CN115985651A - 一种三端口共模电感 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种三端口共模电感，本申请的三端口共模电感包括铁氧体磁芯、第一绕组、第二绕组和第三绕组；第一绕组、第二绕组和第三绕组分别绕在铁氧体磁芯的同侧；第二绕组、第二绕组和第三绕组都由四个绕线组成，第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线从铁氧体磁芯一侧的上端进线，第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线从铁氧体磁芯同侧的上端进线，第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线从铁氧体磁芯同侧的上端进线。本申请提高了多合一控制器总成内部空压机输出端电路的滤波效果，降低多合一控制器内部辐射发射强度，实现阻抗的最优分配。

Description

一种三端口共模电感

技术领域

本申请涉及电感领域，具体地涉及一种三端口共模电感。

背景技术

当前，绝大部分氢燃料电动汽车由电驱动总成、高压电池包总成、电堆总成等高压系统组成，车辆电堆工作时电堆内部经过多合一控制器中的高压DCDC模块整流成稳定的高压直流电后输送给高压电池包和其他用电模块，驱动车辆行驶。在上述过程中，多合一控制器内部会通过线束和空间对外产生电磁干扰，影响其他用电器正常工作以及电网质量。为了解决此方面问题，在研发多合一控制器时会在高压输入输出端增加滤波装置的基础上，对内部各部件进行单独滤波，以滤除干扰。但目前绝大部分整车厂仍面临着车辆运行时传导发射、辐射发射超标的问题，骚扰的源头多为多合一控制器总成中空压机模块，因此如何降低多合一控制器内部对外部的电磁干扰强度成为EMC工程师亟待解决的难题。另外，随着电动汽车高压系统集成度越来越高，各子系统的空间利用率问题也逐渐受到关注，小空间、低成本、高集成度将是未来的发展趋势。

本背景技术描述的内容仅为了便于了解本领域的相关技术，不视作对现有技术的承认。

发明内容

因此，本申请实施例意图提供一种三端口共模电感。

本申请实施例提供了一种三端口共模电感，所述三端口共模电感包括铁氧体磁芯、第一绕组、第二绕组和第三绕组；

所述铁氧体磁芯上设有第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述第一绕组、第二绕组和第三绕组分别绕在铁氧体磁芯的同侧；

所述第一绕组包括第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线从所述铁氧体磁芯一侧的上端进线；

所述第二绕组包括有第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线，所述第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线从所述铁氧体磁芯同侧的上端进线；

所述第三绕组包括有第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线，所述第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线从铁氧体磁芯同侧的上端进线。

在其中一个实施例中，所述三端口共模电感还包括底座板，所述铁氧体磁芯卧式设置于底座板上。

在其中一个实施例中，所述第一绕组的第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线覆盖所述铁氧体磁芯八分之一的面积。

在其中一个实施例中，所述第二绕组的第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线覆盖所述铁氧体磁芯八分之一的面积。

在其中一个实施例中，第三绕组的第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线覆盖所述铁氧体磁芯八分之一的面积。

在其中一个实施例中，所述第一绕组的第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线进线后顺时针绕在所述铁氧体磁芯外壁，所述第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线进线后顺时针绕在所述铁氧体磁芯外壁，所述第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线进线后顺时针绕在所述铁氧体磁芯外壁。

在其中一个实施例中，所述第一绕组、第二绕组、第三绕组的绕线方式均为从上端开始，朝两端分别缠绕。

在其中一个实施例中，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线的出线方向与第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线的出线方向相同，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线的出线方向与第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线的出线方向也相同。

在其中一个实施例中，所述第一绕组的进线端为空压机输出端U相，所述第二绕组的进线端为空压机输出端V相，所述第三绕组的进线端为空压机输出端W相。

在其中一个实施例中，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线出线端与输出接插件U相连接，所述第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线出线端与输出接插件V相连接，所述第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线出线端与输出接插件W相连接。

本申请实施例中使用的一种三端口共模电感中，针对相关技术中的单个共模电感滤波能力不足的问题，提出一种三端口共模电感，将共模电感中的线圈绕在同一个磁芯上且采用特定的绕制方式，提高了多合一控制器总成内部到空压机输出端部分电路的滤波效果，并且能减少成本，减少共模电感本身对周围空间的电磁辐射。

本申请实施例的其他可选特征和技术效果一部分在下文描述，一部分可通过阅读本文而明白。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本申请的实施例，所示出的元件不受附图所显示的比例限制，附图中相同或相似的附图标记表示相同或类似的元件，其中：

