CN214848137U - 共模电感组件、滤波电路及家用空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种共模电感组件、滤波电路和家用空调。共模电感组件包括第一磁环、第二磁环、第一电源线、第二电源线和地线。第一磁环的直径大于第二磁环的直径。第一电源线和第二电源线绕设在第一磁环，以组成共模电感。地线包括第一段和第二段。地线的第一段绕设在第一磁环。地线的第一段在工作过程中产生的磁通量与第一电源线在工作过程中产生的磁通量同相叠加。地线的第二段绕设在第二磁环。所述共模电感组件可以同时抑制低频段和高频段的干扰信号。

Description

共模电感组件、滤波电路及家用空调

技术领域

本实用新型涉及电磁兼容技术领域，尤其涉及一种共模电感组件、滤波电路及家用空调。

背景技术

在电子电气设备中，为了满足电磁兼容(EMC，Electro Magnetic Compatibility)的要求，通常会在电源线上设置磁环，电源线绕设在磁环上以滤除共模干扰信号。然而，现有的电源线滤波受磁芯内径限制，在体积和内径一定时不能通过增加匝数或者增大磁环尺寸等方式来提高其共模阻抗。并且，传统带磁环的电源线的滤波频段也较窄。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型实施例提供了一种共模电感组件，旨在解决现有的共模电感组件共模阻抗不足以及滤波频段较窄的问题。

本实用新型实施例提供了一种共模电感组件，包括：

第一磁环和第二磁环，所述第一磁环的直径大于所述第二磁环的直径；

第一电源线和第二电源线，绕设在所述第一磁环，所述第一电源线和所述第二电源线组成共模电感；

地线，包括第一段和第二段，所述地线的第一段绕设在所述第一磁环，所述地线的第一段在工作过程中产生的磁通量与所述第一电源线在工作过程中产生的磁通量同相叠加，所述地线的第二段绕设在所述第二磁环。

在本实用新型实施例提供的共模电感组件中，通过将地线的第一段与第一电源线和第二电源线绕设在第一磁环上面，并使所述地线的第一段在工作过程中所产生的磁通量与所述第一电源线在工作过程中所产生的磁通量同相叠加，从而有效增大了所述共模电感的共模阻抗。也就是说，设置在第一磁环上的地线的第一段可以显著增加共模电感组件的共模阻抗，从而可以有效抑制电子电气设备中的共模干扰电流。此外，通过将地线的第二段绕设在第二磁环上面，并使第一磁环的直径大于第二磁环的直径。所述地线的第二段的绕制方式可以有效地对地线辐射回路的高频干扰信号进行有效地抑制。可见，在所述共模电感组件中，地线的第一段绕设在第一磁环上的方式可以增加共模阻抗，以抑制低频段(150KHz-5MHz)的共模干扰信号；地线的第二段绕设在第二磁环上的方式可以滤除高频段(30MHz-50MHz)的共模干扰信号。即，所述共模电感组件可以同时兼顾高频段和低频段的干扰信号的滤除，从而有效提升电子电气设备的EMC性能。

在一实施例中，所述第一磁环包括第一部分和第二部分；

所述第一电源线和所述第二电源线绕设在所述第一磁环的第一部分，所述第一电源线和所述第二电源线的绕设方向相同；

所述地线的第一段绕设在所述第一磁环的第二部分，所述地线的第一段的绕设方向与所述第一电源线的绕设方向相反。

通过将地线的第一段与第一电源线和第二电源线绕设在第一磁芯上面，并使得地线的第一段的绕设方向与第一电源线和第二电源线的绕设方向相反。在工作过程中，地线的第一段与电源线处在同一磁芯且反相耦合，共模电流在地线的第一段和电源线中正好方向相反，因此所述地线的设置方式可以显著增加共模电感组件的共模阻抗，从而有效地抑制了电子电气设备中的共模干扰电流。

在一实施例中，所述第二磁环贴附在所述第一磁环的第二部分。通过将第二磁环贴附在第一磁环的第二部分上，从而将第一磁环和第二磁环形成一个整体。将第一磁环和第二磁环形成一个整体的操作也便于后续将第一磁环、第二磁环、第一电源线、第二电源线以及地线等套设在同一热缩套管中的操作。

在一实施例中，所述地线还包括第三段，所述地线的第二段位于所述地线的第一段和第三段之间，所述地线的第三段绕设在所述第一磁环的第二部分，所述地线的第三段的绕设方向与所述第一电源线的绕设方向相反。通过将地线的第三段绕设在第一磁环上，且使其绕设方向与所述第一电源线的绕设方向相反，所述地线的第三段同样可以显著增加共模电感组件的共模阻抗，从而有效抑制电子电气设备中的共模干扰电流。此外，由于地线的第二段位于所述地线的第一段和第三段之间，上述的设置方式可以使第一磁环和第二磁环暂时形成一个整体，以便于后续的组装过程。

