CN101206947A - 柔性电路板实现的emi滤波器中电感电容集成结构 - Google Patents

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伍晓峰
张艳军
陈怡�
大熊康浩
三野和明
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Abstract

本发明公开的柔性电路板实现的EMI滤波器中电感电容元件集成结构，包括三磁芯柱闭合磁路，闭合磁路的中磁芯柱上有气隙，两个边磁芯柱上分别绕有筒状双面柔性电路板，筒状双面柔性电路板依次由第一绝缘层、第一铜箔、绝缘介质层、第二铜箔和第二绝缘层迭置构成。其中筒状双面柔性电路板的第一铜箔、绝缘介质层和第二铜箔构成EMI滤波器中共模电容，两个筒状双面柔性电路板通过边磁芯柱形成的耦合电感构成EMI滤波器中共模电感，两个筒状双面柔性电路板分别通过其所绕的边磁芯柱与中磁芯柱组成的磁路所形成的电感构成EMI滤波器中差模电感。本发明的电感电容无源元件集成结构，有利于减小EMI滤波器体积，提高电力电子变换器功率密度。

Description

柔性电路板实现的EMI滤波器中电感电容集成结构
技术领域
本发明涉及无源元件集成结构，具体涉及柔性电路板实现的EMI滤波器中电感电容元件集成结构。
背景技术
目前，电力电子设备发展趋势是模块化和小型化，这就要求尽可能减小电力电子设备中每个元器件的体积。作为电力电子设备中的必要组成部分之一，传统的电磁干扰(EMI)滤波器存在着分立元件数量多，且体积大的问题，成为电力电子设备进一步小型化过程中的瓶颈之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性电路板实现的EMI滤波器中电感电容元件集成结构，以减小滤波器的体积。
本发明的柔性电路板实现的EMI滤波器中电感电容元件集成结构，包括由第一磁芯和第二磁芯构成的三磁芯柱闭合磁路，闭合磁路的中磁芯柱上有气隙，两个边磁芯柱上分别绕有筒状双面柔性电路板，筒状双面柔性电路板依次由第一绝缘层、第一铜箔、绝缘介质层、第二铜箔和第二绝缘层迭置构成，在第一铜箔的首端和末端以及第二铜箔的末端分别焊接有与外电路连接的焊盘。
本发明的电感电容无源元件集成结构中，筒状双面柔性电路板的第一铜箔、绝缘介质层和第二铜箔构成EMI滤波器中共模电容，两个筒状双面柔性电路板通过边磁芯柱形成的耦合电感构成EMI滤波器中共模电感，两个筒状双面柔性电路板分别通过其所绕的边磁芯柱与开气隙的中磁芯柱组成的磁路所形成的电感构成EMI滤波器中差模电感，通过调节中磁芯柱气隙长度可以调节EMI滤波器中差模电感的大小。
本发明的电感电容集成结构利用柔性电路板可实现EMI滤波器中共模电容、共模电感、差模电感的集成。柔性电路板是印刷电路板的一种，特点是柔软性能很好，可以弯折卷曲，因此可以方便的绕制在磁芯柱上。通过本发明的电感电容集成结构将有利于进一步减小EMI滤波器体积，从而提高电力电子变换器功率密度。
附图说明
图1是本发明的一种具体结构示意图；
图2是构成双面柔性电路板的板材的横截面；
图3是筒状双面柔性电路板的俯视图；
图4是集成结构实现EMI滤波器的等效原理图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明。
参照图1，本发明的柔性电路板实现的EMI滤波器中电感电容集成结构，包括：由第一磁芯1和第二磁芯2构成的三磁芯柱闭合磁路，图示实例中，第一磁芯1和第二磁芯2均呈“E”形，或者也可以是其中之一为“E”形，另一个呈“I”形，共同构成三磁芯柱闭合磁路。在闭合磁路的中磁芯柱上有气隙3，两个边磁芯柱上分别绕有筒状双面柔性电路板4、5。
筒状双面柔性电路板4、5如图2所示，依次由第一绝缘层6、第一铜箔7、绝缘介质层8、第二铜箔9和第二绝缘层10迭置形成的板材绕制构成，筒状双面柔性电路板的俯视图如图3所示，其中，绝缘介质层8可采用有机薄膜电容介质材料。在第一铜箔7的首端11和末端12以及第二铜箔9的末端13分别焊接有与外电路连接的焊盘。
实际应用中，根据需要筒状双面柔性电路板4、5可为一圈或为同心式绕制一圈以上。
图4是EMI滤波器原理图，图中虚线框内为图1所示电感电容集成结构等效电路图，采用本集成结构实现共模电感14、15，差模电感16、17，以及共模电容18、19与外加的分立差模电容21、22一起构成完整的EMI滤波器。其中筒状双面柔性电路板4的第一铜箔、绝缘介质层和第二铜箔构成EMI滤波器中共模电容18，筒状双面柔性电路板5的第一铜箔、绝缘介质层和第二铜箔构成EMI滤波器中共模电容19，筒状双面柔性电路板4、5通过第一磁芯和第二磁芯的边磁芯柱构成的磁路互相耦合构成EMI滤波器中共模电感14，15，筒状双面柔性电路板4通过其所绕的边磁芯柱与开气隙的中磁芯柱组成的磁路所形成的电感构成差模电感16，筒状双面柔性电路板5通过其所绕的边磁芯柱与开气隙的中磁芯柱组成的磁路所形成的电感构成差模电感17，通过调节磁芯中心柱气隙大小可调节差模电感大小。图中12连接地点，11、13、24、25为与外电路连接的焊盘。

Claims (4)

1.柔性电路板实现的EMI滤波器中电感电容集成结构，其特征在于：包括由第一磁芯(1)和第二磁芯(2)构成的三磁芯柱闭合磁路，闭合磁路的中磁芯柱上有气隙(3)，两个边磁芯柱上分别绕有筒状双面柔性电路板(4)、(5)，筒状双面柔性电路板依次由第一绝缘层(6)、第一铜箔(7)、绝缘介质层(8)、第二铜箔(9)和第二绝缘层(10)迭置构成，在第一铜箔(7)的首端(11)和末端(12)以及第二铜箔(9)的末端(13)分别焊接有与外电路连接的焊盘。
2.根据权利要求1所述的柔性电路板实现的EMI滤波器中无源元件集成结构，其特征在于第一磁芯(1)和第二磁芯(2)均呈“E”形，构成三磁芯柱闭合磁路。
3.根据权利要求1所述的柔性电路板实现的EMI滤波器中电感电容集成结构，其特征在于第一磁芯(1)和第二磁芯(2)中的一个呈“E”形，另一个呈“I”形，构成三磁芯柱闭合磁路。
4.根据权利要求1所述的柔性电路板实现的EMI滤波器中电感电容集成结构，其特征在于绝缘介质层(8)是有机薄膜电容介质材料。
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