CN220604468U - 一种共模电抗器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种共模电抗器，该共模电抗器包括：第一线圈、第二线圈、I型铁芯和E型铁芯，第一线圈和第二线圈同向同匝数并行绕制于E型铁芯中柱上，I型铁芯与E型铁芯的开口处连接。应用本实用新型的技术方案，能够解决现有技术中共模电抗器的差模电流磁场抵消效果和共模电流抑制效果差的技术问题。

Description

一种共模电抗器

技术领域

本实用新型涉及电磁感应技术领域，尤其涉及一种共模电抗器。

背景技术

共模电抗器通常用于电子设备的开关电源中，用于过滤共模的电磁干扰信号。这两个线圈绕在同一铁芯上，匝数和相位都相同，绕制反向。

当电路中的差模电流流经共模电感时，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，不影响差模电流通过。

当电路中的共模电流流经共模电感时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波的目的。但是当共模电流较大时，共模电抗出现漏感大现象，共模电流抑制效果变差。

现有技术中采用的共模电抗器，通常将线圈分别绕制于磁芯的两侧，两线圈绕制方向相反，如图11和图12所示。当差模工作电流i_a、i_b分别流过1#线圈11和2#线圈12时，产生相互抵消的磁场，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响和少量因漏感造成的阻尼；当线圈中流过共模电流时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，以此抑制共模电流。

如图11和图12所示，当流经1#线圈11和2#线圈12的电流i_a、i_b较大时，分别产生磁通φ_a1+φ_a2和φ_b1+φ_b2，其中φ_a1与φ_b1分别为i_a、i_b产生的主磁通，φ_a2与φ_b2分别为i_a、i_b产生的漏磁通。

当i_a、i_b为差模电流时，如图11所示，铁芯中的磁场抵消，剩余磁通为φ_a1+φ_a2-(φ_b1+φ_b2)，一般情况下，主磁通φ_a1与φ_b1相等，但是由于铁芯结构的问题，共模电抗器出现漏磁通大的现象且漏磁通φ_a2与φ_b2不相等，因此铁芯中存在部分无法抵消的磁通，进而存在阻尼，导致差模电流的磁场抵消效果较差，差模电流通过受阻。

当i_a、i_b为共模电流时，如图12所示，铁芯中的磁场叠加，但由于漏磁现象，两个线圈包围的磁通小于φ_a1+φ_a2+(φ_b1+φ_b2)，线圈电感增加量降低，进而导致共模电流的抑制效果不完美。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本实用新型提供了一种共模电抗器，该共模电抗器包括：第一线圈、第二线圈、I型铁芯和E型铁芯，第一线圈和第二线圈同向同匝数并行绕制于E型铁芯中柱上，I型铁芯与E型铁芯的开口处连接。

进一步地，共模电抗器还包括第一线圈出线铜排、第一线圈进线铜排、第二线圈出线铜排和第二线圈进线铜排，第一线圈出线铜排和第一线圈进线铜排分别与第一线圈的两端连接，第二线圈出线铜排和第二线圈进线铜排分别与第二线圈的两端连接。

进一步地，共模电抗器还包括线圈支撑板，线圈支撑板呈环状，套设于E型铁芯中柱上，线圈支撑板用于为第一线圈和第二线圈提供支撑。

进一步地，共模电抗器还包括安装底板，E型铁芯固定于安装底板上。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种共模电抗器，该共模电抗器通过将第一线圈和第二线圈同向同匝数并行绕制于E型铁芯中柱上，采用I型铁芯封堵E型铁芯的开口处，将线圈产生的主磁通与漏磁通全部包围在线圈中，抵消了差模电流产生的漏磁通，阻尼减小，差模电流通过性好；当共模电流较大时，共模电抗不会出现漏磁通大的现象，共模电流抑制效果较好。与现有技术相比，本实用新型的技术方案能够解决现有技术中共模电抗器的差模电流磁场抵消效果和共模电流抑制效果差的技术问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本实用新型的具体实施例提供的共模电抗器的立体结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的具体实施例提供的共模电抗器的结构爆炸图；