在一实施例中，所述第一磁环的制作材料包括非晶材料、锰锌材料或者镍锌材料其中一种或者多种；

和/或，所述第二磁环的制作材料包括镍锌材料。

第一磁环的制作材料种类不限，可以是非晶材料，也可以是锰锌材料或者镍锌材料。一般会根据干扰的频段和辐射特性来选择不同的材料。第二磁环的制作材料选用镍锌材料，由于镍锌材料由于具有高频、宽频、高阻抗、低损耗的特点，所述第二磁环采用镍锌材料制成，可以有效地滤除高频段的共模信号的干扰。

在一实施例中，所述第一电源线和所述第二电源线组成单相供电方式，所述第一电源线为相线，所述第二电源线为零线。在本实施例的技术方案中，将第一电源线(相线)和第二电源线(零线)同向绕在第一磁环，匝数和相位都相同。当电路中的正常工作电流(差模电流)流经共模电感组件时，工作电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消。因此，共模电感组件的差模阻抗很低、对正常工作电流影响很小。当电路中的干扰电流(共模电流)流经共模电感组件时，由于共模电流的同向性，会在共模电感组件内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，从而使共模电感组件表现为具有较高的共模阻抗。

在一实施例中，所述地线的第一段在所述第一磁环的绕制匝数小于所述第一电源线在所述第一磁环的绕制匝数；

在一实施例中，所述地线的第二段在所述第二磁环的绕制匝数大于所述地线的第一段在所述第一磁环的绕制匝数。

通过将地线的第一段在第一磁环的绕制匝数设置成小于第一电源线在第一磁环的绕制匝数，此时，可以在不对第一电源线和第二电源线组成的共模电感的工作性能造成太大影响的情况下，增加共模电感组件的共模阻抗。另外，由于地线的第一段和第二段分设在第一磁环和第二磁环上，将地线的第二段在第二磁环的绕制匝数设置成大于地线的第一段在第一磁环的绕制匝数的方式有助于提高地线滤除高频干扰信号的性能。

在一实施例中，所述共模电感组件还包括热缩套管，所述热缩套管套设在所述第一磁环、所述第二磁环、所述第一电源线、所述第二电源线和所述地线的外部。通过在所述第一磁环、所述第二磁环、所述第一电源线、所述第二电源线和所述地线的外部套设热缩套管，所述热缩套管可以使共模电感组件形成一个整体，以方便后续的安装和使用。

本实用新型另一实施例还提供了一种滤波电路，包括如以上任意一项实施例所述的共模电感组件。通过在滤波电路上设置共模电感组件，由于共模电感组件具有较高的共模阻抗以及同时兼顾低频段和高频段的共模信号滤波功能，滤波电路可以在电子电气设备的工作过程中有效地滤除共模干扰信号电流。

本实用新型再一实施例还提供了一种家用空调，包括如以上任意一项实施例所述的共模电感组件。通过在家用空调上设置共模电感组件，由于共模电感组件具有较高的共模阻抗以及同时兼顾低频段和高频段的共模信号滤波功能，滤波电路可以在电子电气设备的工作过程中有效地滤除共模干扰信号电流。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的共模电感组件的结构示意图。

图2为图1中的共模电感组件的另一视角的结构示意图。

图3为图1中的共模电感组件的再一视角的结构示意图。

图4为本实用新型另一实施例提供的共模电感组件的结构示意图。

图5为具有图1的共模电感组件的应用电路在产生差模电流或者共模电流时的电流回路示意图。

图6为具有图1中的共模电感组件的滤波电路的结构示意图。

图7为传统的共模电感组件在EMI测试过程中所得出的骚扰电压数据。

图8为传统的共模电感组件在EMI测试过程中所得出的骚扰功率数据。

图9为本实用新型实施例提供的共模电感组件在EMI测试过程中所得出的骚扰电压数据。

图10为本实用新型实施例提供的共模电感组件在EMI测试过程中所得出的骚扰功率数据。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				共模电感组件	100	第一磁环	110
第二磁环	120	第一电源线	130
				第二电源线	140	地线	150
第一段	151	第二段	152
				第三段	153	第一部分	111
第二部分	112	热缩套管	160
				第一端	131	第二端	132
第三端	141	第四端	142
				一端	154	另一端	155
第一电容	C1	第二电容	C2
				第三电容	C3	第四电容	C4

