专利名称：Emi滤波器和开关电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及EMC (Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容)技 术，具体涉及一禾中EMI (Electro Magnetic Interference,电磁干涉)滤 波器和开关电源。
背景技术：
目前，通信开关电源系统为满足EMC要求均采取这样的方式，即单独 的电源模块需要满足EMC的相关要求，并且要求有足够的裕量，这样，由 此模块组成的系统可以在不加任何EMC措施或者仅加很小的EMI滤波板的 情况下即可满足EMC。然而随着业界电源模块功率密度的不断升高，成本 的降低，新的设计方案和新拓扑的引入(如LLC串联谐振、无桥PFC (功 率因素校正)等)的原因，在单模块级满足EMC要求并且有足够裕量的设 计难度越来越大，给新产品开发带来很大的技术障碍。而克服这些障碍势 必需要大幅度增加成本。图1展示了现有的EMI滤波器的基本电路原理。 约占整个模块体积1/4的EMI滤波器严重制约电源模块功率密度提高、成 本下降。如何有效的减小EMI滤波器的体积，降低EMI滤波器的成本，是 所有电源开发人员急需解决的重要课题。在这种情况下，出现了采取单独 的电源模块不满足EMC要求，而在整个电源系统设计滤波器，来满足EMC 要求的方案，此方案在EMC、安规技术认证方面是没有问题的，其优点为
1、 单模块内部由原来的三级或者两级滤波变为一级滤波，减少了滤 波器体积，大大的提高了单模块功率密度。
2、 由原来的每个电源模块内部有滤波器变为系统整体滤波器，将多 个滤波器集中为一个，大大降低了EMI滤波器部分成本。
3、 避免了滤波器在电源模块内部因近场效应而耦合到的干扰，滤波 效果大大提高。
其缺点在于
1、共模电感磁芯在大的输入电流产生的磁场偏置的影响下，初始磁 导率衰减非常严重，如图2所示，磁滞曲线的斜率即为磁芯的初始磁导率， 在磁环一定的情况下，曲线是确定了的，初始磁导率随着磁场H的增加迅速减小。
2、根据安培电流环路定理
H礼二N氺I (1)
共模电感的感量为
L=AL*N (2) AL=K *S/1 (3)
由以上算式可以看到，希望得到较好的EMI滤波效果，则需要较大的 共模电感感量L，由公式(2)得到这需要增加共模电感的圈数N，但当N 增加后，磁芯环路的磁场H就变大，由上图知当H增大后磁芯的初始磁导 率p0将迅速减小，并趋向饱和，此时AL迅速减小，L迅速减小，所以推 出在一定的输入电流和共模电感磁芯确定的情况下，共模电感实际工作时 (加电流情况下)感量是不能太大的，不然可能因为圈数N多，磁场H太 大(由公式(1)得)，造成pO衰减严重甚至饱和。
解决这个问题并得到较大的共模电感感量， 一般有两种方法
1、 用不易饱和的非晶磁环。
2、 用横截面积很大的磁芯。
方法l效果较好，但成本太高，非晶磁环成本至少为锰芯磁环的5倍 以上。方法2将会严重影响滤波器体积(特别是高度方向)，而且使用大体 积锰芯磁环成本也将大幅度增加。
发明内容
本发明的主要目的就是解决现有技术中的问题，提供一种成本低、滤 波效果好且体积较小的EMI滤波器。
本发明的另一目的是提供一种采用上述EMI滤波器的开关电源。 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种EMI滤波器,其特征在于，包括至少两个并联连接的共模电感。 优选地，所述共模电感为两个。 优选地，所述共模电感的感量相等。
一种开关电源，包括交流滤波器、整流电路、DC/DC (直流/直流)变 换器和直流滤波器其特征在于，所述交流滤波器和/或直流滤波器为所述的 EMI滤波器。
本发明有益的技术效果在于
1、多个共模电感并联连接，各共模电感上的电流较传统单共模电感 的电流大为减小，大大地降低了共模电感磁芯内部磁场强度，从而可以得到较高的初始磁导率，故不必采用横截面积很大的磁芯来防止磁芯饱和也 能得到较大的共模电感感量。
2、 由于共模电感的电流减小，所以可以适当增加共模电感的线圈圈 数来得到较高的感量，从而达到较好的滤波效果。
