扼流圈和emi滤波电路的制作方法
【专利摘要】本申请公开了扼流圈和电磁干扰(EMI)滤波电路。根据一示例，扼流圈可以包括：磁芯，包括彼此间隔开的第一部分和第二部分，其中磁芯的第一部分包括m个磁芯分支，其中m是整数且m≥2；n个线圈，每一线圈分别绕于相应的磁芯分支上，其中n是整数且m≥n≥2，其中，至少一个线圈被实现为非线性电感。例如，可以通过磁芯分支的端面与第二部分之间气隙的宽度变化，或者在磁芯的第一部分和第二部分之间填充磁导率比磁芯高的磁性填充材料，来实现非线性电感。
【专利说明】扼流圈和EMI滤波电路
【技术领域】
[0001]本公开涉及谐波失真和电磁干扰(EMI)噪声抑制，更具体地，涉及一种扼流圈以及包括这种扼流圈的EMI滤波电路。
【背景技术】
[0002]在许多应用，如交流(AC)变频器或电机驱动器应用中，都要求总谐波失真(THD) 满足相应的国际(内)标准。使用AC或DC扼流圈是一种简单且廉价的解决方法。AC扼流圈可以直接插入在AC输入侧，DC扼流圈可以插入在DC母线中。但是，AC扼流圈方案与 DC扼流圈方案相比通常体积较为庞大。这是因为，对于多相多线AC输入，需要多个扼流圈。 例如，对于3相3线AC输入，需要3个扼流圈，对于3相4线AC输入，需要4个扼流圈，以此类推。
[0003]除了扼流圈的电感值之外，谐波失真还取决于负载状况。一般来说，总谐波失真随着负载的降低而上升。因此，对于电感值在工作范围内基本上恒定的线性扼流圈，存在轻载时THD劣化的趋势。
[0004]一般来讲，变频器中的开关器件由于高速工作脉冲宽度调制(PWM)状态，造成比较大的dv/dt和di/dt，从而带来了严重的电磁干扰(EMI)问题。为了满足EMI标准，通常都在变频器外部或者内部加入EMI滤波器。若采用单级EMI滤波器，那么许多情况下要求较大的电感量和电容值，加大了损耗和体积。而采用两级式EMI滤波器时，对变频器内部布局带来不利影响。
【发明内容】
[0005]本公开的目的至少部分地在于提供一种扼流圈以及包括这种扼流圈的电磁干扰 (EMI)滤波电路。例如，这种EMI滤波电路可以用在变频器中。
[0006]根据本公开的一个方面，提供了一种扼流圈，包括:磁芯，包括彼此间隔开的第一部分和第二部分，其中磁芯的第一部分包括m个磁芯分支，其中m是整数且2 ;n个线圈， 每一线圈分别绕于相应的磁芯分支上，其中n是整数且m≤n≤2，其中至少一个被实现为非线性电感。·`[0007]根据本公开，通过在同一个磁芯上集成多个线圈，可以减小扼流圈的尺寸。另外， 通过将至少一个线圈实现为非线性电感，由于绕制于相同磁芯上的多个线圈之间的相互作用，可以提高轻载时的THD。而且，根据本公开的扼流圈可以有效抑制EMI传导噪声。
[0008]根据本公开的另一方面，提供了一种电磁干扰EMI滤波电路，包括:上述扼流圈， 作为该电路的前级(后级)；EMI滤波器,作为该电路的后级(前级)。这种EMI滤波器例如可以是共模抑制EMI滤波器。
[0009]由于扼流圈与EMI滤波器的共同作用，相比于使用单级EMI滤波器，可以有效改善 EMI性能。或者说能降低对后级EMI滤波器的设计要求。
[0010]根据本公开的又一方面，提供了一种变频器，包括上述EMI滤波电路。这种变频器例如可以应用于变频压缩机。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和 优点将更为清楚，在附图中:
[0012]图1是示出了一种变频器的方框图；
[0013]图2是示出了根据本公开实施例的2相2线AC整流的电路图；
[0014]图3是示出了根据本公开实施例的3相3线AC整流的电路图；
[0015]图4-10是示出了根据本公开示例的扼流圈的示意配置图；
[0016]图11示出了使用单级EMI滤波器时的EMI性能测试图；以及
[0017]图12示出了使用扼流圈与EMI滤波器的组合时的EMI性能测试图。
【具体实施方式】
[0018]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性 的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以 避免不必要地混淆本公开的概念。