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参见图1和图2，本实用新型实施例提供了一种共模电感组件100，其包括第一磁环110、第二磁环120、第一电源线130、第二电源线140以及地线150。

所述第一磁环110的直径大于所述第二磁环120的直径。在本实施例中，所述第一磁环110的外径为25mm，内径为18mm，厚度为12mm。所述第二磁环120的外径为16mm，内径为10mm，厚度为10mm。所述第一磁环110和所述第二磁环120也可以为其他尺寸，其可以根据产品的具体需求设置。

所述第一电源线130和所述第二电源线140绕设在所述第一磁环110。所述第一电源线130和所述第二电源线140组成共模电感。

所述地线150包括第一段151和第二段152。所述地线150的第一段151绕设在所述第一磁环110。所述地线150的第一段151在工作过程中产生的磁通量与所述第一电源线130在工作过程中产生的磁通量同相叠加。所述地线150的第二段152绕设在所述第二磁环120。

在以上实施例提供的共模电感组件100中，通过将地线150的第一段151与第一电源线130和第二电源线140绕设在第一磁环110上面，并使所述地线150的第一段151在工作过程中所产生的磁通量与所述第一电源线130在工作过程中所产生的磁通量同相叠加，从而有效增大了所述共模电感组件100的共模阻抗。也就是说，设置在第一磁环110上的地线150的第一段151可以显著增加共模电感组件100的共模阻抗，从而可以有效抑制电子电气设备中的共模干扰电流。此外，通过将地线150的第二段152绕设在第二磁环120上面，并使第一磁环110的直径大于第二磁环120的直径。所述地线150的第二段152的绕制方式可以有效地对地线150的辐射回路的高频干扰信号进行有效地抑制。可见，在所述共模电感组件100中，地线150的第一段151绕设在第一磁环110上的方式可以增加共模阻抗，以抑制低频段(150KHz-5MHz)的共模干扰信号。地线150的第二段152绕设在第二磁环120上的方式可以滤除高频段(30MHz-50MHz)的共模干扰信号。即，所述共模电感组件100可以同时兼顾高频段和低频段的干扰信号的滤除，从而有效提升电子电气设备的EMC性能。

请一并参见图3，具体地，第一电源线130在工作过程中所产生的磁通量为Ф1，第二电源线140在工作过程中所产生的磁通量为Ф2，地线150的第一段151在工作过程中所产生的磁通量为Ф3。其中，第一电源线130和第二电源线1140在第一磁环110上的绕向相同，匝数相等。当有共模电流同进同出所述第一电源线130和所述第二电源线140时，第一电源线130所产生的磁通量Ф1和第二电源线140所产生的磁通量Ф2同相叠加。由于地线150的第一段在第一磁环110上的绕制方向与第一电源线130在第一磁环110上的绕制方向相反，如果电源输入端存在干扰电压，以地线150为返回路径的共模电流在第一电源线130和地线150之间形成闭合回路，以及在第二电源线140和地线150之间形成闭合回路。因为地线150中的共模电流与第一电源线130或者第二电源线140中的共模电流反向，所以，地线150的第一段151在工作过程中所产生的磁通量Ф3也与第一电源线130所产生的磁通量Ф1或者第二电源线140所产生的磁通量Ф2同相。此时，第一电源线130所产生的磁通量Ф1、第二电源线140所产生的磁通量Ф2、地线150的第一段151所产生的磁通量Ф3同相叠加，从而增大各线圈的共模感抗，进而提高了所述第一电源线130和所述第二电源线140所组成的共模电感的共模阻抗。另外，由于所述第一电源线130和所述第二电源线140对所述地线150近似平衡，以及地线150中的共模电流往往很小，地线150对第一电源线130和第二电源线140中差模信号电流的影响可以忽略不计。

