CN102982968B - 一种用于平面emi滤波器的平面集成emi扼流圈 - Google Patents
一种用于平面emi滤波器的平面集成emi扼流圈 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102982968B CN102982968B CN201210513917.2A CN201210513917A CN102982968B CN 102982968 B CN102982968 B CN 102982968B CN 201210513917 A CN201210513917 A CN 201210513917A CN 102982968 B CN102982968 B CN 102982968B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic
- pcb
- emi
- coil
- planar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 208000032365 Electromagnetic interference Diseases 0.000 title 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 11
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 10
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 10
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- DCPDZFRGNJDWPP-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,5-pentachloro-6-(2,4,5-trichlorophenyl)benzene Chemical compound C1=C(Cl)C(Cl)=CC(Cl)=C1C1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl DCPDZFRGNJDWPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JDZUWXRNKHXZFE-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,5-pentachloro-6-(2,4,6-trichlorophenyl)benzene Chemical compound ClC1=CC(Cl)=CC(Cl)=C1C1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl JDZUWXRNKHXZFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,由一对EDT磁芯、一对I型磁芯两两相对组成的外磁环,以及设置在所述EDT磁芯与I型磁芯之间的内磁环;其中所述内磁环包括彼此相对设置、且两端均为对称环形的两个PCB板,PCB板的基板两端的环形部均设置有环形通孔,在每个EDT磁芯的内壁上分别设置有一个突出件,该突出件依次贯穿于与其相对的两个PCB板上的环形通孔。本发明用两个磁导率不同的磁芯实现了差模电感与共模电感的集成,并且实现了差、共模电感的独立调节,有效增大差模电感的同时不影响共模电感特性,所需元件较分立的也少,加工简单。该集成结构阻抗对称性较分立的也占优势,有效防止差、共模噪声的转换,滤波效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈。
背景技术
目前电力电子***内电磁干扰以传导干扰为主,EMI滤波器是抑制该类干扰的有效手段。差模和共模扼流圈是占用整个EMI滤波器体积以及重量最大的元部件,扼流圈的集成是符合电力电子***小型化、集成化的发展趋势。通过查阅相关文献我们发现,分立元件扼流圈的集成主要分为两种:一是辽宁工程科技大学的杨玉岗教授提出的选用一高磁导率大磁环外加两个低磁导率小磁环的扼流圈集成方式,差模激励下,大磁环磁芯内磁通相互抵消,小磁环为磁通提供通路增大了差模电感;共模激励下,由于小磁环磁导率较低,主磁通在大磁环内相互加强,产生较大的共模电感,但该集成结构仍需要三个环形磁芯,相对于分立的并无减少,且磁芯窗口利用率太低;二是CPES采用一种新型绕制方法,仅用两个磁导率不同的磁芯便实现了扼流圈集成,差、共模电感可独立调节,但绕法复杂,寄生容也明显增大。弗吉尼亚理工大学的Rengang Chen针对平面型滤波器提出了一种扼流圈平面磁集成结构,并利用共模电感的漏感实现差模电感,漏感层的***可增大差模电感,但同时也减弱了共模电感,且差模电感不易调节。
发明内容
针对以上问题,本发明提出一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈, EMI扼流圈平面集成新结构,该平面磁集成扼流圈在实现了差、共模电感的集成,且有效增大差模电感的同时不影响共模电感特性,所需元件较分立的也少,加工简单。