图3示出了根据本实用新型的具体实施例提供的共模电抗器的正视示意图；

图4示出了沿图3中A-A线的剖视图；

图5示出了沿图4中B-B线的剖视图；

图6示出了根据本实用新型的具体实施例提供的共模电抗器的差模电流磁场抵消原理示意图；

图7示出了根据本实用新型的具体实施例提供的共模电抗器的共模电流抑制原理示意图；

图8示出了根据本实用新型的具体实施例提供的共模电抗器应用连接示意图；

图9示出了根据本实用新型的具体实施例提供的共模电抗器输入端电压波形示意图；

图10示出了根据本实用新型的具体实施例提供的共模电抗器输出端电流波形示意图；

图11示出了现有技术中差模电流磁场抵消原理示意图；

图12示出了现有技术中共模电流抑制原理示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、第一线圈；2、第二线圈；3、I型铁芯；4、E型铁芯；5、第一线圈出线铜排；6、第一线圈进线铜排；7、第二线圈出线铜排；8、第二线圈进线铜排；9、线圈支撑板；10、安装底板；11、1#线圈；12、2#线圈。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

如图1至图10所示，根据本实用新型的具体实施例提供了一种共模电抗器，该共模电抗器包括：第一线圈1、第二线圈2、I型铁芯3和E型铁芯4，第一线圈1和第二线圈2同向同匝数并行绕制于E型铁芯4中柱上，I型铁芯3与E型铁芯4的开口处连接。

应用此种配置方式，提供了一种共模电抗器，该共模电抗器通过将第一线圈1和第二线圈2同向同匝数并行绕制于E型铁芯4中柱上，采用I型铁芯3封堵E型铁芯4的开口处，将线圈产生的主磁通与漏磁通全部包围在线圈中，抵消了差模电流产生的漏磁通，阻尼减小，差模电流通过性好；当共模电流较大时，共模电抗不会出现漏磁通大的现象，共模电流抑制效果较好。与现有技术相比，本实用新型的技术方案能够解决现有技术中共模电抗器的差模电流磁场抵消效果和共模电流抑制效果差的技术问题。

应用此种配置方式，当流经第一线圈1和第二线圈2的电流i_a和i_b较大时，分别产生磁通φ_a1+φ_a2和φ_b1+φ_b2，其中φ_a1和φ_b1分别为i_a和i_b产生的主磁通，φ_a2和φ_b2分别为i_a和i_b产生的漏磁通。

当i_a和i_b为差模电流时，如图6所示，线圈所包围的磁场抵消，剩余磁通为φ_a1+φ_a2-(φ_b1+φ_b2)。由于线圈绕制于同一位置，且共模电抗器E型铁芯4结构对称，即磁场对称，两线圈产生的主磁通和漏磁通几乎相同，可以认为φ_a1+φ_a2-(φ_b1+φ_b2)≈0。因此两线圈所包围的磁通近似完全抵消，不存在阻尼，

差模电流的磁场抵消效果较好，差模电流通过性好。

当i_a和i_b为共模电流时，如图7所示，铁芯中的磁场叠加，由于线圈绕制于同一位置，且共模电抗器E型铁芯4结构对称，即磁场对称，漏磁通也同样被两线圈包围，因此两线圈包围的磁通为φ_a1+φ_a2+(φ_b1+φ_b2)。线圈电感增加，共模电流的抑制效果较好。

作为本实用新型的一个具体实施例，如图4所示，为了便于第一线圈1和第二线圈2的导入导出，可配置共模电抗器还包括第一线圈出线铜排5、第一线圈进线铜排6、第二线圈出线铜排7和第二线圈进线铜排8，第一线圈出线铜排5和第一线圈进线铜排6分别与第一线圈1的两端连接，第二线圈出线铜排7和第二线圈进线铜排8分别与第二线圈2的两端连接。

进一步地，在本实用新型中，如图1和图2所示，为了在电抗器的使用过程中，避免线圈发生位移影响使用效果，可配置共模电抗器还包括线圈支撑板9，线圈支撑板9呈环状，套设于E型铁芯4中柱上，线圈支撑板9用于为第一线圈1和第二线圈2提供支撑。

此外，在本实用新型中，如图1和图2所示，为了便于共抗器的安装固定，可配置共模电抗器还包括安装底板10，E型铁芯4固定于安装底板10上。作为本实用新型的一个具体实施例，安装底板10具有多个安装孔，可通过相适配的固定件固定于其他部件上。