具体地，所述第一磁环110和所述第二磁环120皆为圆环状设置，以形成闭合的磁路。所述第一磁环110和所述第二磁环120的设置方式可以减少漏磁现象的产生。在本实施例中，所述第一磁环110包括第一部分111和第二部分112。具体地，所述第一磁环110的第一部分111和第二部分112皆为半圆环形状，其共同组成第一磁环110的整体。根据需要，第一部分111和第二部分112可以分设在第一磁环110的上下两个部分，也可以分设在第一磁环110的左右两个部分，本领域技术人员可以根据产品的具体需要设置。根据需要，第一磁环110的外表面可以设置有绝缘部件(图未示)，用于使第一磁环110与第一电源线130、第二电源线140和地线150之间相互绝缘。具体地，绝缘部件可以是绝缘热缩套、绝缘塑料膜或者绝缘油漆中的一种或者多种。通过在第一磁环110上设置绝缘部件，当第一电源线130和第二电源线140绕制在第一磁环110时，可以避免第一电源线130和第二电源线140与第一磁环110形成电连接，从而导致共模电感组件100的功能失效。根据需要，所述第一磁环110的制作材料包括非晶材料、锰锌材料或者镍锌材料其中一种或者多种。根据需要，所述第二磁环120的制作材料包括镍锌材料。具体地，第一磁环110可以由非晶磁性材料、铁氧体材料如锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等，或者铁粉等磁性材料制成。一般地，第一磁环110的制作材料种类不限，可以是非晶材料，也可以是锰锌材料或者镍锌材料。一般会根据干扰的频段和辐射特性来选择不同的材料。第二磁环120的制作材料选用镍锌材料。由于镍锌材料由于具有高频、宽频、高阻抗、低损耗的特点。所述第二磁环120采用镍锌材料制成，可以有效地滤除高频段的共模信号的干扰。一般来说，第一磁环110应选择磁导率合适的材料制成，以避免在实际工作过程中，第一磁环110进入到饱和状态而影响到共模电感组件100的滤除共模干扰信号的性能。根据需要，第一磁环110的形状也可以是椭圆形状、跑道形状或者多边形环状，其可以根据产品的实际需求确定，在此不作具体限定。

具体地，第一电源线130绕设在第一磁环110的第一部分111。第二电源线140绕设在第一磁环110的第一部分111。第二电源线140的绕设方向与第一电源线130的绕设方向相同。具体地，在本实施例中，第一电源线130和第二电源线140的绕设方向为：沿左侧到右侧的方向上，从第一磁环110的外侧(面向观察者方向)往第一磁环110的里侧(背向观察者方向)按照顺时针方向绕制。由于第一电源线130和第二电源线140的绕设方向和绕设位置都相同，在实际制作的过程中，可将第一电源线130和第二电源线140同时绕设在第一磁环110的第一部分111，以简化制作过程。可以理解地，第一电源线130和第二电源线140的外表面可以设置绝缘套、绝缘膜或者绝缘油漆，以使得第一电源线130和第二电源线140在绕设在第一磁环110的第一部分111时不会相互导通。同时，绝缘套、绝缘膜或者绝缘油漆也可以避免第一电源线130和第二电源线140与第一磁环110形成电连接。根据需要，第一电源线130和第二电源线140之间也必须相互绝缘，以保证在瞬时过电压的作用下第一电源线130和第二电源线之间不会发生击穿短路。根据需要，第一电源线130和第二电源线140也尽可能绕制单层线圈的方式，用以减少线圈之间的寄生电容。

地线150的第一段151绕设在第一磁环110的第二部分112。地线150的第一段151的绕设方向与第一电源线130的绕设方向相反。具体地，在本实施例中，地线150的第一段151的绕设方向为：在第一磁环110的顶部区域，沿左侧到右侧的方向上，从第一磁环110的外侧(面向观察者方向)往第一磁环110的里侧(背向观察者方向)按照逆时针方向绕制。根据需要，也可以是第一电源线130和第二电源线140的绕设方向为：沿左侧到右侧的方向上，从第一磁环110的里侧(背向观察者方向)往第一磁环110的外侧(面向观察者方向)按照顺时针方向绕制；地线150的绕设方向为：在第一磁环110的底部区域，沿左侧到右侧的方向上，从第一磁环110的里侧(背向观察者方向)往第一磁环110的外侧(面向观察者方向)按照逆时针方向绕制。只要能实现地线150的第一段151的绕设方向与第一电源线130的绕设方向相反即可。具体地，地线150是指电子电气设备因安全需要而将电源输入端与大地连接的导线。根据需要，地线150的外表面也可以设置绝缘套、绝缘膜或者绝缘油漆，以避免地线150与第一磁环110形成电连接。根据需要，地线150也尽可能绕制单层线圈，用以减少线圈之间的寄生电容。

即，通过将地线150的第一段151与第一电源线130和第二电源线140绕设在第一磁芯110上面，并使得地线150的第一段151的绕设方向与第一电源线130和第二电源线140的绕设方向相反。在工作过程中，地线150的第一段151与第一电源线130和第二电源线140处在第一磁环110且反相耦合，共模电流在地线150的第一段151和第一电源线130和第二电源线140中正好方向相反，因此所述地线150的第一段151的设置方式可以显著增加共模电感组件100的共模阻抗，从而有效地抑制了电子电气设备中的共模干扰电流。