本发明为解决上述技术问题,采用如下技术方案:
一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,包括由一对EDT磁芯、一对I型磁芯两两相对组成的外磁环,以及设置在所述EDT磁芯与I型磁芯之间的内磁环;其中所述内磁环包括彼此相对设置、且两端均为对称环形的第一、第二PCB板,所述第一、第二PCB板均由基板、覆盖在基板上的线圈组成,且第一、第二PCB板的基板两端的环形部均设置有环形通孔;在每个EDT磁芯的内壁上分别设置有一个突出件,该突出件依次贯穿于与其相对的第一、第二PCB板上的环形通孔;其中,所述第一PCB板的基板上覆盖的线圈是分别沿第一PCB板两端的两个环形通孔的圆周螺旋绕置,形成双环形螺旋线圈;其线圈具有第一端口A与第二端口C;所述第二PCB板的基板上覆盖的线圈是沿第二PCB板两端的两个环形通孔的外周相连所形成的通道绕置,形成跑道型线圈;其线圈具有第一端口B与第二端口D;
所述EMI扼流圈分别以所述双环形螺旋线圈的第一端口A、跑道型线圈的第一端口B作为EMI扼流圈的输入端口,以所述双环形螺旋线圈的第二端口C、跑道型线圈的第二端口D作为EMI扼流圈的输出端口;
当EMI扼流圈流过共模电流时,外磁环中产生的磁通相互加强,内磁环产生的磁通相互抵消;当EMI扼流圈流过差模电流时,外磁环中产生磁通相互抵消,内磁环产生的磁通相互加强。
作为本发明的一种优选技术方案:所述两两相对设置的EDT磁芯和I型磁芯之间垫有隔片。
作为本发明的一种优选技术方案:所述隔片为纸片或塑料片。
作为本发明的一种优选技术方案:所述双环形螺旋线圈的两个环形螺旋线圈的线圈匝数、跑道型线圈的线圈匝数一致。
作为本发明的一种优选技术方案:所述第一、第二PCB板上覆盖的线圈均为铜箔线圈。
作为本发明的一种优选技术方案:所述第一、第二PCB板的基板采用环氧树脂材料。
作为本发明的一种优选技术方案:所述EMI扼流圈的外磁环的导磁率大于内磁环的导磁率。
如上所述,本发明提出一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,该平面集成EMI扼流圈用两个磁导率不同的磁芯实现了差模电感与共模电感的集成并且实现了差、共模电感的独立调节,且有效增大差模电感的同时不影响共模电感特性,所需元件较分立的也少,加工简单。该集成结构阻抗对称性较分立的也占优势,有效防止差、共模噪声的转换,滤波效果好。
附图说明
图1是本发明设计的EMI扼流圈平面集成的结构示意图。
图2 是本发明设计的第一PCB板的结构示意图。
图3 是本发明设计的第二PCB板的结构示意图。
图4A是本发明设计的共模电流下的磁通耦合示意图。
图4B是本发明设计的差模电流下的磁通耦合示意图。
图5 是本发明设计的集成扼流圈的等效电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明:
如图1、图2及图3所示,本发明为包括由一对EDT磁芯、一对I型磁芯两两相对组成的外磁环,以及设置在所述EDT磁芯与I型磁芯之间的内磁环;其中所述内磁环包括彼此相对设置、且两端均为对称环形的第一、第二PCB板,所述第一、第二PCB板均由基板、覆盖在基板上的线圈组成,且第一、第二PCB板的基板两端的环形部均设置有环形通孔;在每个EDT磁芯的内壁上分别设置有一个突出件,该突出件依次贯穿于与其相对的第一、第二PCB板上的环形通孔;
其中,所述第一PCB板203的基板上覆盖的线圈是分别沿第一PCB板203两端的两个环形通孔的圆周螺旋绕置,形成双环形螺旋线圈207;其线圈具有第一端口A与第二端口C;所述第二PCB板204的基板上覆盖的线圈是沿第二PCB板204两端的两个环形通孔的外周相连所形成的通道绕置,形成跑道型线圈209;其线圈具有第一端口B与第二端口D;所述EMI扼流圈分别以所述双环形螺旋线圈的第一端口A、跑道型线圈的第一端口B作为EMI扼流圈的输入端口,以所述双环形螺旋线圈的第二端口C、跑道型线圈的第二端口D作为EMI扼流圈的输出端口;当EMI扼流圈流过共模电流时,外磁环中产生的磁通相互加强,内磁环产生的磁通相互抵消;当EMI扼流圈流过差模电流时,外磁环中产生磁通相互抵消,内磁环产生的磁通相互加强。
如图2和图3所示,第一PCB板203由连接在一起的双螺旋线圈207和环氧树脂208构成,该PCB板以环氧树脂为基板,在环氧树脂的上层覆有双螺旋线圈,环氧树脂的底层不做改变。第二PCB板204由跑道型铜箔线圈209和环氧树脂210构成,该PCB板以环氧树脂为基板,在环氧树脂的上层覆有跑道型铜箔线圈,环氧树脂的底层不做改变。通过在两两相对的EDT磁芯和I型磁芯之间垫有隔片,以降低磁导率,如在第一EDT磁芯201和第一I型磁芯205之间垫有隔片,以降低第一EDT磁芯201的磁导率,在第二ETD磁芯202和第二I型磁芯206之间垫有隔片,以降低第二ETD磁芯202的磁导率。其中,隔片可以为和空气磁导率近似的物质,如低磁导率的纸片或塑料片或其他片层。
为方便磁路分析,本发明将两个ETD磁芯等效成磁导率高低不一的两个磁环,外磁环磁导率高,内磁环低。如图4A所示,当集成扼流圈流过共模电流时,外磁环中产生磁通Φ H_CM1和Φ H_CM2,相互加强;内磁环产生磁通Φ L_CM1和Φ L_CM2,相互抵消,暂不考虑漏磁通。当线圈匝数一致时,则有:
如图4B所示,当集成扼流圈流过差模电流时,外磁环中产生磁通Φ H_DM1和Φ H_DM2,相互抵消;内磁环产生磁通Φ L_DM1和Φ L_DM2,相互加强。当线圈匝数一致时,则有:
由上述分析可知,该集成结构扼流圈的差、共模电感值可由以下公式近似给定:
其中,N为线圈匝数,A为磁芯有效截面积,l为平均磁路长度,μ 0为空气磁导率,μ r-H为第二ETD磁芯202的磁导率,μ r-L为E第一ETD磁芯201的磁导率,该磁导率通过在ETD磁芯和I型磁芯间垫隔片降低了磁导率。通过调节μ r-L从而可以独立调节差模电感量L DM 同时共模电感量L CM 不受其影响。该集成扼流圈的等效电路如图5所示。
本发明由南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金资助。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,其特征在于:包括由一对EDT磁芯、一对I型磁芯两两相对组成的外磁环,以及设置在所述EDT磁芯与I型磁芯之间的内磁环;其中所述内磁环包括彼此相对设置、且两端均为对称环形的第一、第二PCB板,所述第一、第二PCB板均由基板、覆盖在基板上的线圈组成,且第一、第二PCB板的基板两端的环形部均设置有环形通孔;在每个EDT磁芯的内壁上分别设置有一个突出件,该突出件依次贯穿于与其相对的第一、第二PCB板上的环形通孔;其中,
所述第一PCB板(203)的基板上覆盖的线圈是分别沿第一PCB板两端的两个环形通孔的圆周螺旋绕置,形成双环形螺旋线圈(207);其线圈具有第一端口(A)与第二端口(C);
所述第二PCB板(204)的基板上覆盖的线圈是沿第二PCB板两端的两个环形通孔的外周相连所形成的通道绕置,形成跑道型线圈(209);其线圈具有第一端口(B)与第二端口(D);
所述EMI扼流圈分别以所述双环形螺旋线圈的第一端口(A)、跑道型线圈的第一端口(B)作为EMI扼流圈的输入端口,以所述双环形螺旋线圈的第二端口(C)、跑道型线圈的第二端口(D)作为EMI扼流圈的输出端口;
当EMI扼流圈流过共模电流时,外磁环中产生的磁通相互加强,内磁环产生的磁通相互抵消;当EMI扼流圈流过差模电流时,外磁环中产生磁通相互抵消,内磁环产生的磁通相互加强。
2.根据权利要求1所述的一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,其特征在于:所述两两相对设置的EDT磁芯和I型磁芯之间垫有隔片。
3.根据权利要求2所述的一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,其特征在于:所述隔片为纸片或塑料片。
4.根据权利要求1所述的一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,其特征在于:所述双环形螺旋线圈(207)的两个环形螺旋线圈的线圈匝数、跑道型线圈(209)的线圈匝数一致。
5.根据权利要求1所述的一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,其特征在于:所述第一、第二PCB板上覆盖的线圈均为铜箔线圈。
6.根据权利要求1所述的一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,其特征在于:所述第一、第二PCB板的基板采用环氧树脂材料。
7.根据权利要求1所述的一种用于平面EMI滤波器的平面集成EMI扼流圈,其特征在于:所述EMI扼流圈的外磁环的导磁率大于内磁环的导磁率。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210513917.2A CN102982968B (zh) | 2012-12-05 | 2012-12-05 | 一种用于平面emi滤波器的平面集成emi扼流圈 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210513917.2A CN102982968B (zh) | 2012-12-05 | 2012-12-05 | 一种用于平面emi滤波器的平面集成emi扼流圈 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102982968A CN102982968A (zh) | 2013-03-20 |
CN102982968B true CN102982968B (zh) | 2015-03-11 |
Family
ID=47856863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210513917.2A Expired - Fee Related CN102982968B (zh) | 2012-12-05 | 2012-12-05 | 一种用于平面emi滤波器的平面集成emi扼流圈 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102982968B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104733426B (zh) * | 2013-12-19 | 2018-09-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 螺旋差分电感器 |
