CN106911316A - 滤波模块 - Google Patents

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黄文楠
陈庆国
李淑惠
曾庆洲
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    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115—Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors

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Abstract

一种滤波模块，包含第一电感器及第一电容器，第一电感器因应输入电流大小具有第一可变电感值，第一电容器电连接第一电感器；具有第一可变电感值的第一电感器使滤波模块因应输入电流大小调整滤波频宽。

Description

滤波模块
技术领域
本发明涉及一种滤波模块，且特别涉及一种电磁干扰滤波器。
背景技术
请参阅图1，为现有的电感器的示意图，电感器3包含环型磁芯30、第一绕组32及第二绕组34。构成环形磁芯30的外表面及内表面皆为为平滑面；第一绕组32及第二绕组34分别缠绕于环型磁芯30，且当电流导通于第一绕组32时，第二绕组32系因电磁感应而产生感应电流。
然而，电感器3具有固定电感值；也就是说，不论电感器3于大电流操作或小电流操作，皆具有相同的电感值。因此，当电感器3应用于电磁干扰滤波器中，其转折频率及增益衰减皆无法达到最适化的调整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种因应输入电流大小调整滤波频宽的滤波模块。
本发明提供一种滤波模块，包含第一电感器及第一电容器，第一电感器因应输入电流大小具有第一可变电感值，第一电容器电连接第一电感器；具有第一可变电感值的第一电感器使滤波模块因应输入电流大小调整滤波频宽。
在本发明的其中一个实施方式中，滤波模块还可以包含第二电感器及第二电容器，第二电感器电连接于第一电感器及第一电容器之间，并与第一电容器并联，第二电容器电连接于第一电感器，第二电感器与第一电感器配合使滤波模块因应电流大小调整滤波频宽，第二电感器用以滤除通过第一电感器的输入电流中的杂讯(噪声)。
再者，第二电感器可因应输入电流大小而具有第二可变电感值，且第二可变电感值因应电流大小所产生的变化量相同于第一可变电感值因应电流大小所产生的变化量。当通过滤波模块的输入电流逐渐增加时，第一可变电感值及第二可变电感值可以皆下降而使得滤波模块的滤波频宽缩减。滤波模块的中心滤波频率可随着导通于滤波模块的输入电流增加而降低。
又，第二电感器可因应输入电流大小而具有第二可变电感值，第二电感值因应电流大小所产生的变化量不同于第一可变电感值因应电流大小所产生的变化量。
本发明还提供一种电源供应装置，包含电源转换模块及前述的滤波模块，滤波模块电连接于电源转换模块，且滤波模块可以是连接于电源转换装置的输入端及电源转换模块之间，用以滤除电磁干扰杂讯(噪声)。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1绘示现有的电感器的示意图；
图2绘示依照本发明滤波模块的电路图；
图3绘示依照本发明图3所示的磁性元件电感值对电流曲线图；
图4绘示依照本发明的磁性元件的示意图；
图5绘示依照本发明的滤波模块的调置特性图；
图6a绘示依照本发明第一实施方式的电源供应装置的电路方框图；以及
图6b绘示依照本发明第二实施方式的电源供应装置的电路方框图。
其中，附图标记
1 滤波模块
10 磁芯
100 内环面
102 外环面
104 凹槽
12、32 初级绕组
14、34 次级绕组
2 电源转换模块
3 电感器
30 环形磁芯
32 第一绕组
34 第二绕组
A1、A2、A3 增益-频率曲线
C1 第一电容器
C2 第二电容器
f1、f2、f3 中心滤波频率
L1 第一电感器
L2 第二电感器
VIN、VIN_1、VIN_2 输入端
VOUT、VOUT_1、VOUT_2 输出端
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参照图2，其绘示依照本发明的滤波模块的电路方框图。滤波模块1包含第一电感器L1、第一电容器C1、输入端VIN_1、VIN_2，以及输出端VOUT_1、VOUT_2。第一电感器L1的一端连接于输入端VIN_1，另一端连接于输出端VOUT_1及第一电容器C1的一端，第一电容器C1的另一端连接于输入端VIN_2及输出端VOUT_2。
第一电感器Ll具有第一可变电感值；换言之，第一电感器L1因应输入电流大小具有不同的电感值。如图3所示，当第一电流I1通过第一电感器L1时，其具有第一电感值a，当第二电流I2通过第一电感器L2时，其具有第二电感值b；其中，第一电流I1小于第二电流I2时，第一电感值a大于第二电感值b。
第一电感器L1可例如包含图四所示的包含磁芯10、初级绕组12及次级绕组14的磁性元件来实现。在图4中，磁芯10为环形，并具有外环面100及内环面102。磁芯10更具有凹槽104，所述凹槽104形成于内环面102，并由内环面102朝向外环面100的方向凹陷，并具有大致呈矩形的剖面。