在其中一实施例中，所述第二磁环120贴附在所述第一磁环110的第二部分112。通过将第二磁环120贴附在第一磁环110的第二部分112上，第一磁环110和第二磁环120将形成一个整体，以便于后续的组装或者操作过程。例如，在后续需要将共模电感组件100套设在热缩套管内部时，第一磁环110和第二磁环120贴附在一起的结构便于将第一磁环110、第二磁环120、第一电源线130、第二电源线140以及地线150等套设在一起。

在其中一实施例中，所述地线150还包括第三段153，如图4所示。所述地线150的第二段152位于所述地线150的第一段151和第三段153之间。所述地线150的第三段153绕设在所述第一磁环110的第二部分112。所述地线150的第三段153的绕设方向与所述第一电源线130的绕设方向相反。通过将地线150的第三段153绕设在第一磁环110上，且使其绕设方向与所述第一电源线130的绕设方向相反。所述地线150的第三段153同样可以显著增加共模电感组件100的共模阻抗，从而有效抑制电子电气设备中的共模干扰电流。此外，由于地线150的第二段152位于所述地线150的第一段151和第三段153之间，上述的设置方式可以使第一磁环110和第二磁环120暂时形成一个整体，以便于后续的组装过程。即，由于所述地线150的第一段151和第三段153都绕设在所述第一磁环110上，其可以使所述第二磁环120固定在所述第一磁环110上而形成一个临时的整体，以方便后续的组装过程。

在其中一实施例中，第一电源线130和第二电源线140组成单相供电方式。第一电源线130为相线，连接到相线电压。第二电源线140为零线，连接到零线电压。此时，如前面所述，将第一电源线130(相线)和第二电源线140(零线)同向绕在同一第一磁环110，匝数和相位都相同。当电路中的正常工作电流(差模电流)流经共模电感组件100时，工作电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消。即，共模电感组件100的差模阻抗很低、对正常工作电流影响很小。当电路中的干扰电流(共模电流)流经共模电感组件100时，由于共模电流的同向性，会在共模电感组件100内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，从而使共模电感组件100表现出具有较高的共模阻抗特性，从而起到滤除共模干扰信号电流的作用。

在其中一实施例中，所述地线150的第一段151在所述第一磁环110的绕制匝数小于所述第一电源线130在所述第一磁环110的绕制匝数。根据需要，所述地线150的第二段152在所述第二磁环120的绕制匝数大于所述地线150的第一段151在所述第一磁环110的绕制匝数。具体地，所述第一电源线130和所述第二电源线140在所述第一磁环110上绕制4圈。所述地线150的第一段151在所述第一磁环110上绕制1圈。所述地线150的第二段152在所述第二磁环120上绕制5圈。在具体绕制的过程中，可以将第一电源线130和第二电源线140同时在第一磁环110上绕制4圈，然后将地线150的第二段152在第二磁环120绕制5圈，最后将地线150的第一段151在第一磁环110上反向绕制1圈，从而使第一磁环110和第二磁环120组合在一起。

通过将地线150的第一段151在第一磁环110的绕制匝数设置成小于第一电源线130在第一磁环110的绕制匝数，此时，可以在不对第一电源线130和第二电源线140组成的共模电感的工作性能造成太大影响的情况下，增加共模电感组件100的共模阻抗。另外，由于地线150的第一段151和第二段152分设在第一磁环110和第二磁环120上，将地线150的第二段152在第二磁环120的绕制匝数设置成大于地线150的第一段151在第一磁环110的绕制匝数的方式有助于提高地线150的滤除高频干扰信号的性能。

在其中一实施例中，所述共模电感组件100还包括热缩套管160。所述热缩套管160套设在所述第一磁环110、所述第二磁环120、所述第一电源线130、所述第二电源线140和所述地线150的外部。通过在所述第一磁环110、所述第二磁环120、所述第一电源线130、所述第二电源线140和所述地线150的外部套设热缩套管160，所述热缩套管160可以使共模电感组件100形成一个整体，以方便后续的安装和使用。具体地，在第一电源线130、第二电源线140以及地线150都绕制完成后，可将热缩套管160套设在所述第一磁环110、所述第二磁环120、所述第一电源线130、所述第二电源线140和所述地线150的外部。然后，加热热缩套管160，使热缩套管160收缩，从而使共模电感组件100形成一个整体。

所述共模电感组件100的工作过程如下：

在电子电气设备的工作过程中，电流回路中的电流往返路径、电子器件的正负极与地线之间都存在共模耦合路径，从而产生共模干扰信号。共模干扰信号一般在各电流往返路径上幅度相等，相位相同。

请一并参见图5，为了减少共模干扰信号对负载的影响，通常在电流往返路径中串接有共模电感组件100，以增大电流回路中的共模阻抗，进而减小电流回路中的共模电流。以单相电源输入端为例，其包括相线电压端L和零线电压端N。第一电源线130的第一端131与相线电压端L连接，第二电源线140的第一端141与零线电压端N连接；第一电源线130的第二端132与负载的其中一端连接，第二电源线140的第二端142与负载的另一端连接。

