CN111554472A - 滤波电感及车载充电机 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种滤波电感及车载充电机，滤波电感包括具有窗口的外磁芯、内磁芯和绕组，内磁芯包括至少部分位于窗口中的第一内磁芯和第二内磁芯，绕组包括间隔绕设于外磁芯的第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组，第一内磁芯和第二内磁芯堆叠设置，第一内磁芯的第一端位于第一绕组和第二绕组之间，第一内磁芯的第二端位于第三绕组和第四绕组之间，第二内磁芯的第一端位于第二绕组和第三绕组之间，第二内磁芯的第二端位于第四绕组和第一绕组之间。本申请的滤波电感可有效减小电流不平衡导致的偏磁问题，提升滤波电感的EMI信号抑制能力。

Description

滤波电感及车载充电机
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种滤波电感及车载充电机。
背景技术
随着电力电子技术的发展，尤其是新能源电动汽车技术的发展，车载充电机正向着更大功率、更短充电耗时的方向不断发展。常见的车载充电机通常包括EMI(Electromagnetic Interference,“电磁干扰”,余同不赘述)滤波电路，EMI滤波电路中的差、共模滤波电感可以采用差、共模集成的磁芯结构，以同时提供差、共模阻抗，减小滤波电感的体积和重量。然而，在大功率三相供电的车载充电机中，当三相绕组的电流出现不平衡时，现有的滤波电感就会在电流较大的差模磁支路上存在较大甚至严重的偏磁，使得该差模磁支路上因磁通量较大而容易饱和，严重影响差模电感量及差模阻抗，造成差、共模集成式EMI滤波电感对EMI信号的抑制能力明显下降甚至失效。
发明内容
本申请提供一种滤波电感及车载充电机，旨在解决现有技术中的滤波电感因流入各个绕组的电流不平衡时滤波电感抑制EMI信号的能力下降甚至失效的问题。
第一方面，本申请提供一种滤波电感，包括：外磁芯、内磁芯和绕组，内磁芯包括第一内磁芯和第二内磁芯，绕组包括第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组；
外磁芯具有一窗口，第一内磁芯的至少部分和第二内磁芯的至少部分位于窗口中，第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组间隔绕设于外磁芯；
其中，第一内磁芯和第二内磁芯堆叠设置，第一内磁芯的第一端位于第一绕组和第二绕组之间，第一内磁芯的第二端位于第三绕组和第四绕组之间，第二内磁芯的第一端位于第二绕组和第三绕组之间，第二内磁芯的第二端位于第四绕组和第一绕组之间。
可选地，滤波电感用作三相四线制EMI滤波电感，第一绕组、第二绕组和第三绕组用于一一对应的接入三相电源的三根火线，第四绕组用于接入三相电源的零线。
可选地，外磁芯为绕组中的共模干扰信号产生的共模磁通提供磁通路，第一内磁芯和第二内磁芯为绕组中的差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路。
可选地，流经第一绕组的第一电流、流经第二绕组的第二电流、流经第三绕组的第三电流和流经第四绕组的第四电流之和小于500mA。
可选地，外磁芯为环形，第一内磁芯和第二内磁芯均为条状，第一内磁芯和第二内磁芯彼此独立。
可选地，第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组的匝数相同，第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组依次相邻设置。
可选地，外磁芯的相对磁导率大于1000。
可选地，第一内磁芯和第二内磁芯中的每个的第一端和第二端与外磁芯之间均具有间隙，且间隙的距离为0.05mm～20mm。
可选地，第一内磁芯和第二内磁芯上均设有卡口，第一内磁芯的卡口与第二内磁芯的卡口卡合。
可选地，第一内磁芯和第二内磁芯均为硅钢片。
可选地，第一内磁芯和第二内磁芯交叉设置，且第一内磁芯和第二内磁芯的夹角间于45°～135°。
可选地，第一内磁芯和第二内磁芯的横截面的面积相等。
第二方面，本申请的一种滤波电感，包括：外磁芯、内磁芯和绕组，内磁芯的数量为至少两个，绕组的数量为至少四个；
外磁芯具有一窗口，每个内磁芯的至少部分位于窗口中，绕组间隔绕设于外磁芯；
