专利名称：单级滤波的合成共模/差模扼流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新颖的扼流器。
在用于共模杂讯(CM)及差模杂讯(DM)的滤波器的扼流器中存在一项相悖的要求，传统上此滤波器的扼流器的设计可抑制其中的一杂讯，但无法同时抑制两种杂讯。为了有效地滤除共模及差模杂讯，需要于两个不同级别的滤波器中使用不同设计的滤波扼流器。
开关式电子装置会产生相当的电磁辐射。需要使用适当的滤波器抑制此辐射，使得没有任何有害的杂讯耦合至主电源线。由此耦合方式产生的杂讯可归类为两种不同的类型共模杂讯及差模杂讯。差模杂讯为跨主电源的活线(Live wire)及中线(Neutral wire)之间的杂讯，共模杂讯即活线及中性线上的对地杂讯。
须了解在活线及中性线各别所量得的对地电压可能不同，此系因为差模杂讯仍同时存在之故。在此情况下，共模电压是指该两电压的平均值而言。
为此，在线路上需要使用以下不同的设计以有效地滤除共模杂讯及差模杂讯差模电感，用于滤除差模杂讯，如
图1所示，其动作为一跨线电容以形成一LC滤波器。该跨线电容包括接在交流电路端的X电容5和接在整流器4后直流电路中的储能电容3，1为差模电感、2为开关电源。通常电容量相当大，所以即使差模电感1的电感量比较低，仍足以衰减杂讯。注意在此电路中，杂讯电流与功率电流同一方向，所以此电感1需要承受很大的负载电流。其需要在如此重的偏磁下仍不饱和，此乃差模电感不易作成高电感量的先天限制。
共模电感，用于滤除共模杂讯，如图2所示，共模电感6与Y电容9、10共同工作以形成一LC滤波器，或者与主电路的共模讯源电阻共同形成一LR滤波器，7为负载、8表示共模杂讯源。与差模电感不同的是，共模电感6不需要承受偏置电流。但是由于安全规格上的要求，Y电容限于低电容量，因而此类型的电感必须具有相当大的电感量，而大的电感量将损害共模电感承受偏置电流的能力。
从上可看出共模及差模滤波扼流器的需要极不相同，在传统的磁性设计上，一定体积的电感器只可承受大的偏置电流，或者是具有大的电感量，而不可同时具有两项特性。
传统上对共模杂讯及差模杂讯需要分别使用不同的滤波器，由于需要两种滤波扼流器，所以需要更多的组件、占据更多的空间，成本也高于单级滤波器。
在低差模杂讯的情况下有可能仅使用单级LC滤波器同时进行共模及差模滤波。如图3所示，在滤波器及负载11之间使用一合成的CM/DM扼流器12，13为X电容，14为Y电容，15为Y电容。此扼流器同时具有CM滤波器及DM滤波器的功能，其中单级滤波器使用传统的共模电感器。可经由共模电感器的漏电感达到差模滤波的目的，将共模电感设计得够大，并使两共模电感之间存在漏磁通，此漏磁通将导致漏电感，此漏电感如同差模电感足以衰减差模杂讯。但是，因为在传统的滤波扼流器设计下，漏电感太低而无法进行充分的差模滤波，故此方法仅适用于少数有利的情况下。
鉴于上述，本实用新型的目的是提供一种单级滤波的合成共模/差模扼流器，它可同时满足对共模及差模杂讯的滤波要求。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案该扼流器包含两个哑铃形的磁芯，两线圈分别缠绕在该两哑铃形磁芯上，如此形成两电感，可利用此二电感的自感及互感分别形成差模电感及共模电感，使用时将两哑铃形线圈分别连接电源供应线上。
在该扼流器中，可将两哑铃形磁芯置于接近位置处，以经由相互耦合而增加共模电感量。
在该扼流器中，可磨去一部份的哑铃形磁芯，使该两哑铃形磁芯置于较接近的位置，可适当地增加两线圈之间的相互耦合。
在该扼流器中，共模磁路径中包含分开的半磁芯，使得线圈可使用传统的绕线机置于半磁芯中。对该分开的半磁芯塑形，使得当线圈绕在该磁芯上时，该线圈的电感量(个别或结合者)足以进行差模滤波。
在该扼流器中，该分开半磁芯的塑形可使得当线圈绕上，且当两者结合时，该哑铃形线圈之间的互感足以进行共模滤波。
在该扼流器中，可调整线圈的圈数以调整共模电感及差模电感。
