[发明专利]用于大功率平面EMI滤波器的差共模电容集成模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于大功率平面EMI滤波器的差共模电容集成模块。

背景技术

EMI滤波器是开关电源中抑制传导电磁干扰的重要手段，分布式电源系统中，一般EMI滤波器占整个前端变换器的15%~20%，随着电力电子系统小型化的趋势，前端变换器体积的不断减小，EMI滤波器的体积也需要不断的减小。EMI滤波器的集成化符合了电力电子系统小型化、集成化的发展趋势。通过查阅相关文献我们发现，EMI滤波器的集成化主要包括了差、共模电感的集成；共模电感与共模电容的集成；差模电感与共模电容的集成。然而这些集成化的滤波器在电路中滤波的同时也要承受大的功率能量，使得集成化的滤波器难以向大功率方向发展。针对这些问题，CPES提出了一种直线型射频滤波器，该滤波器由共模衰减模块、铜条、差模衰减模块构成，功率电流在铜条中流通，噪声电流在共模和差模衰减模块中流通，实现了功率电流与噪声电流的分离，铜条的截面积可以做到比较大，使得整个滤波器可以承受的功率能量较大，整个滤波器对50Hz的功率电流呈现低阻而对高频噪声电流呈现了极高的阻抗，但利用该结构来实现目标的共模、差模电容值整个模块需要很长，不利于滤波器的小型化、集成化。针对此，CPES进一步提出一种三段式滤波器，相当于把先前的直线型的弯成三段，段与段之间以直角连接，该结构能够有效的解决直线型滤波器的长度问题，但是该结构段与段之间采用直角连接，电流在直角拐角处分布很不均匀，严重影响滤波器的性能，同时由于具有相同结构的三段之间的距离很近使得三段之间的电磁耦合变得复杂。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于大功率平面EMI滤波器的差共模电容集成模块，该差共模电容集成模块采用两个U形铜条为基板，在U形铜条                                                的两个长臂上方覆着共模衰减器，在U形铜条和U形铜条的长臂之间覆着差模衰减器，在U形铜条的两个长臂下方覆着共模衰减器。该结构中只在U形铜条的两个长臂上覆着衰减器，U形弧度处的铜条不覆着任何东西，使得衰减器模块之间的电磁耦合变得简单，同时由于使用的是U形结构，可有效的改善三段式结构中存在的拐角处电流分布不均匀的问题。

本发明为实现上述发明目的，采用如下技术方案：

一种用于大功率平面EMI滤波器的差共模电容集成模块，包括共模衰减器、差模衰减器、 U形铜条I和U形铜条II；所述U形铜条I的两个长臂分别通过一个差模衰减器与U形铜条II的两个长臂对应连接，且U形铜条I、U形铜条II的两个长臂外侧分别安装有一个共模衰减器。

所述共模衰减器包括陶瓷板I以及层叠在陶瓷板I两侧面的镍层。

陶瓷板I采用N1250材料制作。

所述共模衰减器包括陶瓷板II以及覆盖在陶瓷板II两侧面的镍层。

所述陶瓷板II采用BaTiO₃材料制作。

根据以上的技术方案，相应于现有技术，本发明具有以下的有益效果：

使用时，50Hz的功率电流从铜条中流通，高频共模噪声电流从共模衰减器中流通，高频差模噪声电流从差模衰减器中流通，由此可知，本发明所述的差共模电容集成模块实现了50Hz的功率电流与高频噪声电流通过不同的路径流通，并且对50Hz的功率电流呈现低阻抗而对高频噪声电流呈现极高的阻抗，从而实现滤波功能；另外，本发明只在U形铜条的两个长臂上覆着衰减器，U形弧度处的铜条不覆着任何东西，使得衰减器模块之间的电磁耦合变得简单，同时由于使用的是U形结构，可有效的改善三段式结构中存在的拐角处电流分布不均匀的问题。

附图说明

图1是本发明所述差共模电容集成模块的爆炸图；

图2 是图1中所述共模衰减器的剖面图；

图3 是图1中所述是差模衰减器剖面图；

图4 是本发明所述差共模电容集成模块连接图；

图5 是本发明所述差共模电容集成模块的电流分布图；其中：图5a表明的是50Hz的电流从低阻抗的铜条中流过的示意图；图5b表明的是高频共模电流从位于铜条两侧的共模衰减器中通过的示意图；图5c表明的是差模电流从铜条之间的差模衰减器中流过的示意图；