CN104599810A - 一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，包括滤波电感器本体，所述滤波电感器本体包括磁芯和绕设在磁芯上的本体线圈，所述磁芯上还绕设有用于增加共模阻抗的“8”字型线圈和/或用于增加差模阻抗的圆形线圈，所述“8”字型线圈的引线端子间连接有第一电阻，所述圆形线圈的引线端子间连接有第二电阻。与现有技术相比，本发明通过增加一个“8”字型线圈增加共模电感的阻抗、增加一个圆形线圈增加差模电感的阻抗，同时也减小了滤波电感本身的寄生参数，提高滤波器的整体性能。

Description

一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器
技术领域
本发明涉及一种滤波电感器，尤其是涉及一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器。
背景技术
在航空航天、电动汽车、光伏发电等诸多领域中，滤波器是必不可少的部件。如何有效地设计滤波器参数，提升功率密度，改善电磁干扰(EMI)情况，不仅关系到系统的正常工作，而且也关系到整体性能的优化以及控制部分的稳定可靠运行。
滤波器是提高EMI性能的重要手段，传统滤波器原理如图1所示。但是滤波器的各个器件存在高频非理想特性，特别是随着频率的增加，由于寄生参数的存在，滤波器的高频性能变差，此时滤波器消除共模干扰和差模干扰的能力降低，可能导致整个系统不能正常工作。针对高频情况下滤波器性能较差的一系列问题，适当调整滤波器的阻抗是重要的解决方法，它可以通过改变滤波器的阻抗尤其是在高频下的阻抗，有效提高滤波器在高频下的滤波性能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，利用阻抗的增加和寄生参数的减小提高滤波器在高频情况下的性能，改善了滤波电感器EMI性能特性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，包括滤波电感器本体，所述滤波电感器本体包括磁芯和绕设在磁芯上的本体线圈，所述磁芯上还绕设有用于增加共模阻抗的“8”字型线圈和/或用于增加差模阻抗的圆形线圈，所述“8”字型线圈的引线端子间连接有第一电阻，所述圆形线圈的引线端子间连接有第二电阻。
所述“8”字型线圈绕设在产生共模阻抗的磁芯骨架处。
所述圆形线圈绕设在产生差模阻抗的磁芯骨架处。
所述滤波电感器本体为双“E”型滤波电感器，其磁芯边柱形成共模电感，磁芯中柱的漏感形成差模电感，所述“8”字型线圈绕设在磁芯边柱上，所述圆形线圈绕设在磁芯中柱上。
所述“8”字型线圈和圆形线圈均为匝数可调的线圈。
所述第一电阻和第二电阻均为阻值可调的电阻。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明只需要在滤波电感器的结构基础上增加“8”字型绕组和圆形线圈而不改变滤波电感器的本身结构，达到提升滤波器性能的效果。
2、通过增加一个“8”字型绕组电阻增加共模电感的阻抗、增加一个圆形线圈增加差模电感的阻抗，同时也减小了滤波电感本身的寄生参数，提高滤波器的整体性能；增加的线圈充分考虑主电路电流的磁路情况，对主电路的能量基本上不产生衰减，不会对主电路信号造成影响。
3、简单可行、节省资源，而且不涉及复杂工艺，同时避免了滤波器的原有结构大的改变，在大功率等级高功率密度应用场合具有较大的应用价值。
附图说明
图1是传统滤波器拓扑图；
图2是本发明的结构图；
图3是本发明的提高共模阻抗结构图；
图4是本发明的提高差模阻抗结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图3所示，发明提供一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，包括滤波电感器本体，滤波电感器本体包括磁芯和绕设在磁芯上的本体线圈，本实施例中，滤波电感器本体为双“E”型滤波电感器，A、B、C、D为其四个端口，其中A、B、C、D四端口与传统滤波器(见附图1)端口一一对应，A、B端口作为滤波电感器的输入端口，C、D端口作为滤波电感器的输出端口，双“E”型磁芯边柱形成共模电感(CM choke)，磁芯中柱存在漏磁通(DM choke)，漏感可作为滤波电感器的差模电感，接入电路中，既有共模电感也有差模电感。