其中，内磁芯堆叠设置，内磁芯的端部一一对应的位于相邻的两个绕组之间。
可选地，流经绕组的电流之和小于500mA。
第三方面，本申请提供一种车载充电机，车载充电机用于接收配电装置的电能，并对高压电池充电，
其中，车载充电机包括依次耦接的第一滤波电路、功率因数校正电路、DCDC电压变换电路和第二滤波电路，第一滤波电路为EMI滤波电路，第一滤波电路包括第一方面和第二方面所涉及的滤波电感。
可选地，车载充电机用于从高压电池得电，并为配电装置或用电装置反向馈电。
本申请提供一种滤波电感及车载充电机，在滤波电感中，将第一内磁芯和第二内磁芯堆叠设置，并设置于外磁芯的窗口中，并第一内磁芯的第一端位于第一绕组和第二绕组之间，第一内磁芯的第二端位于第三绕组和第四绕组之间，第二内磁芯的第一端位于第二绕组和第三绕组之间，第二内磁芯的第二端位于第四绕组和第一绕组之间。使得第一内磁芯为第一绕组和第四绕组中差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路，并为第二绕组和第三绕组中差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路；同时使得第二内磁芯为第一绕组和第二绕组中差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路，并为第四绕组和第三绕组中差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路。本申请的滤波电感可有效减小电流不平衡导致的偏磁问题，提升滤波电感的EMI信号抑制能力。
附图说明
图1为本申请提供的车载充电机的主电路结构示意图；
图2为本申请提供的滤波电路的电路结构示意图；
图3为现有技术中滤波电感的结构示意图；
图4为现有技术中内磁芯的磁场分布示意图；
图5为本申请实施例一提供的滤波电感的平面结构示意图；
图6为本申请实施例一提供的滤波电感的立体结构示意图；
图7为图6所示滤波电感中内磁芯的结构示意图；
图8为图7所示的内磁芯的爆炸结构示意图；
图9为本申请实施例一提供的差模磁场的磁路的示意图；
图10为本申请实施例一提供的三相电流合成示意图；
图11为本申请实施例二提供的一种滤波电感的立体结构示意图；
图12为图11所示滤波电感中内磁芯的结构示意图；
图13为图12所示的内磁芯的爆炸结构示意图；
图14为本申请实施例二提供的又一种滤波电感的立体结构示意图；
图15为图14所示滤波电感中内磁芯的结构示意图；
图16为图15所示的内磁芯的爆炸结构示意图；
图17为本申请实施例三提供的一种滤波电感的平面结构示意图；
图18为本申请实施例三提供的又一种滤波电感的平面结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
随着电力电子技术的发展，尤其是新能源电动汽车技术的发展，车载充电机正向着更大功率、更短充电耗时的方向不断发展。车载充电机与配电装置相连接并从中取电，以为车载高压电池充电。人们为了享有与汽油车加油时间相近的充电时效性，从而迫切要求开发较大功率的车载充电机。但大功率车载充电机在一些商业区或办公区因其有三相配电装置而容易实现，而在住宅区等地方却因通常只有单相配电而很难实现。而三相四线制的车载充电机因其既可以实现三相充电也可以单相充电，而获得越来越广泛的关注。
如图1所示，车载充电机包括第一滤波电路、功率因数校正电路、DCDC(“直流-直流”，下同不赘述)电压变换电路以及第二滤波电路。其中，第一滤波电路通常为EMI滤波电路，EMI滤波电路用于消除功率因数校正电路和/或DCDC电压变换电路中电力电子器件开关动作时产生的电磁干扰(Electro-magnetic Interference，简称：EMI)信号。
EMI滤波电路通常包括差、共模滤波电容和差、共模滤波电感。下面以三相四线制滤波电路为例进行说明。如图2所示，EMI滤波电路可以包括两组差、共模滤波电感和三组差、共模滤波电容，所述电感与所述电容交错设置。导线A、B、C表示三根火线，导线N表示一根零线，另外一根线为接地线Ground。在零线N和三根火线A、B、C之间分别连接有差模滤波电容，零线N、三根火线A、B、C与接地线Ground之间连接有共模滤波电容。零线N和三根火线A、B、C分别接入滤波电感，滤波电感的绕组绕制于同一磁芯上，构成共模滤波电感。可以在每相和/或N线上串联差模滤波电感，或者在共模滤波电感的基础上添加差模磁通路径，以集成差、共模滤波电感，同时提供差、共模阻抗，减小磁件的体积、重量。