初级绕组12缠绕于磁芯10上，并可例如是位于凹槽104的左侧。次级绕组14缠绕于磁芯10上，并可例如是位于凹槽104的右侧。因磁芯10上形成有第一凹槽104，故当输入电流改变时，磁性元件的磁阻将因磁通回路改变而具有不同的电感值(例如为前述的第一电感值及第二电感值)，并可以产生如图3所示的电感值-电流曲线。
复参阅图2，滤波模块1更可以包含第二电感器L2及第二电容器C2；第二电感器L2的一端连接于第一电感器L1、第一电容器C1及输出端VOUT_1，另一端连接于输入端VOUT_2及输出端VOUT_2。第二电容器C2的一端连接于输入端VIN_1及第一电感器L1，另一端连接于输入端VIN_2、第二电感器L2及输出端VOUT_2，并用以抑制差模干扰。第二电容器C1是用以抑制共模干扰。
第二电感器L2具有第二可变电感值；也就是说，第二电感器L2的电感值可以因应输入电流大小具有不同变化。在此要特别说明的是，第二电感器L2的第二可变电感值随着电流大小所产生的变化量可以相同于第一电感器L1的第一可变电感值随着电流大小所产生的变化量。换句话说，当如图3所示的第一电流I1通过第二电感器L2时，第二电感器L2会产生第一电感值a，且当第二电流I2通过第二电感器L2时，第二电感器L2会产生第二电感值b。再者，第二电感器L2可以由图3所示的磁性元件来实现。
此时，若通过滤波模块1的输入电流逐渐增加时，第一可变电感值及第二可变电感值同时下降，并产生如图5所示的A1曲线的增益-频率曲线。若通过滤波模块1的输入电流逐渐增加时，第一可变电感值及第二可变电感值同时上升，并产生如图5所示的A2曲线的增益-频率曲线。在此，若定义A1曲线具有中心滤波频率f1，A2曲线具有第二中心滤波频率为f2，则由图5所示的曲线A1及曲线A2可以得知，第一中心滤波频率f1大于第二中心滤波频率f2；同时，由图5也可以得知，A1曲线的滤波频宽明显大于A2曲线的滤波频宽。
进一步地，若第二电感器L2的第二可变电感值随着电流大小所产生的变化量可以不同于第一电感器L1的第一可变电感值随着电流大小所产生的变化量，且第二可变电感值随着输入电流大小所产生的变化量小于第一可变电感值随着输入电流大小所产生的变化量时，则具有此第一电感器L1及第二电感器L2的滤波模块1的增益-频率曲线如图5所示的A3曲线。其中，A1曲线具有中心滤波频率f1及A2曲线具有第二中心频率f2皆大于A3曲线具有中心滤波f3；同时，由图5也可以得知，A3曲线的滤波频宽明显大于A2曲线的滤波频宽。
请参阅图6a，其绘示依照本发明第一实施方式的电源供应装置的电路方框图。电源供应装置(未另标号)具有输入端VIN及输出端VOUT，交流电源是通过输入端VIN进入电源供应装置。电源供应装置包含滤波模块1及电源转换模块2。滤波模块1的电路架构及特性以如前述，且设于输入端VIN及电源转换模块2的间，用以滤除输入电流I中的电磁干扰杂讯。其中，滤波模块1可因应输入电流I大小调整滤波频宽。当然，滤波模块1也不排除可以是连接在电源转换模块2及输出端OUT的间，如图6b所示，以滤除电源转换模块2输出的电力中的涟波信号。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种滤波模块，其特征在于，包含：
一第一电感器，因应输入电流大小具有一第一可变电感值；以及
一第一电容器，电连接该第一电感器；
其中，该第一电感器的该第一可变电感值使该滤波模块因应输入电流大小调整滤波频宽。
2.根据权利要求1所述的滤波模块，其特征在于，该滤波模块因应电流大小调整中心滤波频率。
3.根据权利要求1所述的滤波模块，其特征在于，更包含：
一第二电感器，电连接于该第一电感器及该第一电容器之间，并与该第一电容器并联；以及
一第二电容器，电连接于该第一电感器，
其中，该第二电感器与该第一电感器配合使该滤波模块因应电流大小调整滤波频宽，该第二电感器用以滤除通过该第一电感器的输入电流中的杂讯。
4.根据权利要求3所述的滤波模块，其特征在于，该第二电感器因应该输入电流大小而具有一第二可变电感值，该第二可变电感值因应电流大小所产生的变化量相同于该第一可变电感值因应电流大小所产生的变化量。
5.根据权利要求4所述的滤波模块，其特征在于，当通过该滤波模块的输入电流逐渐增加时，该第一可变电感值及该第二可变电感值皆下降而使该滤波模块的滤波频宽缩减。
6.根据权利要求5所述的滤波模块，其特征在于，随着导通于该滤波模块的输入电流增加，该滤波模块的一中心滤波频率降低。
7.根据权利要求3所述的滤波模块，其特征在于，该第二电感器因应该电流大小而具有一第二可变电感值，该第二电感值因应输入电流大小所产生的变化量不同于该第一可变电感值因应输入电流大小所产生的变化量。
8.一种电源供应装置，具有一输入端，其特征在于，该电源供应装置包含：
一电源转换模块；以及
如权利要求1至7中任意一项所述的滤波模块，该滤波模块电连接于该电源转换模块。
9.根据权利要求8所述的电源供应装置，其特征在于，该滤波模块设于该输入端及该电源转换模块之间，用以滤除电磁干扰杂讯。
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