本实施例在磁芯上增加一个用于增加共模阻抗的“8”字型线圈，“8”字型线圈绕设在磁芯边柱上，其引线端子1、2间连接有第一电阻Rb1。A、B、C、D连接在滤波器电路中，主电路电流方向为流进A端后流出C端，经过主电路后又流进D端，从B流出，共模干扰从A、B端口流进C、D端口流出，差模干扰方向与主电路电流方向一致。当共模干扰通过时，共模干扰产生的磁通在边柱上产生叠加相互增强从而感量增强抑制共模干扰的通过，而在中柱上相互抵消，由于添加了一个“8”字型线圈，共模干扰产生的磁通在“8”字型绕组上产生励磁，励磁作用叠加产生能量最后消耗在电阻上，所以，添加“8”字线圈可消耗掉部分共模干扰能量，进一步提高共模阻抗和减小寄生参数，从而提高共模电感抑制共模干扰的作用。
实施例2
如图4所示，本实施例在双“E”型滤波电感器上增加一个圆形线圈，绕设在磁芯中柱上，其引线端子3、4间连接有第一电阻Rb2。A、B、C、D连接在滤波器电路中，主电路电流方向为流进A端后流出C端，经过主电路后又流进D端，从B流出，共模干扰从A、B端口流进C、D端口流出，差模干扰方向与主电路电流方向一致。当差模干扰通过时，差模干扰产生的磁通在中柱上产生叠加相互增强从而感量增强抑制差模的通过，而在边柱上相互抵消，由于添加了一个圆型线圈，差模干扰产生的磁通在圆型线圈上产生励磁，励磁作用叠加产生能量最后消耗在电阻上，所以，添加圆型线圈可以消耗部分差模干扰能量，进一步提高差模阻抗和减小寄生参数，从而增强差模电感抑制差模干扰的作用。
实施例3
如图2所示，本实施例中，磁芯上同时绕设有用于增加共模阻抗的“8”字型线圈和用于增加差模阻抗的圆形线圈，可以通过适当调节“8”字型线圈的匝数和圆形线圈的匝数有效改变滤波电感器的阻抗，也可以通过适当调节“8”字型和圆形线圈的放置位置以及连接电阻大小有效改变滤波电感器的阻抗。
本实施例可用在电动汽车用大功率DC/DC变换器滤波器中，采用上述的方案可以增加共模阻抗值和差模阻抗值，提高滤波器抑制噪声的能力，从而提高电动汽车的EMI性能和整车性能。
此发明原理适用于差共模电感一体化的所有磁芯结构。

Claims (6)

1.一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，包括滤波电感器本体，所述滤波电感器本体包括磁芯和绕设在磁芯上的本体线圈，其特征在于，所述磁芯上还绕设有用于增加共模阻抗的“8”字型线圈和/或用于增加差模阻抗的圆形线圈，所述“8”字型线圈的引线端子间连接有第一电阻，所述圆形线圈的引线端子间连接有第二电阻。
2.根据权利要求1所述的一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，其特征在于，所述“8”字型线圈绕设在产生共模阻抗的磁芯骨架处。
3.根据权利要求1所述的一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，其特征在于，所述圆形线圈绕设在产生差模阻抗的磁芯骨架处。
4.根据权利要求1所述的一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，其特征在于，所述滤波电感器本体为双“E”型滤波电感器，其磁芯边柱形成共模电感，磁芯中柱的漏感形成差模电感，所述“8”字型线圈绕设在磁芯边柱上，所述圆形线圈绕设在磁芯中柱上。
5.根据权利要求1所述的一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，其特征在于，所述“8”字型线圈和圆形线圈均为匝数可调的线圈。
6.根据权利要求1所述的一种可调整阻抗的差共模电感一体化滤波电感器，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻均为阻值可调的电阻。
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