本实用新型的优点是成本低、易于缠绕、适用于单级滤波器中。此单级滤波器可同时满足共模及差模杂讯的滤波要求，适用范围大，甚至对于滤波器的共模及差模衰减量要求有不同比重时仍然如此。
以下，兹举本实用新型较佳实施例并配合图示作进一步说明。
图1表示用于滤除差模杂讯的差模电感配置的方式。
图2表示用于滤除共模杂讯的共模电感配置的方式。
图3表示合成共模/差模扼流器在电路中的配置方式。
图4表示两绕线的哑铃形磁芯，两磁芯彼此分开。
图5表示两绕线的哑铃形磁芯，两磁芯彼此靠近。
图6表示两绕线的哑铃形磁芯，两磁芯靠近并磨掉部份的突出部位。
本实用新型较佳实施例说明如图4所示，首先对两个哑铃形磁芯1’及2’绕线，使该线圈符合差模滤波的电感及磁化偏置的需要，各自产生自感。然后如图5所示，将两哑铃形磁芯置于极接近的位置，此哑铃形磁芯的磁通量将经一紧密的CM磁路径回路产生互感，而导致较高的共模电感量。
如图6所示，为了更进一步提升共模电感，可将哑铃形磁芯的一部分磨掉，使磁芯的上下两端形成圆缺形，使得当两哑铃形线圈置于接近的位置时，两者之间具有较大的接触区域。此增大的接触面将降低共模路径上的磁阻，而导致更进一步增加共模电感量。
上文说明的配置方式具有充分的共模及差模电感，以滤除不同型式的杂讯。当差模电感量相当低时，也可以承受相当大的负载电流。通过调整线圈的圈数及两磁芯的接触区域，便可自由地分别调整差模及共模电感量。例如将磁芯制成两个可结合成一个整体的半磁芯，该半磁芯可以是左右分半型也可是上下分半型的，这样共模磁路径中便包含分开的两个半磁芯，使得线圈可使用传统的(而非磁环线圈的)绕线机置于半磁芯中。对该分开的半磁芯塑形，使得当线圈绕在该磁芯上时，该线圈的电感量(个别或结合者)足以进行差模滤波。该分开半磁芯的塑形可使得当线圈绕上，且当两者结合时，该哑铃形线圈之间的互感足以产生共模滤波。或者将线圈的圈数改变，以调整共模电感及差模电感。因此本实用新型可以符合不同的差模及共模衰减量的要求，广泛地加以使用。
由上文中的说明可知，本实用新型的设计中只要可令线圈产生自感及互感即可，因此本实用新型可置于整流器之后或之前，也可使用在交流或直流电路上。此类配置均不影响该扼流器的物理性质。
虽然文中以应用特定的实例说明本实用新型，但是熟习本技术者可将这些实例加以修改而不偏离本实用新型的精神及观点，本实用新型的精神及观点定义在所附权利要求书申请的专利范围内，而非由上文说明所界定。
权利要求1.一种单级滤波的合成共模/差模扼流器，其特征在于它包含两个哑铃形的磁芯，两磁芯上各缠绕线圈而构成两电感，两电感的自感及互感分别形成差模电感及共模电感。
2.如权利要求1所述的单级滤波器的合成共模/差模扼流器，其特征在于所述两哑铃形磁芯置于接近位置处，以经由相互耦合而增加共模电感量。
3.如权利要求1所述的单级滤波器的合成共模/差模扼流器，其特征在于所述两哑铃形磁芯的两端部均呈圆缺形，使得两个磁芯可置于较接近的位置而增加两者之间的相互耦合。
4.如权利要求1所述的单级滤波器的合成共模/差模扼流器，其特征在于所述两个磁芯为可结合成一个整体的半磁芯，两线圈分别置于各半磁芯中，对该等分开的半磁芯塑形，使得当线圈绕在该等磁芯时，该等线圈的电感量足以进行差模滤波。
5.如权利要求4所述的单级滤波器的合成共模/差模扼流器，其特征在于所述该等分开半磁芯的塑形可使得当线圈绕上，且当两者结合时，该等线圈之间的互感足以产生共模滤波。
专利摘要本实用新型包含两个哑铃形的磁芯,两线圈分别缠绕在两哑铃形磁芯上而形成两电感,此两电感的自感及互感分别形成差模电感及共模电感。使用时将两线圈分别连接电源供应线。其成本低、易于缠绕,适用于单级滤波器中。此单级滤波器可同时满足共模及差模杂讯的滤波要求,其可使用在一相当大的范围内,甚至对于滤波器的共模及差模衰减量要求有不同比重时仍然如此。
文档编号H01F38/00GK2405380SQ9925797
公开日2000年11月8日 申请日期1999年12月27日 优先权日1999年12月27日
发明者谢万成 申请人:栢怡电子有限公司