本实用新型的新型共模电抗器的两组线圈同时同向缠绕于相同位置，匝数相同，线圈绕制简单。两组线圈产生的漏磁通也全部包围在线圈中，即第一线圈1的漏磁通被第二线圈2包围，同样的，第二线圈2的漏磁通也被第一线圈1包围。共模电抗器两组线圈产生的主磁通与漏磁通全部被线圈包围，不会存在线圈之外的漏磁通而影响使用效果。抵消差模电流产生的漏磁通，阻尼减小，差模电流通过性好。共模电流较大时，共模电抗不会出现漏磁通大的现象，共模电流抑制效果较好。由于漏磁通不影响使用效果，本实用新型的共模电抗器的效率较现有电抗器要高。

本实用新型的新型共模电抗器多用于电源电路中，电源端接入本实用新型共模电抗器两线圈输入端，两线圈输出端接负载电路。当电源端存在的共模噪声信号通过共模电抗器时，共模噪声信号就会被滤除，阻挡在负载电路外，达到抑制共模电流的效果。

为了对本实用新型有进一步地了解，下面结合图1至图10对本实用新型的共模电抗器进行详细说明。

如图1至图10所示，根据本实用新型的具体实施例提供了一种共模电抗器，该共模电抗器包括：第一线圈1、第二线圈2、I型铁芯3、E型铁芯4、第一线圈出线铜排5、第一线圈进线铜排6、第二线圈出线铜排7、第二线圈进线铜排8、线圈支撑板9和安装底板10。第一线圈1和第二线圈2同向同匝数并行绕制于E型铁芯4中柱上，I型铁芯3与E型铁芯4的开口处连接。

第一线圈出线铜排5和第一线圈进线铜排6分别与第一线圈1的两端连接，第二线圈出线铜排7和第二线圈进线铜排8分别与第二线圈2的两端连接。

线圈支撑板9呈环状，套设于E型铁芯4中柱上，线圈支撑板9用于为第一线圈1和第二线圈2提供支撑。E型铁芯4固定于安装底板10上。

如图8所示，本实用新型的新型共模电抗器可用于电源电路中，电源端接入新型电抗器两线圈输入端进线铜排，两线圈输出端出线铜排接负载电路。当电源端存在的共模噪声信号通过新型电抗器时，共模噪声信号就会被滤除，阻挡在负载电路外，达到抑制共模电流的效果。

图9和图10提供了一个具体实施例，如图9所示，输入端差模电压基准频率为5kHz，幅值5V。两个输入端基准电压上含有1V/10kHz、0.5V/25kHz、0.3V/35kHz三种共模谐波分量。经本实用新型的共模电抗器后，输出电流中不含有共模分量，共模抑制效果较好，差模电流通过性较好，如图10所示。

综上所述，本实用新型提供了一种共模电抗器，该共模电抗器通过将第一线圈和第二线圈同向同匝数并行绕制于E型铁芯中柱上，采用I型铁芯封堵E型铁芯的开口处，将线圈产生的主磁通与漏磁通全部包围在线圈中，抵消了差模电流产生的漏磁通，阻尼减小，差模电流通过性好；当共模电流较大时，共模电抗不会出现漏磁通大的现象，共模电流抑制效果较好。与现有技术相比，本实用新型的技术方案能够解决现有技术中共模电抗器的差模电流磁场抵消效果和共模电流抑制效果差的技术问题。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种共模电抗器，其特征在于，所述共模电抗器包括：第一线圈(1)、第二线圈(2)、I型铁芯(3)和E型铁芯(4)，所述第一线圈(1)和所述第二线圈(2)同向同匝数并行绕制于所述E型铁芯(4)中柱上，所述I型铁芯(3)与所述E型铁芯(4)的开口处连接；

所述共模电抗器还包括第一线圈出线铜排(5)、第一线圈进线铜排(6)、第二线圈出线铜排(7)和第二线圈进线铜排(8)，所述第一线圈出线铜排(5)和所述第一线圈进线铜排(6)分别与所述第一线圈(1)的两端连接，所述第二线圈出线铜排(7)和所述第二线圈进线铜排(8)分别与所述第二线圈(2)的两端连接；

所述共模电抗器还包括线圈支撑板(9)，所述线圈支撑板(9)呈环状，套设于所述E型铁芯(4)中柱上，所述线圈支撑板(9)用于为所述第一线圈(1)和所述第二线圈(2)提供支撑；

所述共模电抗器还包括安装底板(10)，所述E型铁芯(4)固定于所述安装底板(10)上。