对于差模电流I_DMN来说，由于第一电源线130中的电感L_CM1所产生的磁通量与第二电源线140中的电感L_CM2所产生的磁通量反向，电感L_CM1所产生的磁通量Ф1和电感L_CM2所产生的磁通量Ф2相互抵消，从而使第一电源线130和第二电源线140所组成的共模电感的差模阻抗接近于零。

对于共模电流I_CMN来说，由于第一电源线130中的电感L_CM1所产生的磁通量与第二电源线140中的电感L_CM2所产生的磁通量同向，电感L_CM1所产生的磁通量Ф1和电感L_CM2所产生的磁通量Ф2相互增强，从而使第一电源线130和第二电源线140所组成的共模电感的共模阻抗较大。同时，由于地线150中的电感L_G与第一电源线130中的电感L_CM1的绕制方向相反，导致地线150中的电感L_G所产生的磁通量与第一电源线130中的电感L_CM1所产生的磁通量同向，从而进一步增加了第一电源线130和第二电源线140所组成的共模电感的共模阻抗。

具体地，以第一电源线130中的信号电流为正为例，假设差模电流I_DMN与第一电源线130上的信号电流Is同向，则第一电源线130中的总电流I₁＝Is+I_DMN；第二电源线140中的总电流I₂＝-Is+I_DMN。其中，Is为信号电流的大小，I_DMN为差模电流的大小。即，第一电源线130和第二电源线140在第一磁环110中感应产生的磁场大小相等，方向相反，相互抵消。因此，信号电流Is在共模电感组件100中所受到的感抗很小，在信号回路中的差模衰减很小。

而对于第一电源线130和第二电源线140中的共模干扰信号，由于所形成的共模电流I_CMN大小相等，相位相同，从而在第一磁环110中感应出同相叠加的磁场，从而使共模电流I_CMN受到了较大的交流阻抗，从而起到滤除共模干扰信号电流的作用。

但是，对于一些特定的应用场合来说，由第一电源线130和第二电源线140所形成的共模交流阻抗还不够高。因此，在本实用新型实施例提供的共模电感组件100中，将地线150的第一段151与第一电源线130和第二电源线140绕设在第一磁环110上面，并使得地线150的第一段151的绕设方向与第一电源线130和第二电源线140的绕设方向相反。因此，在工作过程中，流经地线150的总电流I_PE＝Ic。也就是说，地线150中的共模干扰信号电流Ic在第一磁环110中所感应出的磁场与第一电源线130和第二电源线140在第一磁环110中所感应出的磁场相互叠加，从而使得共模电感组件100相对于共模信号电流具有更大的交流阻抗，从而起到滤除电子电气设备中的共模干扰信号电流的作用。另一方面，由于地线150的第二段152还绕设在第二磁环120上。由于第二磁环120的直径小于第一磁环110的直径，且第二磁环120采用镍锌材料制成，所述地线150的第二段152可以有效地滤除高频段的干扰信号，从而使得所述共模电感组件100同时兼顾低频共模干扰信号滤除和高频共模干扰信号滤除的特点。

可以理解地，第一电源线130的第一端131与第二电源线140的第三端141相邻设置并互为同名端。第一电源线130的第二端132与第二电源线140的第四端142相邻设置并互为同名端。由于第一端131与第三端141相邻设置并互为同名端，第二端132与第四端142相邻设置并互为同名端。当有共模电流流经共模电感组件100时，由于共模电流的同向性，会在共模电感组件100内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，表现为较高的共模阻抗。具体地，同名端和异名端是指：在同一变化磁通作用下，感应电动势极性相同的端子称为同名端，感应电动势极性相反的端子称为异名端。在图档的绘制上面，通常把一组同名端用符号“·”作为标志。

可以理解地，地线150的第一段151的第五端154与第一电源线130的第一端131和第二电源线140的第三端141相邻设置并互为异名端。地线150的第一段151和第二段152的连接端与第一电源线130的第二端132和第二电源线140的第四端142相邻设置并互为异名端。由于地线150的第五端154与第一端131相邻设置并互为异名端，地线150的第一段151和第二段152的连接端与第二端132相邻设置并互为异名端。当有共模电流流经共模电感组件100时，电源线120、130与地线150之间的共模干扰电流相对于共模电感组件100来说相当于差模电流。由于地线150与各电源线120、130绕线方向相反，并与相邻电源线的输入端互为异名端。共模电感组件100可显著增加电子电气设备的电源输入端的共模阻抗。