在一些应用中，集成式差、共模滤波电感包括内磁芯103、外磁芯102和绕组101，以同时提供差、共模阻抗。内磁芯通常有Y字型结构或者十字型结构，其中，Y字型结构通常只用于三相三线制，十字型结构可以用于三相四线制。如图3所示，以十字型内磁芯103和环形外磁芯102为例，A相绕组、B相绕组、C相绕组和N绕组绕制于环形外磁芯102上，共模干扰信号产生的共模磁通的磁路104为环形外磁芯102围成的回路，每相绕组中差模干扰信号产生的差模磁场的磁路105为十字型内磁芯103中两个相邻分支和环形外磁芯102的一部分围成的回路。这里的差模除了差模干扰信号(简称CMA)外，还包括绕组中的功率电流或所考虑的多个绕组中的电流和所形成的差模分量(简称CMB)，内磁芯的饱和等性能主要会受到这部分差模分量CMB的影响，余同不赘述。
若A相绕组、B相绕组、C相绕组中流过的电流分别用如下公式表示：
A(t)＝X·sin(2πft)
B(t)＝Y·sin(2πft-2/3π)
C(t)＝Z·sin(2πft+2/3π)
其中，A(t)、B(t)、C(t)分别代表A、B、C三相在时间t的瞬时电流，X、Y、Z各自表示A、B、C三相中电流的幅值，f为电网频率，t是时间，π为数学常数，电网频率f通常为50Hz或60Hz。
在十字型内磁芯103中，A相绕组、B相绕组、C相绕组及N绕组中差模电流产生的最大差模磁通(此处用磁场强度Hx表示，下标X可以是A、B、C或者N)用如下公式表示：
HAl＝2nA(t)＝2nX
HBl＝2nB(t)＝2nY
HCl＝2nC(t)＝2nZ
HNl＝2nN(t)＝2nΘ
式中：Hx(下标x可以为A、B、C或者N)表示各磁支路的差模磁场强度，A(t)、B(t)、C(t)、N(t)分别为A、B、C相和零线N上t时刻的瞬时电流，n代表绕组的匝数，X，Y，Z，Θ代表各相和零线上的电流幅值。
然而，如图4所示，当流经绕组中的电流出现不平衡时，就会在相电流较大的差模磁路上存在较大甚至严重的偏磁，假定以A相电流为基准，B相电流正偏a％，C相电流负偏a％为例，B相电流的差模磁路上的最大磁通量为2nX(1+a％)，使得该差模磁路上因磁通量较大而非常容易饱和，如图4中所示，颜色越深表示磁通量越大、磁场越强，即B相绕组两侧相邻的十字分支上磁场很大，严重影响差模电感量及其差模阻抗，甚至影响到共模阻抗，造成差、共模集成式EMI滤波电感对EMI信号的抑制能力明显下降。
本申请的实施例提供一种滤波电感及车载充电机，旨在解决上述技术问题。本申请的发明构思是：将两个内磁芯设置为彼此独立的部件，且将内磁芯的端部对应设置于相邻的两个绕组之间，并充分利用全部所述绕组电流和趋近于零的条件，对全部所述绕组与内磁芯的位置进行设置使得位于每个内磁芯一侧的绕组的电流和与另一侧的绕组的电流和大小趋近相同，从而使得两侧绕组在内磁芯上产生的磁通接近，且多个绕组中的电流的矢量和的幅值变化量远小于单个绕组的电流幅值变化量，进而可以用于绕组电流不平衡的情况，并有很好的纠偏应用效果。
图5为本申请实施例一提供的滤波电感的平面结构示意图，图6为该滤波电感的立体结构示意图。如图5和图6所示，本申请提供的滤波电感包括绕组201(图未示)、外磁芯202和内磁芯203(图未示)。其中，内磁芯203包括第一内磁芯2031和第二内磁芯2032，绕组201包括第一绕组2011、第二绕组2012、第三绕组2013和第四绕组2014。
其中，外磁芯202为环形，外磁芯202也可以为方形或其他形状。外磁芯202具有一个窗口，第一内磁芯2031的至少部分和第二内磁芯2032的至少部分位于窗口中。第一内磁芯2031和第二内磁芯2032可以完全位于窗口中，也可以只有部分第一内磁芯2031和部分第二内磁芯2032位于窗口中。如图7和图8所示，第一内磁芯2031和第二内磁芯2032堆叠设置，呈十字状。第一内磁芯2031和第二内磁芯2032均为条状，第一内磁芯2031和第二内磁芯2032彼此独立。即第一内磁芯2031和第二内磁芯2032非一体结构，不仅在制程上方便加工，而且相较于一体的内磁芯103，分离的内磁芯203具有更好的抗不平衡电流性能。