[0019]在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制 的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。
[0020]根据本公开，扼流圈可以包括在相同磁芯上实现(或者说，“集成”)的多个线圈， 从而可以实现扼流圈体积的缩小。这多个线圈中的至少一个可以实现为非线性电感，使得 线圈的电感值在负载变小时趋于增大，从而抑制THD在轻载时的劣化。
[0021]根据本公开的实施例，可以利用变化的气隙和/或填充高磁导率材料，来实现非 线性电感。例如，至少一个线圈所绕制于的磁芯分支的端面处存在气隙，该气隙可以具有阶 跃变化和/或连续变化的宽度。
[0022]另外，根据本公开的实施例，磁芯上的多个线圈可以按相同方向(例如，顺时针或 逆时针方向)来绕制。
[0023]本公开可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
[0024]图4示出了包括两个线圈的扼流圈示例。如图4所示,该扼流圈包括磁芯,磁芯包 括通过气隙彼此间隔开的两个部分405-1和405-2。例如，磁芯可以通过堆叠的硅钢片来 形成。具体地，磁芯部分405-1可以包括堆叠的I型硅钢片，磁芯部分405-2可以包括堆叠 的U型硅钢片。或者，磁芯部分405-2也可以包括堆叠的I型硅钢片。在这种情况下，例如 每三个(或更多)I型硅钢片可以组合成一 U形配置。当然，磁芯不限于由堆叠的硅钢片构 成，也可以按各种其他方式形成，例如由磁性材料一体形成。
[0025]尽管在图4中将磁芯部分405-1示出为I形，但是本公开不限于此。例如，磁芯部 分405-1也可以由堆叠的U型硅钢片形成。在这种情况下，例如U形的磁芯部分405-1的 两个分支与U形的磁芯部分405-2的两个分支彼此相对，从而在之间形成气隙。
[0026]磁芯部分405-2由于形成为U形,从而包括两个分支La和Lb。在每一分支La和 Lb上，可以分别绕制线圈410-1和410-2。线圈例如包括绝缘层涂覆的导线。优选地，线圈 410-1和410-2按相同的方向(例如，顺时针或逆时针方向)绕制。线圈410-1具有输入ina和输入outa,线圈410-2具有输入inb和输出outb。
[0027]在分支La和Lb与磁芯部分405_1相对的端面处，存在气隙415。该气隙415具 有可变的宽度(图中竖直方向上的尺度)。这里需要指出的是，尽管在图4的示例中将气 隙415的宽度示出为具有一级阶跃变化，但是本公开不限于此。气隙415的宽度可以有多 种变化方式。例如，气隙的宽度可以连续变化，或者甚至可以在某一部分连续变化而在另一 部分阶跃变化。另外，阶跃变化不限于一级，也可以是多级变化。另外，发生阶跃变化的位 置也不限于图4中所示，而是可以发生在端面任何适当位置处。
[0028]气隙415的变化使得线圈410-1和410-2能够呈现出非线性，从而在轻载状况下 电感值趋于增大。另外，在图4中示出了两个线圈410-1和410-2均实现为非线性电感的 示例。但是，本公开不限于此。可以仅将线圈410-1和410-2中的一个实现为非线性电感。
[0029]图5示出了包括三个线圈的扼流圈示例,其中图5(b)示出了沿图5(a)中BB'线 的截面图。如图5(a)所示，该扼流圈包括磁芯，磁芯包括通过气隙彼此间隔开的两个部分 505-1和505-2。磁芯部分505-2可以呈现E形，从而包括三个分支La、Lb和Lc。在每一 分支La、Lb和Lc上，可以分别绕制线圈510-1、510-2和510-3。线圈例如包括绝缘层涂覆 的导线。优选地，线圈510-1、510-2和510-3按相同的方向绕制。线圈510-1具有输入ina 和输入outa，线圈510-2具有输入inb和输出outb，线圈510-3具有输入inb和输出outb。
[0030]图5示出了磁芯部分505-2的三个分支La、Lb和Lc上分别绕有线圈的示例。但 是，本公开不限于此。例如，磁芯部分505-2还可以包括一个或多个没有绕制线圈的额外 “空闲”分支。
