[实用新型]一种集成共模电感和差模电感的EMC滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成共模电感和差模电感的EMC滤波器，尤其适合在中小功率、扁平化、高功率密度开关电源应用场合。 

背景技术

电磁兼容性（EMC，即Electromagnetic Compatibility）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁骚扰(Electromagnetic Disturbance)不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁骚扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility，即EMS)。 

EMC滤波器，就是滤除系统内的EMI电磁谐波噪声，达到EMC目的滤波器。EMC滤波器是一个统称，包括低通滤波器、高通滤波器等等。主要用来解决系统的EMI问题，比方说，我们现在常见的CE、UL认证，里面就有EMC测试，如果某些项目通不过，就必须加装EMC滤波器。EMC滤波器串接于现场仪器仪表、自动化控制设备的电源进线端，用于消除风机、水泵、压缩机、马达、水轮机、发电机、涡流机等各种大型感性设备启制动和运行期间产生的对电源的干扰；     EMC滤波器串接于仪器仪表、自动化控制设备的继电器控制输出端，用于消除后级接触器、电磁阀、风机、水泵等各种感性负载通、断电期间产生电磁干扰和火花干扰。 

目前，普遍的开关电源电路均在输入端使用一颗共模电感和2颗差模电感，用以EMI滤波（如图1）包括绕组N1和绕组N4的共模电感，二个分别为绕组N2和绕组N3的差模电感。此结构占用空间较大，在中小功率以及小体积、超薄化、高功率密度电源中不适用。 

共模电感(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号，共模电感是双线双向，常采用磁环或UF系列磁芯实现。共模电感的特点是：由于同一铁心上的两组线圈的绕向相反，所以铁心不怕饱和。市场上用的最多的磁芯材料是高导铁氧体材料。 

差模电感是一个绕组，多采用直径5mm的磁棒，单独接在零线和火线上的滤波电感器只能滤除差模干扰。另外，磁集成技术也是未来磁学研究方向。市场现有少量的滤波器集成方案，多采用平面磁芯，价格昂贵、加工复杂，不适合在中小功率电源上大量应用。差模电感的特点是应用在大电流的场合。由于一个铁心上绕的一个线圈，当流进线圈的电源增大时，线圈中的铁心会饱和，因此市场上用的最多的铁心材料是金属粉心材料。特别是铁粉心材料(由于价格便宜)。 

二者的区别是：共模电感是绕在同一铁心上的圈数相等、导线直径相等、绕向相反的两组线圈，是双绕组、4根引脚。差模电感是绕在一个铁心上的一个线圈，差模电感是单绕组、2根引脚。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术技术问题在于：提供一种集成共模电感和差模电感的EMC滤波器，通过共模电感和差模电感的集成，以克服现有技术的占用空间大以及成本高、加工难的问题。 

本实用新型技术问题通过下述技术方案解决：一种集成共模电感和差模电感的EMC滤波器，包括一个绕组N1和绕组N4的共模电感，二个分别为绕组N2和绕组N3的差模电感，电感器的阻抗在10kHZ—50MHZ之间频带，采用常规C型磁芯，特点是：采用二副结构相同、材料不同的磁芯集成在一个骨架中，其中，A副磁芯由高磁导率的铁氧体制成，B副磁芯由低磁导率的磁粉芯制成，两个匝数相同的绕组N1和绕组N4构成共模电感；绕组N1和绕组N2间有4圈带，绕组N2和绕组N3间有2圈带，绕组N3和绕组N4间有2圈带，绕组N4外圈有一圈带。本实用新型增大绕组N1和绕组N4间漏感，叠加绕组N2和绕组N3的自身电感量，形成对差模信号的有效滤除。 

本实用新型的原理是：开关电源产生的噪声频谱在10kHZ—50MHZ之间，为提供合适的衰减，电感器的阻抗在此频带内，须足够高。共模电感有两个匝数相同的绕组N1和绕组N4，这两绕组使每个绕组中的线路电流产生的磁通大小相等，相位相反。使流经两个绕组中的共模干扰互相抵消。所以多采用高磁导率的铁氧体材料。因每个差模电感仅有一个绕组，磁芯需要承受全部线路电流，并且在工作状态下不能饱和，因而采用低磁导率的磁粉芯制成。