其中，第一绕组2011、第二绕组2012、第三绕组2013和第四绕组2014间隔绕设于外磁芯202上。第一绕组2011、第二绕组2012、第三绕组2013和第四绕组2014依次相邻设置。第一内磁芯2031的第一端位于第一绕组2011和第二绕组2012之间，第一内磁芯2031的第二端位于第三绕组2013和第四绕组2014之间，第二内磁芯2032的第一端位于第二绕组2012和第三绕组2013之间，第二内磁芯2032的第二端位于第四绕组2014和第一绕组2011之间。四个绕组均穿过外磁芯202的窗口绕设于外磁芯202上。
在一些实施例中，滤波电感用作三相四线EMI滤波电感，第一绕组2011、第二绕组2012和第三绕组2013用于一一对应的接入三相电源的三根火线，第四绕组2014用于接入三相电源的零线。外磁芯202为绕组中的共模干扰信号产生的共模磁通提供磁通路，第一内磁芯2031和第二内磁芯2032为绕组中的差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路。需要说明的是，滤波电感用作三相四线EMI滤波电感时，流经第一绕组2011的第一电流、流经第二绕组2012的第二电流、流经第三绕组2013的第三电流和流经第四绕组2014的第四电流之和趋近于零，例如小于500mA。
在一些实施例中，外磁芯202为高导磁率磁体，优选地，外磁芯202的相对磁导率大于1000，可以是铁氧体或非晶等。第一内磁芯2031和第二内磁芯2032可以是铁氧体，磁粉芯磁体，或硅钢片等。第一内磁芯2031和第二内磁芯2032中的每个的第一端和第二端与外磁芯202之间均具有间隙，且间隙的距离为0.05mm～20mm。
在一些实施例中，第一内磁芯2031和第二内磁芯2302交叉设置，并且第一内磁芯2031和第二内磁芯2032的夹角在45°～135°之内。上述夹角设置，可以使得在外磁芯上绕制匝数相同但不同线径的绕组，以满足不同相上的功率要求或适应不平衡电流的要求。第一绕组2011、第二绕组2012、第三绕组2013和第四绕组2014的匝数相同，且每个内磁芯两侧的绕组产生的磁通量接近相同，有效抵制偏磁现象，提升滤波电感抑制EMI信号的能力。
下面重点描述滤波电感的工作原理：当第一绕组2011、第二绕组2012和第三绕组2013一一对应的接入三相电源的三根火线，第四绕组2014接入三相电源的零线时。如图9所示，外磁芯202为第一绕组2011、第二绕组2012、第三绕组2013和第四绕组2014中的共模干扰信号产生的共模磁通提供磁通路，从而使得共模阻抗可有效抑制共模干扰信号。第一内磁芯2031为第二绕组2012和第三绕组2013中的差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路。并为第一绕组2011和第四绕组2014中的差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路，进而使得差模阻抗有效的抑制差模干扰信号。第二内磁芯2032为第一绕组2011和第二绕组2012中的差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路。第二内磁芯2032为第三绕组2013和第四绕组2014中的差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路，进而使得差模阻抗有效的抑制差模干扰信号。
下面重点描述滤波电感工作于三相电流平衡工况和三相电流不平衡工况时内磁芯的磁通分布情况。
假设第一绕组2011、第二绕组2012和第三绕组2013分别通入A相、B相和C相电。则第一绕组2011、第二绕组2012和第三绕组2013中的电流分别为：
A(t)＝X·sin(2πft)
B(t)＝Y·sin(2πft-2/3π)
C(t)＝Z·sin(2πft+2/3π)
式中的符号含义如前所述，此不赘述。
则第四绕组2014中的电流为：
N(t)＝-A(t)-B(t)-C(t)
如图9和图10所示，在第一内磁芯2031中，第二绕组2012和第三绕组2013中的电流和产生的差模磁通与第四绕组2014和第一绕组2011中的电流和产生的差模磁通(用磁场强度HBC表示)用如下公式表示：
Figure BDA0002509138380000081
l代表差模磁路长度，近似等于任一内磁芯与外磁芯间的间隙值和/或任一内磁芯的长度。
在第二内磁芯2032中，第一绕组2011和第二绕组2012中的电流和产生的差模磁通与第三绕组2013和第四绕组2014中的电流和产生的差模磁通(用HAB表示)用如下公式表示：
