[發(fā)明專利]一種用于大功率場(chǎng)合的平面EMI濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310084199.6
• 申請(qǐng)日: 2013-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN103208914A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐晨琛;王世山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/44
• 分類號(hào): H02M1/44
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種的平面EMI濾波器，尤其涉及一種用于大功率場(chǎng)合的平面EMI濾波器。

背景技術(shù)

EMI濾波器是開關(guān)電源中抑制傳導(dǎo)電磁干擾的重要手段，由電感器、電容器等分立元件組成的無源濾波器以其成本低、可靠性高而得到廣泛應(yīng)用。然而由于分立元件數(shù)量多、形狀各異，空間利用率低，成為開關(guān)電源小型化過程中的主要障礙。磁性元件與電容元件集成的研究為進(jìn)一步減小EMI濾波器體積奠定了基礎(chǔ)。集成EMI濾波器的研究已經(jīng)成為電力電子技術(shù)中一個(gè)新穎的研究熱點(diǎn)。國(guó)外主要研究單位有美國(guó)電力電子研究中心(CPES，Center?for?Power?Electronic?System)、美國(guó)伊利諾大學(xué)電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院(UIC)、美國(guó)阿肯色大學(xué)電力電子研究小組等。美國(guó)通用電氣(GE)公司、美國(guó)國(guó)際整流器公司(IR)、日本日置電機(jī)株式會(huì)社(Hioki)、德國(guó)賽米控(Semikron)公司、瑞士ABB公司等一些有實(shí)力的企業(yè)也加入其中。

CPES目前在該領(lǐng)域的研究中處于核心地位，所研究的內(nèi)容最為廣泛，產(chǎn)出的文獻(xiàn)和研究成果數(shù)量最多，在一定程度上引領(lǐng)著國(guó)際電力電子集成技術(shù)研究的主流方向。CPES研究的平面EMI濾波器在結(jié)構(gòu)上最具代表性，其基本單元集成LC元件，是在陶瓷介質(zhì)基板的兩側(cè)噴鍍對(duì)稱矩形螺旋繞組而成，高介電常數(shù)介質(zhì)基板和平面磁芯可以增大矩形螺旋繞組單位電容和電感值，達(dá)到電感電容集成之效果。但是該種以矩形LC單元為核心部件的平面EMI濾波器存在電流在導(dǎo)線直角拐角處分布很不均勻，嚴(yán)重影響濾波器的性能。在此基礎(chǔ)上人們提出一種基于環(huán)形LC單元的平面型EMI濾波器，其基本元件環(huán)形LC單元是在陶瓷介質(zhì)基板的兩側(cè)噴鍍對(duì)稱螺旋繞組而成，該結(jié)構(gòu)集成了共模電感和共模電容。但是由于材料以及制造工藝的限制，該LC單元存在受熱后螺旋線圈會(huì)從陶瓷基板上彈出的問題，因此該種結(jié)構(gòu)不能承受很大功率的能量，目前只能用于100W以下的場(chǎng)合。且該種結(jié)構(gòu)的差模電容是通過在一個(gè)介電常數(shù)很高的陶瓷基板兩側(cè)噴鍍對(duì)稱單匝螺旋線圈而成，由于普通的陶瓷板難以擁有很高的介電常數(shù)，制作過程中采取用多個(gè)差模電容并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的電容值，多個(gè)差模電容的并聯(lián)會(huì)造成濾波器體積過大，不利于電力電子系統(tǒng)的小型化、模塊化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于大功率場(chǎng)合的平面EMI濾波器，該結(jié)構(gòu)包括E型磁芯、第二差共模電容集成模塊、第一電感線圈、第二電感線圈、第二差共模電容集成模塊，其中差共模集成模塊集成了差模電容和共模電容，電感線圈集成了共模電感和差模電感。由于差共模集成模塊和電感線圈均可用于較高的功率場(chǎng)合使得該濾波器在大功率場(chǎng)合的應(yīng)用得到保障。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明提供一種用于大功率場(chǎng)合的平面EMI濾波器，包括E型磁芯、第一差共模電容集成模塊、第一電感線圈?、第二電感線圈、第二差共模電容集成模塊，其中E型磁芯上設(shè)有凸起件和蓋板，所述凸起件和蓋板之間依次設(shè)置第一差共模電容集成模塊、第一電感線圈、第二電感線圈、第二差共模電容集成模塊；所述第一差共模電容集成模塊和第二差共模電容集成模塊上均設(shè)有輸入端口和輸出端口，其中輸入端口包括第一和第二輸入端子，輸出端口包括第一和第二輸出端子；所述第一差共模電容集成模塊的第一和第二輸入端子均作為濾波器的輸入端口，所述第一差共模電容集成模塊的第一輸出端子與第一電感線圈的輸入端口連接，所述第一差共模電容集成模塊的第二輸出端子與第二電感線圈的輸入端口連接；所述第一電感線圈的輸出端口與第二差共模電容集成模塊的第一輸入端子連接；所述第二電感線圈的輸出端口與第二差共模電容集成模塊的第二輸入端子連接；所述第二差共模電容集成模塊的第一和第二輸出端子均作為濾波器的輸出端口。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述第一電感線圈和第二電感線圈均由兩個(gè)跑道型線圈和跑道型基板構(gòu)成，所述兩個(gè)跑道型線圈分別設(shè)置在跑道型基板的兩側(cè)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述第一差共模電容集成模塊和第二差共模電容集成模塊均包括依次設(shè)置的第一共模衰減器、第一U形銅條、差模衰減器、第二U形銅條、第二共模衰減器，其中所述第一U形銅條與第二U形銅條形狀相同且彼此呈平行投影設(shè)置，所述第一共模衰減器與第一U形銅條的直臂相對(duì)應(yīng)設(shè)置在第一U形銅條的一側(cè)；所述第二共模衰減器與第二U形銅條的直臂相對(duì)應(yīng)設(shè)置在第二U形銅條的一側(cè)；所述差模衰減器分別與第一、第二U形銅條的直臂相對(duì)應(yīng)設(shè)置在第一U形銅條另一側(cè)、第二U形銅條的另一側(cè)之間。