3、 由于多个共模电感可分别采用横截面积小的小磁环，因此有利于 充分利用滤波器空间，比起使用单个的大磁环共模电感的滤波器，本发明 能使滤波器结构紧凑，保持较小高度。
图1为现有EMI滤波器的电路原理图； 图2为共模电感磁芯的磁滞曲线特性图； 图3为本发明EMI滤波器一种实施例的电路原理图。 图4为本发明EMI滤波器又一种实施例的电路原理图。 本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
具体实施例方式
图3展示的EMI滤波器为一级滤波结构，在滤波器的LISN (线路阻抗 稳定网络)端口和配电电源端口之间依次接有X电容X2，并联连接的第一 共模电感L1和第二共模电感L2，两个Y电容Y2-1、 Y2-2， X电容跨接在 LISN端口上，而两个Y电容Y2-1、 Y2-2串联后跨接在配电电源端口上。 第一共模电感Ll和第二共模电感L2优选取相等的感量。
第一共模电感Ll和第二共模电感L2并联连接，各自流过的电流较传 统的单电感设置方式大为减小，大大地降低了共模电感磁芯内部磁场强度 H，从而可以得到较高的初始磁导率p0，故不必采用横截面积很大的磁芯 来防止磁芯饱和也能得到较大的感量L。
由于共模电感的电流减小，所以共模电感可以适当增加线圈圈数N来 得到较高的感量，从而达到较好的滤波效果。
由于多个共模电感可分别采用横截面积小的小磁环，因此有利于充分 利用滤波器空间，比起使用单个的大磁环共模电感的滤波器，本发明能使 滤波器结构紧凑，保持较小高度。
根据实际应用场合的具体情况，还可以采用三个或更多个共模电感并 接的方案。图4展示了本发明EMI滤波器又一种实施例，与前一实施例的 区别仅在于滤波器中增加了与第一共模电感Ll、第二共模电感L2并联连 接的第三共模电感L3，其所获得的效果与前一实施例类似。
现有EMI滤波器中的共模电感多为两级串联使用，不采用并联使用的方式,主要是考虑到电感并联后其感量会减小，滤波效果变差，但在通信电 源系统集成滤波器这种特定场合下，本发明采用将共模电感并联方案可以 达到非常好的效果。
根据本发明，多个共模电感并联连接，但X电容和Y电容可不用并接， 这样能够节省X电容、Y电容数目，进而节省了成本。
本发明的另一方面还提供一种通信系统开关电源， 一个实施例包括顺 次连接的交流滤波器、整流电路、DC/DC变换器和直流滤波器，交流滤波 器和/或直流滤波器可采用前述的EMI滤波器。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。例如，并接的共模电 感可以为两个，还可以是更多个。对于本发明所属技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换， 都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种EMI滤波器，其特征在于，包括至少两个并联连接的共模电感。
2. 如权利要求1所述的EMI滤波器，其特征在于，所述共模电感为 两个。
3. 如权利要求1所述的EMI滤波器，其特征在于，所述共模电感的 感量相等。
4. 一种开关电源，包括交流滤波器、整流电路、DC/DC变换器和 直流滤波器其特征在于，所述交流滤波器和/或直流滤波器为根据权利要求 1至3任意一项所述的EMI滤波器。
全文摘要
本发明公开了一种EMI滤波器，包括至少两个并联连接的共模电感。本发明还公开了一种开关电源，包括交流滤波器、整流电路、DC/DC变换器和直流滤波器，交流滤波器和/或直流滤波器采用该EMI滤波器。多个共模电感并联连接，各共模电感上电流大为减小，降低了共模电感磁芯内部磁场强度，因此不必采用横截面积很大的磁芯来防止磁芯饱和，还可以适当增加共模电感的线圈圈数来得到较高的感量，从而达到较好的滤波效果；多个共模电感可分别采用横截面积小的小磁环，因此有利于充分利用滤波器空间，比起使用单个的大磁环共模电感的滤波器，本发明能使滤波器结构紧凑，保持较小高度。
文档编号H03H7/09GK101409136SQ200810142508
公开日2009年4月15日 申请日期2008年7月24日 优先权日2008年7月24日
发明者王德臣 申请人:艾默生网络能源有限公司