Figure BDA0002509138380000091
当三相电流平衡时，X＝Y＝Z，N(t)＝0。HBCl＝HABl＝2nX。
当三相电流不平衡时，以A相电流为基准，B相正偏a％，C相负偏a％。
Figure BDA0002509138380000092
Figure BDA0002509138380000093
由上述公式可知，当某相电流出现不平衡时，该相电流产生的差模磁通并非如图3和图4所示滤波电感中的差模磁通呈线性比例增加，即在相同的电流偏移情况下，该实施例中滤波电感的差模磁通远小于图3和图4所示滤波电感中的差模磁通，该实施例的滤波电感可以有效减少电流不平衡时的偏磁现象。即因位于每一内磁芯203两侧的绕组布置及其电流矢量和的幅值变化量远小于不平衡电流中每相的电流幅值变化量，可以显著减少各相电流不平衡时的偏磁现象。
在本申请实施例提供的滤波电感中，让第一绕组2011和第四绕组2014位于第一内磁芯2031的一侧，让第二绕组2012和第三绕组2013位于第一内磁芯2031的另一侧，又由于流过第一绕组2011和第四绕组2014中总电流与流过第二绕组2012和第三绕组2013中总电流大小趋近相同，使得由第一绕组2011和第四绕组2014在第一内磁芯2031产生的磁通与第二绕组2012和第三绕组2013在第一磁芯内2031产生磁通接近，即在差模路径2031中形成有效磁通的源是第一绕组2011与第四绕组2014中电流的矢量和与第二绕组2012与第三绕组2013中电流的矢量和的叠加，当绕组中电流不平衡时，所述第一内磁芯两侧的各两组电流之和的幅值变化量远小于不平衡电流中每相的电流幅值变化值，即不会在第一内磁芯2031内产生较大的偏磁。
同样地，让第一绕组2011和第二绕组2012位于第二内磁芯2032的一侧，让第三绕组2013和第四绕组2014位于第二内磁芯2032的另一侧，由于流过第一绕组2011和第二绕组2012中总电流与流过第三绕组2013和第四绕组2014中总电流大小趋近相同，使得由第一绕组2011和第二绕组2012在第二内磁芯2032产生的磁通与第三绕组2013和第四绕组2014在第二内磁芯2032内产生磁通接近，当绕组中电流不平衡时，所述第二内磁芯两侧的各两组电流之和的幅值变化量也远小于不平衡电流中每相的电流幅值变化值，不会在第二内磁芯2032内产生较大偏磁。显著提升滤波电感的EMI信号抑制能力，因而即使三相绕组电流存在着较大的电流不平衡情况，此集成式EMI滤波电感也可以稳定工作。
图11为本申请实施例二提供的一种滤波电感的立体结构示意图。如图11所示，本申请提供的滤波电感包括绕组201(图未示)、外磁芯202和内磁芯203(图未示)。其中，内磁芯203包括第一内磁芯2031和第二内磁芯2032，绕组201包括第一绕组2011、第二绕组2012、第三绕组2013和第四绕组2014。外磁芯202和绕组201的特点可以与上述实施例相同或类似。
如图12和图13所示，实施例二提供的滤波电感与实施例一提供的滤波电感不同在于，第一内磁芯2031和第二内磁芯2032上均设有卡口，第一内磁芯2031的卡口与第二内磁芯2032的卡口卡合。具体地，可以在第一内磁芯2031和第二内磁芯2032的中间设置卡口，但本申请的卡口位置并不以此为限。
由于在第一内磁芯2031和第二内磁芯2032的中间设置卡口，使得卡口处的截面积小于两端的截面积，其设置的主要目的在于使得与外磁芯正对的内磁芯端部的截面积较大，可以有效减小或避免由于差模磁通的作用而使外磁芯与内磁芯正对的部位局部饱和，同时相应的内磁芯可以选用具有高饱和磁通特性的材质，如硅钢等。为了有效利用磁芯，使每个截面上饱和磁通量相同，也可以将第一内磁芯2031和第二内磁芯2032设置成等截面积的磁芯。让第一内磁芯2031和第二内磁芯2032的横截面的面积相等。也就是如图14、图15和图16所示，第一内磁芯2031和第二内磁芯2032呈纺锤状。
也可以将第一内磁芯2031和第二内磁芯2032设置成长条状，在不同截面上使用不同材料制作内磁芯，使得每个截面上的饱和磁通量相同。还可以使用不易磁饱和的磁芯材料。
本实施例提供的滤波电感的工作原理以及电流不平衡工况和电流平衡工况与实施例一相同，此处不再赘述。在本申请实施例提供的滤波电感中，让两个内磁芯卡合堆叠设置，还有利于对内磁芯的固定，提高滤波电感的工作可靠性和稳定性。