[0031]在分支La、Lb和Lc与磁芯部分505-1相对的端面处,存在气隙515。该气隙515 具有可变的宽度(图中竖直方向上的尺度)。气隙515的变化使得线圈510-1、510-2和 510-3能够呈现出非线性，从而在轻载状况下电感值趋于增大。可以只将线圈510-1、510-2 和510-3中一部分或者甚至其中一个实现为非线性电感。
[0032]如图5(b)所示，磁芯可以包括堆叠的多个硅钢片520。具体地，磁芯部分505-1 可以包括堆叠的I型硅钢片，磁芯部分505-2可以包括堆叠的E型硅钢片。或者，磁芯部分 505-2也可以包括堆叠的I型硅钢片。在这种情况下，例如每四个(或更多)I型硅钢片可 以组合成一 E形配置。
[0033]尽管在图5中将磁芯部分505-1示出为I形，但是本公开不限于此。例如，磁芯部 分505-1也可以由堆叠的E型硅钢片形成。在这种情况下，例如E形的磁芯部分505-1的 三个分支与E形的磁芯部分505-2的三个分支彼此相对，从而在之间形成气隙。
[0034]每一硅钢片520可以包括至少一个硅钢片分支。例如E型硅钢片520可以包括3 个硅钢片分支。在本公开的上下文中，认为I型硅钢片包括I个硅钢片分支。由于硅钢片 520的堆叠，相应的硅钢片分支分别构成了磁芯部分505-2的分支。例如，在通过堆叠E型 硅钢片来形成磁芯部分505-2的情况下，各E型硅钢片的三个硅钢片分支分别堆叠在一起 而磁芯部分505-2的三个分支La、Lb、Lc。另外,例如在通过堆叠I型娃钢片来形成磁芯部 分505-2的情况下，三组I型硅钢片可以纵向沿图5(a)所示的竖直方向分别堆叠在一起， 从而分别构成磁芯部分505-2的三个分支La、Lb、Lc。
[0035]为实现变化的气隙515 (例如，一级阶跃变化的气隙)，构成每一分支La、Lb、Lc的 硅钢片分支各自与磁芯部分505-1相对的边缘可以成形为包括:与磁芯部分505-1相距第一距离的第一边缘部分525-1以及与磁芯部分505-1相距与第一距离不同的第二距离的第 二边缘部分525-2。这样，由这些硅钢片分支的边缘构成的分支La、Lb、Lc的端面与磁芯部 分505-1的气隙具有两个不同的宽度:一个宽度对应于第一距离，另一宽度对应于第二距 离。从而，实现了宽度(阶跃)变化的气隙515。在图5所示的示例中，第二边缘部分525-2 位于边缘的中部，而第一边缘部分525-1包括分别位于第二边缘部分525-2两侧的两个区 域。
[0036]在图5所示的示例中，构成各分支La、Lb、Lc的相应硅钢片分支彼此对准为使得各 自的第一边缘部分525-1相对准且各自的第二边缘部分525-2相对准，从而形成齐整的端 面。但是，本公开不局限于此。例如，硅钢片分支的边缘之间可以存在偏移。
[0037]图6示出了包括三个线圈的扼流圈示例,其中图6(b)示出了沿图6(a)中BB'线 的截面图。如图6(a)所示，该扼流圈包括磁芯，磁芯包括通过气隙彼此间隔开的两个部分 605-1和605-2。磁芯部分605-2可以呈现E形，从而包括三个分支La、Lb和Lc。在每一 分支La、Lb和Lc上，可以分别绕制线圈610-1、610-2和610-3。线圈例如包括绝缘层涂覆 的导线。优选地，线圈610-1、610_2和610-3按相同的方向绕制。同样,如上所述,磁芯部 分605-2还可以包括一个或多个没有绕制线圈的额外“空闲”分支。
[0038]在分支La、Lb和Lc与磁芯部分605-1相对的端面处,存在气隙615。该气隙515 具有可变的宽度(图中竖直方向上的尺度)。气隙615的变化使得线圈610-1、610-2和 610-3能够呈现出非线性，从而在轻载状况下电感值趋于增大。可以只将线圈610-1、610-2 和610-3中几个甚至其中一个实现为非线性电感。
[0039]如图6(b)所示，磁芯可以包括堆叠的多个硅钢片620。具体地，磁芯部分605-1可 以包括堆叠的E或I型娃钢片,磁芯部分605-2可以包括堆叠的E或I型娃钢片。
