一种共差模一体化电感的制作方法

1.本发明涉及电子元器件，特别涉及一种共差模一体化电感。


背景技术：

2.因人们工作、生活的需要，对电力电子设备需求也越来越多。然而，几乎所有的电源电路，都会产生共模、差模的电磁干扰信号，通常电源电路都接有共模滤波电感和差模滤波电感，来减小或者抑制共模、差模干扰信号，使得电源电路满足电磁兼容的要求。
3.附图1是常见的共模和差模的滤波电路。如图所示，在该滤波电路中，至少要使用两个电感，这就导致电路板往往较大无法小型化，而且两个电感也会由于电阻和电磁作用损失较多的电能。
4.随着人们生活品质的提高，以及环保节能的要求，对电力电子产品提出了小型化，节能等更高的要求。
5.针对这些要求，对滤波电路中的电感进行技术创新，开发出具有小型化，低损耗等诸多优点的新型电感就尤为重要。


技术实现要素：

6.本发明的一个目的是提供一种共差模一体化电感。本发明的一个目的是提供一种抑制电感差模噪声的方法。
7.根据本发明的一个方面，提供了一种共差模一体化电感，包括一个环形高导磁铁芯以及缠绕于环形高导磁铁芯上的两个绕组，两个绕组分别位于环形高导磁铁芯相对的两侧，环形高导磁铁芯中间还设有一个导磁片，导磁片位于两个绕组之间且两端分别与环形高导磁铁芯磁导通。
8.采用以上技术方案的共差模一体化电感，通过设置导磁片，定向增加共模电感的漏感，进而达到抑制差模噪声的目的。由此实现了共模电感的共差模集成一体化，即可以使用一个共模电感达到一个共模电感加上一个差模电感的作用。该共差模一体化电感具有小型化，低损耗等诸多优点。
9.在一些实施方式中，导磁片的磁导率低于环形高导磁铁芯的磁导率。
10.优选地，导磁片的磁导率低于环形高导磁铁芯的磁导率，且高于空气的磁导率。导磁片的磁导率比空气的磁导率高很多倍，而比共模用的环形高导磁铁芯又低很多倍，由此漏感就提高。同时因为导磁片的磁导率低，对共模电感的影响又比较小，可以忽略不计。
11.具体地，导磁片的磁导率μ＝19～3300。
12.在一些实施方式中，导磁片的饱和磁通密度bs＝0.50t～1.60t。
13.优选地，导磁片的饱和磁通密度bs＝1.05t。
14.更进一步地，导磁片的磁导率μ＝60，且其饱和磁通密度bs＝1.05t。
15.在一些实施方式中，环形高导磁铁芯表面还包覆有封装层。
16.具体地，封装层为塑料封装层或者环氧树脂封装层。
17.在一些实施方式中，环形高导磁铁芯为圆形或者方形。
18.根据本发明的另一个方面，提供了一种抑制电感差模噪声的方法，在电感的环形高导磁铁芯的中间还设置一个导磁片，所述导磁片位于所述环形高导磁铁芯的两个绕组之间且两端分别与所述环形高导磁铁芯导通，进而定向增加共模电感的漏感。
附图说明
19.图1为常见的共模和差模的滤波电路的电路示意图。
20.图2为传统共模电感的磁力线分布示意图。
21.图3为本发明一种实施方式的共差模一体化电感。
22.图4为图3所示共差模一体化电感的磁力线分布示意图。
23.图5为传统共模电感的插入损耗曲线图。
24.图6为实施例6的插入损耗曲线图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
26.本发明的一种抑制电感差模噪声的方法，主要在于在电感的环形高导磁铁芯的中间还设置一个导磁片，所述导磁片位于所述环形高导磁铁芯的两个绕组之间且两端分别与所述环形高导磁铁芯导通，进而定向增加共模电感的漏感。
27.图3和图4示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的共差模一体化电感。
28.如图所示，该装置包括一个环形高导磁铁芯1以及缠绕于环形高导磁铁芯1上的两个绕组2。