JP2016004874A (ja) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | スミダコーポレーション株式会社 | コイル部品 |
CN108226668A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-06-29 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种电源线传导发射试验的快速整改装置 |
CN110970694A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-07 | 浙江飞碟汽车制造有限公司 | 一种直流端并联式精简滤波器 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3097485B2 (ja) * | 1995-02-03 | 2000-10-10 | 株式会社村田製作所 | チョークコイル |
JP3064853B2 (ja) * | 1995-02-03 | 2000-07-12 | 株式会社村田製作所 | チョークコイル |
JPH11219832A (ja) * | 1998-02-03 | 1999-08-10 | Mitsuoka Electric Mfg Co Ltd | ノイズフィルタ用チョークコイル |
CN2602472Y (zh) * | 2003-02-28 | 2004-02-04 | 陈庭勋 | 滤波器磁芯结构 |
CN101206947A (zh) * | 2007-11-08 | 2008-06-25 | 浙江大学 | 柔性电路板实现的emi滤波器中电感电容集成结构 |
-
2012
- 2012-12-05 CN CN201210513917.2A patent/CN102982968B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102982968A (zh) | 2013-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7345026B2 (ja) | インダクタ及びこれを含むemiフィルター | |
CN102956344B (zh) | 一种复合磁芯结构及磁性元件 | |
CN102982968B (zh) | 一种用于平面emi滤波器的平面集成emi扼流圈 | |
CN103748774A (zh) | 共模电感装置和方法 | |
TWI616906B (zh) | Resonant transformer with leakage inductance adjustment | |
MX2011004147A (es) | Estructura de integracion para componentes inductivo y capacitivo. | |
CN102610370A (zh) | 一种抗电磁干扰用复合软磁磁心 | |
CN111883351A (zh) | 一种基于多谐振变换器的磁芯结构 | |
US20120326820A1 (en) | Magnetic unit | |
CN103545085A (zh) | 一种双磁芯的差共模集成emi滤波器 | |
CN103997311A (zh) | 一种基于平面型耦合电感的3-d全集成emi滤波器 | |
CN112906199A (zh) | 一种多变压器电磁解耦与高度磁集成设计方法 | |
CN114266213A (zh) | 一种emi滤波器磁集成结构设计方法 | |
CN207503796U (zh) | 一种共差模磁集成电感 | |
CN108538552A (zh) | 一种集成谐振电感的磁芯装置及其变压器 | |
TWI670733B (zh) | 可調式漏感變壓器 | |
WO2023060951A1 (zh) | 平面变压器和电源模块 | |
CN202049839U (zh) | 一种铁氧体磁心 | |
CN202275686U (zh) | 一种共模电感、共模滤波器及开关电源电磁兼容电路 | |
CN201112113Y (zh) | 一种集成有独立电感元件的变压器 | |
CN103986437B (zh) | 双接地平面emi滤波器 | |
CN208655393U (zh) | 一种平板变压器 | |
CN112886821A (zh) | 一种适用于cltlc变换器的磁集成结构 | |
CN101951140A (zh) | 超微晶滤波线圈cl+cl结构无极荧光灯emi滤波器 | |
CN205039047U (zh) | 一种磁路构造的叠层功率电感 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150311 Termination date: 20161205 |