[0040]每一娃钢片620可以包括至少一个娃钢片分支。由于娃钢片620的堆叠,相应的 硅钢片分支分别构成了磁芯部分605-2的分支。为实现变化的气隙615 (例如，一级阶跃变 化的气隙)，构成每一分支La、Lb、Lc的娃钢片分支中一定数目的娃钢片分支的边缘625-1 与磁芯部分605-1相距第一距离，而其他的娃钢片分支的边缘625-2与磁芯部分605-1相 距不同于第一距离的第二距离。这样，由这些硅钢片分支的边缘构成的分支La、Lb、Lc的端 面与磁芯部分605-1的气隙具有两个不同的宽度:一个宽度对应于第一距离，另一宽度对 应于第二距离。从而，实现了(沿硅钢片的堆叠方向)宽度(阶跃)变化的气隙615。
[0041]在图6所示的示例中，具有边缘625-2的硅钢片组(第一硅钢片组)位于中间，而 具有边缘625-1的硅钢片组(第二硅钢片组)包括位于分别位于第一硅钢片组两侧的子 集。但是，本公开不限于此。例如，第一硅钢片组中的硅钢片可以分散设置于第二硅钢片组 的硅钢片之间。
[0042]图7示出了包括三个线圈的扼流圈示例。如图7所示,该扼流圈包括磁芯,磁芯包 括通过气隙彼此间隔开的两个部分705-1和705-2。磁芯部分705-2可以呈现E形，从而包 括三个分支La、Lb和Lc。在每一分支La、Lb和Lc上，可以分别绕制线圈710_1、710_2和 710-3。优选地，线圈710-1、710-2和710-3按相同的方向绕制。同样，如上所述，磁芯部分 705-2还可以包括一个或多个没有绕制线圈的额外“空闲”分支。
[0043]在分支La、Lb和Lc与磁芯部分705-1相对的端面处，存在气隙715。该气隙715 具有可变的宽度(图中竖直方向上的尺度)。气隙715的变化使得线圈710-1、710-2和710-3能够呈现出非线性，从而在轻载状况下电感值趋于增大。可以只将线圈710-1、710-2 和710-3中一部分或者甚至其中一个实现为非线性电感。在图7所示的示例中，气隙715 线性地连续变化。但是，本公开不限于此。例如，气隙715可以非线性地变化。
[0044]磁芯可以包括堆叠的多个娃钢片，例如I型娃钢片或E型娃钢片。构成每一分支 La.Lb.Lc的硅钢片分支每一个的边缘与磁芯部分705-1的距离可以呈现线性的连续变化， 以实现变化的气隙715。或者,构成每一分支La、Lb、Lc的娃钢片分支各自的边缘与磁芯部 分705-1的距离恒定，但是相邻边缘与磁芯部分705-1的距离可以线性地(近似)连续变 化，以实现(沿硅钢片堆叠方向)变化的气隙715。
[0045]图8示出了包括两个线圈的扼流圈示例。如图8所示,该扼流圈包括磁芯,磁芯包 括通过气隙彼此间隔开的两个部分805-1和805-2。磁芯部分805-2可以呈现E形，从而 包括三个分支La、Lb和Lc。在分支La和Lc上，可以分别绕制线圈810-1和810_3，而分支 Lb上并未绕制线圈从而是空闲的。优选地，线圈810-1和810-3按相同的方向绕制。
[0046]在分支La和Lc与磁芯部分805-1相对的端面处，存在气隙815。该气隙815具有 可变的宽度(图中竖直方向上的尺度)。气隙815的变化使得线圈810-1和810-3能够呈 现出非线性，从而在轻载状况下电感值趋于增大。可以只将线圈810-1和810-3中一个实 现为非线性电感。尽管在图8的示例中，将分支Lb与磁芯部分805-1之间的气隙示出为具 有恒定的宽度，但是该气隙也可以具有变化的宽度。
[0047]气隙815的变化与图5中示出的气隙515的变化基本上相同，除了分支边缘上发 生阶跃变化的位置不同之外。另外，在磁芯包括堆叠的硅钢片的情况下，气隙815的变化也 可以实现为沿硅钢片堆叠方向上的变化。
[0048]图9示出了包括三个线圈的扼流圈示例。如图9所示,该扼流圈包括磁芯,磁芯包 括通过气隙彼此间隔开的两个部分905-1和905-2。磁芯部分905-2可以呈现E形，从而包 括三个分支La、Lb和Lc。在每一分支La、Lb和Lc上，可以分别绕制线圈910_1、910_2和 910-3。优选地，线圈910-1、910-2和910-3按相同的方向绕制。同样，如上所述，磁芯部分 905-2还可以包括一个或多个没有绕制线圈的额外“空闲”分支。