可以理解地，共模电感组件100并不限于上述实施方式。在另外一个实施例中，共模电感组件100还包括第三电源线(图未示)。第三电源线绕设在第一磁环110的第一部分111。第三电源线的绕设方向与第一电源线130的绕设方向相同。在本实施例中，第一电源线130、第二电源线140和第三电源线组成多相供电方式。第一电源线130和第三电源线为相线。第二电源线140为零线。通过将第一电源线130(相线)、第二电源线140(零线)和第三电源线(相线)同向绕在同一第一磁环110，并使得其绕制的匝数相同。共模电感组件100同样可实现抑制共模电流目的。

根据需要，所述共模电感组件100也包括第三电源线和第四电源线，组成四根电源线。四根电源线组成三相供电方式。可以理解地，零线也可以按需要设置。如在本实施例中，第一电源线130、第二电源线140和第三电源线为相线，第四电源线为零线。四根电源线绕设在第一磁环110的第一部分111。第二电源线140、第三电源线和第四电源线的绕设方向与第一电源线130的绕设方向相同。

可以理解地，所述共模电感组件100还可以包括底座。底座设置有相应的接线柱，以引出第一电源线130、第二电源线140以及地线150的接线端等。此时，第一磁环110和第二磁环120可以通过插接、卡扣或者胶粘等方式设置在底座上。

根据需要，所述第一电源线130、所述第二电源线140以及所述地线150的端部可以设置有接线环或者接线端，以方便实现所述共模电感组件100与其他电子元器件的电连接。

本实用新型另一实施例还提供了一种滤波电路，其包括如上的共模电感组件100。如图6所示，共模电感组件100中的第一电源线130的第一端131连接到相线电压端L，共模电感组件100中的第一电源线130的第二端132连接到负载的一端。共模电感组件100中的第二电源线140的第三端141连接到零线电压端N，共模电感组件100中的第二电源线140的第四端142连接到负载的另一端。共模电感组件100中的地线150的第五端154接地，共模电感组件100中的地线150的第六端155与电子电气设备的接地端PE连接。由前面的分析过程可知，通过将地线150的第一段151与第一电源线130和第二电源线140绕设在第一磁环110上面，并使得地线150的第一段151的绕设方向与第一电源线130和第二电源线140的绕设方向相反。地线150中的共模干扰信号电流在第一磁环110中所感应出的磁场与第一电源线130和第二电源线140在第一磁环110中所感应出的磁场相互叠加，从而使得共模电感组件100相对于共模信号电流具有更大的交流阻抗，从而起到滤除电子电气设备中的共模干扰信号电流的作用。也就是说，由于其中的共模电感组件100具有较高的共模阻抗，滤波电路可以在电子电气设备的工作过程中有效地滤除共模干扰信号电流。另外，由于共模电感组件100中的地线150的第二段152绕制在第二磁芯120上，从而可以实现对高频干扰信号的滤波作用。即，由于所使用的共模电感组件100具有较高的共模阻抗，以及同时兼顾低频段和高频段的共模信号滤波功能，相应的滤波电路也可以在电子电气设备的工作过程中有效地滤除共模干扰信号，同时兼顾低频段和高频段的共模信号滤波功能。

根据需要，滤波电路还可以包括第一电容C1和第二电容C2。第一电容C1的一端与第一电源线130的第一端131连接，第一电容C1的另一端与第二电源线140的第三端141连接。第二电容C2的一端与第一电源线130的第二端132连接，第二电容C2的另一端与第二电源线140的第四端142连接。第一电容C1和第二电容C2分别用于滤除输入端和输出端的串模信号干扰。根据需要，第一电容C1和第二电容C2可以采用薄膜电容器(安规X电容)，容量范围可以选择为0.01μF～3.3μF。

根据需要，滤波电路还可以包括第三电容C3和第四电容C4。第三电容C3一端与第一电源线130的第二端122连接，第三电容C3另一端与电子电气设备的地线保护端PE连接。第四电容C4一端与第二电源线140的第四端142连接，第四电容C4另一端与电子电气设备的地线保护端PE连接。第三电容C3和第四电容C4主要用于滤除共模信号干扰。根据需要，第三电容C3和第四电容C4可以选择安规Y电容器，容量范围是470PF～0.01μF。