29.两个绕组2分别位于环形高导磁铁芯1相对的两侧。
30.环形高导磁铁芯1中间还设有一个导磁片3。
31.导磁片3位于两个绕组2之间且两端分别与环形高导磁铁芯1导通。
32.众所周知，共模电感的共模模式可抑制共模噪声。共模电感的差模模式，也就是共模电感的漏感对差模噪声也有一定的抑制作用。因此，如果共模电感的漏感足够大的话，那么共模电感差模模式也就可以满足抑制差模噪声的要求。也就是说漏感如果足够大，共模电感的共差模集成一体也就可以实现了。
33.附图2是传统共模电感的磁力线分布示意图。如图所示，虽然共模电感的磁芯磁导率比较高，大部分磁力线(h1，h2)集中在磁芯中，但是磁芯的磁导率只比周围的空气的磁导率高几个数量级，因此还是有少部分磁力线通过空气形成磁路，相当于有部分磁力线(h3)从磁芯材料中发散出来，并通过外部空气路径闭合，形成散磁通，产生漏感。这就是共模电感漏感生成的原因和途径。
34.再结合感量计算公式：l＝0.4πμa_en^2/1_e
35.由此可以明确可以从提高漏感磁路的磁导率、截面积等方面入手，去提高漏感，进而实现共模电感的共差模集成一体化。
36.具体地，由以上公式可知，提升漏磁路径的磁导率，提升漏磁路径的截面积，只要把这两者提高了，漏感也就提高了。
37.由此在传统共模电感的漏磁路径上再加一个导磁片，就相当于在两个绕组之间的
间隙，修一条小磁路“引水渠”，进而提升了漏感途径上磁导率。
38.导磁片3的磁导率要低于环形高导磁铁芯1的磁导率。
39.优选地，导磁片3的磁导率低于环形高导磁铁芯1的磁导率，且高于空气的磁导率。导磁片3的磁导率比空气的磁导率高很多倍，而比共模用的环形高导磁铁芯1又低很多倍，由此漏感就提高。同时因为导磁片3的磁导率低，对共模电感的影响又比较小，可以忽略不计。
40.基于以上技术考量和技术分析，设计实施例1～10使用不同规格的导磁片2分别与相同规格的共模电感相配合，并通过仪器测量漏感。
41.经过测试，获得的数据统计如下表。
42.表1不同规格的导磁片产生的漏感统计表
[0043][0044]
表中，sendust铁硅铝是由约9.6si-5.4al-85fe合金粉芯，饱和磁通密度约1.05t；
[0045]
fesi铁硅是由约6si-94％fe合金粉末制成，饱和磁通密度约1.6t；
[0046]
lp9为南京新康达生产的功率材铁氧体磁芯材料。
[0047]
由上表可知，根据我们不同的漏感需求，不同的电流，我们可以选择不同尺寸、不同材质、不同磁导率的导磁片，获取我们理想的漏感需求。
[0048]
插入损耗参数是评价滤波电路的关键指标。
[0049]
分别测试传统环形共模电感和实施例6的插入损耗，曲线图分别如图5和图6所示。
[0050]
从图5和图6可以对比可以看出，在10mhz，采用实施例6的共差模一体化电感的插入损耗(-17.88db)比传统环形共模电感插入损耗(-11.39)提升-6.49db。
[0051]
在本实施例中，环形高导磁铁芯1表面还包覆有封装层。
[0052]
封装层为塑料封装层或者环氧树脂封装层。
[0053]
在本实施例中，环形高导磁铁芯1为方形。
[0054]
在其他的实施例中，环形高导磁铁芯1还可以为圆形。
[0055]
采用以上技术方案的共差模一体化电感，通过设置导磁片，定向增加共模电感的漏感，进而达到抑制差模噪声的目的。由此实现了共模电感的共差模集成一体化，即可以使用一个共模电感达到一个共模电感加上一个差模电感的作用。该共差模一体化电感具有小型化，低损耗等诸多优点。
[0056]
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。