[0049]在分支La、Lb和Lc与磁芯部分905-1相对的端面处，存在气隙915。该气隙915 具有可变的宽度(图中竖直方向上的尺度)。气隙915的变化使得线圈910-1、910-2和 910-3能够呈现出非线性，从而在轻载状况下电感值趋于增大。可以只将线圈910-1、910-2 和910-3中一部分或者甚至其中一个电感实现为非线性。
[0050]气隙915的变化与图5中示出的气隙515的变化基本上相同，除了分支边缘上发 生阶跃变化的位置不同之外。另外，在磁芯包括堆叠的硅钢片的情况下，气隙915的变化也 可以实现为沿硅钢片堆叠方向上的变化。
[0051]图10示出了包括三个线圈的扼流圈示例。如图10所示,该扼流圈包括磁芯,磁芯 包括彼此间隔开的两个部分1005-1和1005-2。磁芯部分1005-2可以呈现E形，从而包括 三个分支La、Lb和Lc。在每一分支La、Lb和Lc上，可以分别绕制线圈1010_1、1010-2和 1010-3。优选地，线圈1010-1、1010-2和1010-3按相同的方向绕制。同样，如上所述，磁芯 部分1005-2还可以包括一个或多个没有绕制线圈的额外“空闲”分支。
[0052]在分支La、Lb和Lc与磁芯部分1005-1相对的端面处,存在气隙,该气隙内填充 有磁导率高于磁芯的磁性填充材料1020。例如，磁芯可以包括堆叠的硅钢片，而磁性填充材料1020可以包括铁氧体材料如锰锌铁氧体或镍锌铁氧体。这样，线圈1010-1、1010-2 和1010-3能够呈现出非线性，从而在轻载状况下电感值趋于增大。可以只将线圈1010-1、 1010-2和1010-3中一部分或者甚至其中一个电感(通过在其端部与磁芯部分1005-1之间填充磁性填充材料)实现为非线性。
[0053]在图10所示的示例中，分支端面与磁芯部分1005-1之间的气隙具有恒定的宽度。 但是，本公开不限于此。气隙也可以具有变化的宽度。例如，在图4-9所示的示例中，也可以在气隙中填充磁性填充材料。
[0054]根据本公开的扼流圈可以用于多种应用中。图1示出了这样一种应用示例。
[0055]具体地，图1是示出了一示例变频器的方框图。如图1所示，该变频器可以包括整流单元101和逆变单元103。整流单元101可以被配置为对经输入端IN输入的AC输入 (电压或电流)进行整流，以得到中间DC输出(电压或电流)。逆变单元103可以被配置为将中间DC输出转换为AC输出(电压或电流)，该AC输出例如可以具有可变频率和可变幅度。得到的AC输出可以经输出端OUT输出至负载。这种变频器例如可以应用于变频空调。在这种情况下，负载例如是变频压缩机。
[0056]图2示出了根据本公开实施例的2相2线变频器中EMI滤波部分和整流部分的示例。如图2所示，该整流部分可以包括由二极管构成的整流桥形式的整流装置201。该整流装置201可以实现AC-DC变换。本领域技术人员知道多种方案来实现这样的整流装置，在此不再详细描述。在整流装置201之后可以接有滤波电容230，以平滑DC输出。
[0057]另外如图2所示，EMI滤波电路包括两级:一级为扼流圈210，另一级为EMI滤波器220，这两级彼此级联连接。扼流圈210例如可以包括上述的集成式非线性扼流圈，例如包括在相同磁芯上绕制的2个线圈。扼流圈210接收AC输入。在2相2线的情况下，扼流圈210可以包括相应的输入ina、inb以及相应的输出outa、outb。2个线圈可以分别连接在ina和outa之间、inb和outb之间。
[0058]在此需要指出的是，图2所示的ina/inb、outa/outb在次序上并不一定对应于图
4、8中示出的ina/inb、outa/outb?扼流圈的连接方式是使得同一线圈410_1、410_2连接在同一线路上。例如，图4中所示的ina、outa可以连接到图2中所示的inb、outb,而图4 中所示的inb、outb可以连接到图2中所示的ina、outa。