图1示出了根据本申请实施例的一种三端口共模电感的原理图；

图2示出了根据本申请实施例的一种三端口共模电感的示意图；

图3示出了根据本申请实施例的另一种三端口共模电感的示意图。

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明白，下面结合具体实施方式和附图，对本申请做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

当前，绝大部分氢燃料电动汽车由电驱动总成、高压电池包总成、电堆总成等高压系统组成，车辆电堆工作时电堆内部经过多合一控制器中的高压DCDC模块整流成稳定的高压直流电后输送给高压电池包和其他用电模块，驱动车辆行驶。在上述过程中，多合一控制器内部会通过线束和空间对外产生电磁干扰，影响其他用电器正常工作以及电网质量。为了解决此方面问题，在研发多合一控制器时会在高压输入输出端增加滤波装置的基础上，对内部各部件进行单独滤波，以滤除干扰。但目前绝大部分整车厂仍面临着车辆运行时传导发射、辐射发射超标的问题，骚扰的源头多为多合一控制器总成中空压机模块，因此如何降低多合一控制器内部对外部的电磁干扰强度成为EMC工程师亟待解决的难题。另外，随着电动汽车高压系统集成度越来越高，各子系统的空间利用率问题也逐渐受到关注，小空间、低成本、高集成度将是未来的发展趋势。

为了解决上述问题，本申请提出了一种三端口共模电感。如图1所示，本申请实施例的一种两端口共模电感原理为当电流通过线圈后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。由于线圈电流变化，在本线圈中或在另一线圈中引起感应电动势效应。简要来说，本申请将共模电感中的线圈绕在同一个磁芯上且采用特定的绕制方式，提高了多合一控制器总成内部到空压机输出端部分电路的滤波效果，并且能减少成本，减少共模电感本身对周围空间的电磁辐射，解决了现有技术中的单个共模电感滤波能力不足的问题。

如图2所示，本申请提出了一种三端口共模电感，所述三端口共模电感包括铁氧体磁芯、第一绕组2、第二绕组3和第三绕组4；所述铁氧体磁芯上设有第一绕组2、第二绕组3和第三绕组4，所述第一绕组2、第二绕组3和第三绕组4分别绕在铁氧体磁芯的同侧；所述第一绕组2包括第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线从所述铁氧体磁芯一侧的上端进线；所述第二绕组3包括有第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线，所述第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线从所述铁氧体磁芯同侧的上端进线；所述第三绕组4包括有第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线，所述第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线从铁氧体磁芯同侧的上端进线。

在本实施例中，所述三端口共模电感还包括底座板，所述铁氧体磁芯卧式设置于底座板上。

需要说明的是，所述第一绕组2的第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线覆盖所述铁氧体磁芯八分之一的面积。所述第二绕组3的第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线覆盖所述铁氧体磁芯八分之一的面积。第三绕组4的第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线覆盖所述铁氧体磁芯八分之一的面积，本申请的三端口共模电感能滤除从空压机输出端的电磁干扰，且滤波效果良好。

具体的，如图3所示，第一绕组2的第一、二、三、四绕线21进线位置为铁氧体磁芯1的上端，以顺时针环绕于铁氧体磁芯外沿，缠绕面积为铁氧体磁芯1的八分之一；第二绕组3的第五、六、七、八绕线31进线位置为铁氧体磁芯1的同侧上方，以顺时针环绕于铁氧体磁芯1外壁，缠绕面积为铁氧体磁芯1的八分之一，出线方向与第一绕组2的第一、二、三、四绕线21相同，第三绕组4的第九、十、十一、十二绕线41进线位置为铁氧体磁芯1的同侧上方，以顺时针环绕于铁氧体磁芯1外壁，缠绕面积为铁氧体磁芯1的八分之一，出线方向与第一绕组2的第一、二、三、四绕线21相同。

在本实施例中，所述第一绕组2的第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线进线后顺时针绕在所述铁氧体磁芯外壁，所述第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线进线后顺时针绕在所述铁氧体磁芯外壁，所述第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线进线后顺时针绕在所述铁氧体磁芯外壁。

此外，所述第一绕组2、第二绕组3、第三绕组4的绕线方式均为从上端开始，朝两端分别缠绕。所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线的出线方向与第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线的出线方向相同，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线的出线方向与第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线的出线方向也相同。本申请的这种缠绕方式层次分明，便于区分。