下面重点描述本申请实施例三提供的一种滤波电感，本申请实施例三提供的一种滤波电感包括：外磁芯302、内磁芯303和绕组301。其中，内磁芯303的数量为至少两个，绕组301的数量为至少四个。外磁芯302具有一窗口，每个内磁芯303的至少部分位于窗口中，可以为每个内磁芯303的全部位于窗口中，也可以为每个内磁芯303的部分位于窗口中。内磁芯303堆叠设置，绕组301间隔绕设于外磁芯302上，内磁芯303的端部一一对应的位于相邻的两个绕组301之间。
下面结合图17和图18，以3个内磁芯303和6个绕组301为例详细说明滤波电感的结构。3个内磁芯303依次标记为第一内磁芯3031、第二内磁芯3032以及第三内磁芯3033。6个绕组301依次标记为第一绕组3011、第二绕组3012、第三绕组3013、第四绕组3014、第五绕组3015以及第六绕组3016。第一内磁芯3031、第二内磁芯3032以及第三内磁芯3033堆叠设置，且第一绕组3011至第六绕组3016依次间隔绕设于外磁芯302上。其中，第一内磁芯3031的第一端位于第一绕组3011和第二绕组3012之间，第一内磁芯3031的第二端位于第四绕组3014和第五绕组3015之间。第二内磁芯3032的第一端位于第二绕组3012和第三绕组3013之间，第二内磁芯3032的第二端位于第五绕组3015和第六绕组3016之间。第三内磁芯3033的第一端位于第三绕组3013和第四绕组3014之间，第三内磁芯3033的第二端位于第六绕组3016和第一绕组3011之间。
其中，如图17所示，第一内磁芯3031、第二内磁芯3032以及第三内磁芯3033在同一个位置堆叠设置。如图18所示，第一内磁芯3031、第二内磁芯3032以及第三内磁芯3033在多个位置堆叠设置。
在一些实施例中，流经绕组的电流之和趋近于零，例如小于500mA。第二绕组3012、第三绕组3013和第四绕组3014中总电流与第一绕组3011、第五绕组3015以及第六绕组3016中总电流大小近似相等。第二绕组3012、第三绕组3013和第四绕组3014中电流在第一内磁芯3031上产生的磁通与第一绕组3011、第五绕组3015以及第六绕组3016中电流在第一内磁芯3031上产生的磁通大小相近。第二内磁芯3032和第三内磁芯3033也有类似的情况，即在每个内磁芯一侧的绕组中的电流产生的磁通与另一侧的绕组中的电流产生的磁通大小近似相同，此处不再赘述。当绕组中电流不平衡时，不会在内磁芯303内产生较大偏磁，提升滤波电感对EMI信号抑制能力。
在一些实施例中，外磁芯302为高导磁率磁体，优选地，外磁芯302的相对磁导率大于1000，外磁芯可以是铁氧体或非晶等。内磁芯303可以是低相对磁导率的粉芯材料或高相对磁导率的铁氧体，非晶或硅钢。内磁芯303的两端与外磁芯302之间均具有间隙，且间隙的距离为0.05mm～20mm。每个绕组301的匝数相同。其它特征可以与上述实施例中的相应特征相同或相似。
下面重点描述滤波电感的工作原理：外磁芯302为所有绕组301中的共模干扰信号产生的共模磁通提供磁通路，抑制共模干扰信号。每个内磁芯303分别为其两侧的绕组301之间的差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路，抑制差模干扰信号。
在本申请实施例提供的滤波电感中，可以扩展到两个以上的内磁芯和4个以上的绕组情况，以适用于不同线制的滤波电感。
如图1和图2所示，本申请实施例还提供一种车载充电机，车载充电机包括依次耦接的第一滤波电路、功率因数校正电路、DCDC电压变换电路和第二滤波电路，其中，第一滤波电路为EMI滤波电路，第一滤波电路包括上述实施例提供的滤波电感。该车载充电机可用于接收配电装置的电能，并对车载高压电池充电，还可用于从高压电池得电，并为配电装置或用电装置反向馈电。
例如，车载充电机的功率可以双向流动，当车载充电机正向给车载高压电池充电时，功率从配电装置到车载高压电池依次经过第一滤波电路、功率因数校正电路、DCDC电压变换电路和第二滤波电路。当车载高压电池向配电装置或用电装置反馈功率时，功率从车载高压电池到配电装置依次经过第二滤波电路、DCDC电压变换电路、功率因数校正电路和第一滤波电路。此时，功率因数校正电路反向运行于逆变器工况。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种滤波电感，其特征在于，包括：外磁芯、内磁芯和绕组，所述内磁芯包括第一内磁芯和第二内磁芯，所述绕组包括第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组；