[0059]EMI滤波器220接收扼流圈210的输出，并将经滤波的AC输出提供给整流装置 201，以进行AC-DC变换。EMI滤波器220可以包括与AC输入/AC输出(或者说，与扼流圈 210中的线圈数目)相对应的多条输入线/多条输出线。在2相2线的情况下，EMI滤波器 220可以包括两条输入线、两条输出线。
[0060]在图2所示的示例中，扼流圈210充当前级，而EMI滤波器220充当后级。但是， 本公开不限于此。例如，EMI滤波器220可以充当前级，而扼流圈210可以充当后级。
[0061]根据一示例，EMI滤波器220可以包括滤波电感‘、滤波电容Cx、Cy1、Cy2。滤波电感Lai包括与AC输入/AC输出(或者说，与扼流圈210中的线圈数目)相对应的多个线圈 (在该示例中，为两个线圈)。这多个线圈例如可以绕制于相同磁芯上。优选地，这多个线圈的绕制方式使得当共模电流通过这多个线圈时，它们的磁通量彼此增强耦合，从而形成共模抑制滤波。滤波电容Cx连接于该EMI滤波器220的两条输入线之间(以下，将这种连接方式称作“三角形配置”)，滤波电容h、Cy2分别连接于该EMI滤波器220的各输出线与地之间(以下，将这种连接方式称作“星形配置”)。
[0062]这里需要指出的是，在EMI滤波器220的输入侧，代替上述三角形配置的滤波电容 Cx，或者与上述三角形配置的滤波电容Cx相结合，可以连接星形配置的滤波电容，即一组电 容(在图2的示例中为两个电容)分别连接于每一输入线与地之间。
[0063]此外，在EMI滤波器220的输出侧，代替上述星形配置的滤波电容CY1、Cy2，或者与 上述星形配置的滤波电容CY1、CY2相结合，可以连接三角形配置的滤波电容，即一组电容(在 图2的示例中为单个电容)分别连接于两条输出线之间。
[0064]图3示出了根据本公开实施例的3相3线变频器中EMI滤波部分和整流部分的示 例。如图3所示，该整流部分可以包括由二极管构成的整流桥形式的整流装置301。该整流 装置301可以实现AC-DC变换。本领域技术人员知道多种方案来实现这样的整流装置，在 此不再详细描述。在滤波装置301之后可以接有滤波电容330，以平滑DC输出。
[0065]另外，如图3所示，EMI滤波电路包括两级:一级为扼流圈310，另一级为EMI滤波 器320，这两级彼此级联连接。扼流圈310例如可以包括上述的集成式非线性扼流圈，例如 包括在相同磁芯上绕制的3个线圈。在3相3线的情况下，扼流圈310可以包括相应的输 A ina、inb、inc以及相应的示出outa、outb、outc。3个线圈可以分别连接在ina和outa 之间、inb和outb之间、inc和outc之间。
[0066]在此需要指出的是，图3中示出的ina/inb/inc、outa/outb/outc在次序上并不一 定对应于图 5、6、7、9、10 中所不的 ina/inb/inc、outa/outb/outc。
[0067]后级EMI滤波器320将经滤波的AC输出提供给整流装置301，以进行AC-DC变换。 EMI滤波器320包括与AC输入/AC输出(或者说，与扼流圈310中的线圈数目)相对应的 多条输入线/多条输出线。在3相3线的情况下，EMI滤波器220可以包括三条输入线、三 条输出线。
[0068]在图3所示的示例中，扼流圈310充当前级，而EMI滤波器320充当后级。但是， 本公开不限于此。例如，EMI滤波器320可以充当前级，而扼流圈310可以充当后级。
[0069]根据一示例，EMI滤波器320可以包括滤波电感Lcm、滤波电容CX1_CX3、Cy1-Cy3。滤 波电感Lai包括与AC输入/AC输出(或者说，与扼流圈310中的线圈数目)相对应的多个 线圈(在该示例中，为三个线圈)。这多个线圈例如可以绕制于相同磁芯上。优选地，这多 个线圈的绕制方式使得当共模电流通过这多个线圈时，它们的磁通量彼此增强耦合，从而 形成共模抑制滤波。滤波电容Cx1-Cx3分别连接于该EMI滤波器320的每两条输入线之间 (即，呈“三角形配置”)，滤波电容Cy1-Cy3分别连接于该EMI滤波器320的各输出线与地之 间(即，呈“星形配置”)。