可以理解地，在滤波电路中，共模电感组件100也可以包括第三电源线或者第四电源线。此时，滤波电路的具体结构也可以根据实际需要调整。

可以理解的是，在滤波电路中，可以根据实际需要设置一个或者多个共模电感组件100，从而实现单级过滤或者多级过滤，以满足在不同情况下对电磁兼容性的要求。

本实用新型另一实施例还提供了一种家用空调，其包括如以上任意一项实施例所述的共模电感组件100。通过在家用空调上设置共模电感组件100，由于共模电感组件100具有较高的共模阻抗以及可以兼顾高频和低频的滤波共模，家用空调在工作过程中所产生的共模电流可以有效地被共模电感组件100所抑制。根据需要，共模电感组件100也可以应用在冰箱、微波炉、电饭锅等家用电器上，在此不作具体限定。

实际上，当在家用空调上设置本实用新型实施例所提供的共模电感组件100时，其EMI(electro magnetic interference，电磁干扰)的测试结果要明显优于常规的共模电感。

请参见图7和图8，为传统的共模电感组件的EMI测试结果。从图7可以看出，采用传统的共模电感组件(相线L和零线N在非晶磁环上绕制4圈，地线PE不进行绕制，其中非晶磁环的尺寸为：外径28mm，内径18mm，高度10mm)，其测试出的骚扰电压在低频段(154KHz)的准峰值为65.00dBμV，平均值为61.04dBμV；在高频段(22.606MHz)的准峰值为47.20dBμV，平均值为41.39dBμV。从图8可以看出，其测试出的骚扰功率在30MHz左右的频率范围内的准峰值为41.92dBpW，平均值为36.72dBpW；在66MHz的准峰值为39.68dBpW，平均值为29.04dBpW。

请参见图9和图10，为本实用新型实施例提供的共模电感组件的EMI测试结果。从图9可以看出，采用本实用新型实施例提供的共模电感组件(相线L和零线N在非晶磁环上绕制3圈，地线PE在非晶磁环上反向绕制2圈后，串入镍锌磁环绕制4圈，其中非晶磁环的尺寸为：外径28mm，内径18mm，高度10mm；其中镍锌磁环的尺寸为：外径16mm，内径10mm，高度8mm；)，其测试出的骚扰电压在低频段(158KHz)的准峰值为55.38dBμV，平均值为50.32dBμV；在高频段(25.262MHz)的准峰值为41.59dBμV。从图10可以看出，其测试出的骚扰功率在32MHz左右的频率范围内的准峰值为38.24dBpW，平均值为29.32dBpW。可见，采用本实用新型实施例提供的共模电感组件，其EMI的测试数据是要明显优于传统的共模电感组件。

需要说明的是，上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种共模电感组件，其特征在于，包括：

第一磁环和第二磁环，所述第一磁环的直径大于所述第二磁环的直径；

第一电源线和第二电源线，绕设在所述第一磁环，所述第一电源线和所述第二电源线组成共模电感；

地线，包括第一段和第二段，所述地线的第一段绕设在所述第一磁环，所述地线的第一段在工作过程中产生的磁通量与所述第一电源线在工作过程中产生的磁通量同相叠加，所述地线的第二段绕设在所述第二磁环。

2.如权利要求1所述的共模电感组件，其特征在于，

所述第一磁环包括第一部分和第二部分；

所述第一电源线和所述第二电源线绕设在所述第一磁环的第一部分，所述第一电源线和所述第二电源线的绕设方向相同；

所述地线的第一段绕设在所述第一磁环的第二部分，所述地线的第一段的绕设方向与所述第一电源线的绕设方向相反。

3.如权利要求2所述的共模电感组件，其特征在于，所述第二磁环贴附在所述第一磁环的第二部分。

4.如权利要求2所述的共模电感组件，其特征在于，所述地线还包括第三段，所述地线的第二段位于所述地线的第一段和第三段之间，所述地线的第三段绕设在所述第一磁环的第二部分，所述地线的第三段的绕设方向与所述第一电源线的绕设方向相反。

5.如权利要求1-4任意一项所述的共模电感组件，其特征在于，所述第一电源线和所述第二电源线组成单相供电方式，所述第一电源线为相线，所述第二电源线为零线。

6.如权利要求1-4任意一项所述的共模电感组件，其特征在于，

所述地线的第一段在所述第一磁环的绕制匝数小于所述第一电源线在所述第一磁环的绕制匝数。

7.如权利要求1-4任意一项所述的共模电感组件，其特征在于，

所述地线的第二段在所述第二磁环的绕制匝数大于所述地线的第一段在所述第一磁环的绕制匝数。

8.如权利要求1-4任意一项所述的共模电感组件，其特征在于，所述共模电感组件还包括热缩套管，所述热缩套管套设在所述第一磁环、所述第二磁环、所述第一电源线、所述第二电源线和所述地线的外部。

9.一种滤波电路，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的共模电感组件。

10.一种家用空调，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的共模电感组件。

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