖3所示，發(fā)明提供一種可調(diào)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(shè)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(tǒng)濾波器(見附圖1)端口——對應(yīng)，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(shè)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(jìn)A端后流出C端，經(jīng)過主電路后又流進(jìn)D端，從B流出，共模干擾從A、B端口流進(jìn)C、D端口流出，差模干擾方向與主電路電流方向一致。當(dāng)共模干擾通過時，共模干擾產(chǎn)生的磁通在邊柱上產(chǎn)生疊加相互增強(qiáng)從而感量增強(qiáng)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(chǎn)生的磁通在“8”字型繞組上產(chǎn)生勵磁，勵磁作用疊加產(chǎn)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(jìn)一步提高共模阻抗和減小寄生參數(shù)，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(shè)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(jìn)A端后流出C端，經(jīng)過主電路后又流進(jìn)D端，從B流出，共模干擾從A、B端口流進(jìn)C、D端口流出，差模干擾方向與主電路電流方向一致。當(dāng)差模干擾通過時，差模干擾產(chǎn)生的磁通在中柱上產(chǎn)生疊加相互增強(qiáng)從而感量增強(qiáng)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(chǎn)生的磁通在圓型線圈上產(chǎn)生勵磁，勵磁作用疊加產(chǎn)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(jìn)一步提高差模阻抗和減小寄生參數(shù)，從而增強(qiáng)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(shè)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(dāng)調(diào)節(jié)“8”字型線圈的匝數(shù)和圓形線圈的匝數(shù)有效改變?yōu)V波電感器的阻抗，也可以通過適當(dāng)調(diào)節(jié)“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?yōu)V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(fā)明原理適用于差共模電感一體化的所有磁芯結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項】
1.一種可調(diào)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(shè)在磁芯上的本體線圈，其特征在于，所述磁芯上還繞設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)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(shè)在產(chǎn)生共模阻抗的磁芯骨架處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)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(shè)在產(chǎn)生差模阻抗的磁芯骨架處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)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(shè)在磁芯邊柱上，所述圓形線圈繞設(shè)在磁芯中柱上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)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(shù)可調(diào)的線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)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(diào)的電阻。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可調(diào)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(shè)在磁芯上的本體線圈，所述磁芯上還繞設(shè)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)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(shù)，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?zhí)枴緾N201410572597
【發(fā)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(jì)大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年10月23日