[0070]这里需要指出的是，在EMI滤波器320的输入侧，代替上述三角形配置的滤波电容 Cx1-Cx3，或者与上述三角形配置的滤波电容Cx1-Cx3相结合，可以连接星形配置的滤波电容， 即一组电容(在图3的示例中为三个电容)分别连接于每一输入线与地之间。
[0071]此外，在EMI滤波器320的输出侧，代替上述星形配置的滤波电容Cy1-Cy3，或者与 上述星形配置的滤波电容CY「CY3相结合，可以连接三角形配置的滤波电容，即一组电容(在 图3的示例中为三个电容)分别连接于每两条输出线之间。
[0072]根据本公开的某些实施例，EMI滤波器还可以包括主要针对差模噪声的额外电感。 例如，这种额外电感可以包括分别连接在每一条输入线上的多个线圈。[0073]与常规情况下仅使用EMI滤波器320的情况相比，根据本公开的两级EMI滤波电 路可以进一步抑制EMI传导噪声。图11示出了仅使用单级EMI滤波器320时的EMI性能 侧视图，其中，横轴表示频率，纵轴表示噪声强度。如图11所示，在EMI滤波器320之后，仍 然存在较大的低频段噪声，难以通过严格的CE (Conducted Emission)测试,如图11中直线 所示的A类测试标准。图12示出了使用根据本公开的两级EMI滤波电路时的EMI性能侧 视图，其中，横轴表示频率，纵轴表示噪声强度。如图12所示，噪声，特别是低频段的噪声， 大大降低，从而可以通过如图中直线所示的A类测试标准。这种EMI性能的改善主要源于 扼流圈另外贡献了共模和/或差模抑制电感。
[0074]尽管在以上的描述中，说明了扼流圈应用于变频器的情况。但是本公开不限于此。 根据本公开的扼流圈可以用于多种应用中，例如AC驱动电机、AC-DC开关电源。另外，尽 管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
[0075]以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而 并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公 开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的 范围之内。
【权利要求】
1.一种扼流圈，包括:磁芯，包括彼此间隔开的第一部分和第二部分，其中磁芯的第一部分包括m个磁芯分支，其中m是整数且m≥2;n个线圈，每一线圈分别绕于相应的磁芯分支上，其中n是整数且m≥n≥2，其中至少一个被实现为非线性电感。
2.根据权利要求1所述的扼流圈，其中，所述至少一个线圈所绕于的磁芯分支面对第二部分的端面与第二部分之间的气隙具有变化的宽度。
3.根据权利要求2所述的扼流圈，其中，所述气隙的宽度以阶跃形式、连续形式或者这两者的组合形式变化。
4.根据权利要求1或2所述的扼流圈，还包括设置在磁芯的第一部分和第二部分之间、 磁导率高于磁芯的磁性填充材料。
5.根据权利要求4所述的扼流圈，其中，所述磁芯包括堆叠的硅钢片，所述磁性填充材料包括锰锌铁氧体或镍锌铁氧体。
6.根据权利要求1所述的扼流圈，其中，所述n个线圈按相同方向绕于相应的磁芯分支上。
7.—种电磁干扰(EMI)滤波电路,包括:第一级，包括根据权利要求1所述的扼流圈；第二级，包括EMI滤波器，其中，第一级和第二级级联连接，第一级位于第二级之前或者第一级位于第二级之后。
8.根据权利要求7所述的扼流圈，其中，所述EMI滤波器包括:包括n条输入线的输入端以 及包括n条输出线的输出端；滤波电感，包括n个线圈，分别连接于相应的输入线和输出线之间，所述n个线圈绕于相同磁芯上；分别连接于每两条输入线之间的一组第一电容和/或分别连接于每一输入线与地之间的一组第二电容；以及分别连接于每一输出线与地之间的一组第三电容和/或分别连接于每两条输出线之间的一组第四电容。
【文档编号】H01F27/30GK103578691SQ201210260727
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月26日 优先权日:2012年7月26日
【发明者】冯阳, 詹斯·乌尔里克·贾格, 王鹏, 黄平 申请人:浙江海利普电子科技有限公司