更多的，所述第一绕组2的进线端为空压机输出端U相，所述第二绕组3的进线端为空压机输出端V相，所述第三绕组4的进线端为空压机输出端W相。本申请的共模电感从上端出线，第一绕组2的进线端连接空压机输出端U相，第二绕组3的进线端连接空压机输出端V相，，第三绕组4的进线端连接空压机输出端W相，三绕组出线端分别连接空压机输出端U、V、W三相。所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线出线端与输出接插件U相连接，所述第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线出线端与输出接插件V相连接，所述第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线出线端与输出接插件W相连接。

本申请的三端口共模电感能通过调节第一、第二及第三绕组的线圈匝数调节两部分电感的感量，从而实现阻抗的最优分配：当多合一控制器电磁干扰较大时，能通过增加空压机输出端与空压机输入端的绕线匝数，提高滤波效果，降低多合一控制器空压机输出端口的电磁干扰水平。

本申请中，空压机通过控制电机将压缩空气注入到电堆核心反应器内部的装置，广泛应用于燃料电池汽车多合一控制器总成中。

本申请的优点在于：本申请的三端口共模电感提高了多合一控制器总成内部空压机输出端电路的滤波效果；本申请的三端口共模电感卧式放置，降低多合一控制器内部辐射发射强度；调节两部分电路的滤波参数，从而实现阻抗的最优分配。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本领域技术人员可想到，上述实施例阐明的功能模块/单元或控制器以及相关方法步骤的实现，可以用软件、硬件和软/硬件结合的方式实现。

除非明确指出，根据本申请实施例记载的方法、程序的动作或步骤并不必须按照特定的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

在本文中，针对本申请的多个实施例进行了描述，但为简明起见，各实施例的描述并不是详尽的，各个实施例之间相同或相似的特征或部分可能会被省略。在本文中，“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”意指适用于根据本申请的至少一个实施例或示例中，而非所有实施例。上述术语并不必然意味着指代相同的实施例或示例。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

已参考上述实施例具体示出并描述了本申请的示例性系统及方法，其仅为实施本系统及方法的最佳模式的示例。本领域的技术人员可以理解的是可以在实施本系统及/或方法时对这里描述的系统及方法的实施例做各种改变而不脱离界定在所附权利要求中的本申请的精神及范围。

Claims (10)

1.一种三端口共模电感，其特征在于，所述三端口共模电感包括铁氧体磁芯、第一绕组、第二绕组和第三绕组；

所述铁氧体磁芯上设有第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述第一绕组、第二绕组和第三绕组分别绕在铁氧体磁芯的同侧；

所述第一绕组包括第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线从所述铁氧体磁芯一侧的上端进线；

所述第二绕组包括有第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线，所述第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线从所述铁氧体磁芯同侧的上端进线；

所述第三绕组包括有第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线，所述第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线从铁氧体磁芯同侧的上端进线。

2.根据权利要求1所述的一种三端口共模电感，其特征在于，所述三端口共模电感还包括底座板，所述铁氧体磁芯卧式设置于底座板上。

3.根据权利要求1所述的一种三端口共模电感，其特征在于，所述第一绕组的第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线覆盖所述铁氧体磁芯八分之一的面积。

4.根据权利要求1所述的一种三端口共模电感，其特征在于，所述第二绕组的第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线覆盖所述铁氧体磁芯八分之一的面积。

5.根据权利要求1所述的一种三端口共模电感，其特征在于，第三绕组的第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线覆盖所述铁氧体磁芯八分之一的面积。

6.根据权利要求1所述的一种三端口共模电感，其特征在于，所述第一绕组的第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线进线后顺时针绕在所述铁氧体磁芯外壁，所述第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线进线后顺时针绕在所述铁氧体磁芯外壁，所述第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线进线后顺时针绕在所述铁氧体磁芯外壁。

7.根据权利要求1所述的一种三端口共模电感，其特征在于，所述第一绕组、第二绕组、第三绕组的绕线方式均为从上端开始，朝两端分别缠绕。

8.根据权利要求1所述的一种三端口共模电感，其特征在于，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线的出线方向与第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线的出线方向相同，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线的出线方向与第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线的出线方向也相同。

9.根据权利要求1所述的一种三端口共模电感，其特征在于，所述第一绕组的进线端为空压机输出端U相，所述第二绕组的进线端为空压机输出端V相，所述第三绕组的进线端为空压机输出端W相。

10.根据权利要求1所述的一种三端口共模电感，其特征在于，所述第一绕线、第二绕线、第三绕线、第四绕线出线端与输出接插件U相连接，所述第五绕线、第六绕线、第七绕线、第八绕线出线端与输出接插件V相连接，所述第九绕线、第十绕线、第十一绕线、第十二绕线出线端与输出接插件W相连接。

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