所述外磁芯具有一窗口，所述第一内磁芯的至少部分和所述第二内磁芯的至少部分位于所述窗口中，所述第一绕组、所述第二绕组、所述第三绕组和所述第四绕组间隔绕设于所述外磁芯；
其中，所述第一内磁芯和所述第二内磁芯堆叠设置，所述第一内磁芯的第一端位于所述第一绕组和所述第二绕组之间，所述第一内磁芯的第二端位于所述第三绕组和所述第四绕组之间，所述第二内磁芯的第一端位于所述第二绕组和所述第三绕组之间，所述第二内磁芯的第二端位于所述第四绕组和所述第一绕组之间。
2.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述滤波电感用作三相四线制EMI滤波电感，所述第一绕组、所述第二绕组和所述第三绕组用于一一对应的接入三相电源的三根火线，所述第四绕组用于接入所述三相电源的零线。
3.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述外磁芯为所述绕组中的共模干扰信号产生的共模磁通提供磁通路，所述第一内磁芯和所述第二内磁芯为所述绕组中的差模干扰信号产生的差模磁通提供磁通路。
4.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，流经所述第一绕组的第一电流、流经所述第二绕组的第二电流、流经所述第三绕组的第三电流和流经所述第四绕组的第四电流之和小于500mA。
5.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述外磁芯为环形，所述第一内磁芯和所述第二内磁芯均为条状，所述第一内磁芯和所述第二内磁芯彼此独立。
6.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述第一绕组、所述第二绕组、所述第三绕组和所述第四绕组的匝数相同，所述第一绕组、所述第二绕组、所述第三绕组和所述第四绕组依次相邻设置。
7.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述外磁芯的相对磁导率大于1000。
8.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述第一内磁芯和所述第二内磁芯中的每个的第一端和第二端与所述外磁芯之间均具有间隙，且所述间隙的距离为0.05mm～20mm。
9.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述第一内磁芯和所述第二内磁芯上均设有卡口，所述第一内磁芯的卡口与所述第二内磁芯的卡口卡合。
10.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述第一内磁芯和所述第二内磁芯均为硅钢片。
11.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述第一内磁芯和所述第二内磁芯交叉设置，且所述第一内磁芯和所述第二内磁芯的夹角间于45°～135°。
12.根据权利要求1所述的滤波电感，其特征在于，所述第一内磁芯和所述第二内磁芯的横截面的面积相等。
13.一种滤波电感，其特征在于，包括：外磁芯、内磁芯和绕组，所述内磁芯的数量为至少两个，所述绕组的数量为至少四个；
所述外磁芯具有一窗口，每个所述内磁芯的至少部分位于所述窗口中，所述绕组间隔绕设于所述外磁芯；
其中，所述内磁芯堆叠设置，所述内磁芯的端部一一对应的位于相邻的两个所述绕组之间。
14.根据权利要求13所述的滤波电感，其特征在于，流经所述绕组的电流之和小于500mA。
15.一种车载充电机，其特征在于，所述车载充电机用于接收配电装置的电能，并对高压电池充电；
其中，所述车载充电机包括依次耦接的第一滤波电路、功率因数校正电路、DCDC电压变换电路和第二滤波电路，所述第一滤波电路为EMI滤波电路，所述第一滤波电路包括如权利要求1至14中任一项所述的滤波电感。
16.根据权利要求15所述的车载充电机，其特征在于，所述车载充电机用于从所述高压电池得电，并为所述配电装置或用电装置反向馈电。
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