[发明专利]一种元件间低耦合的EMI滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种元件间低耦合的EMI滤波器。

背景技术

EMI滤波器是开关电源中抑制传导电磁干扰经济有效手段。随着开关频率和功率密度的不断提高，滤波器的体积也需要相应的减小，且对高频性能提出了更高的要求。传统的EMI滤波器是将电容和电感分开放置，空间利用率低，电感线圈之间的寄生电容往往随着电感线圈匝数的增加而增大，与电容之间的强耦合严重影响了滤波器的高频性能。针对电感与电容之间的耦合问题，CPES提出将电感的绕制方向和电容垂直摆放，减小电感与电容的耦合，亦研究了使两个电容垂直放置，可减小电容之间的耦合。以上方法不能有效减小EMI滤波器的体积，且其高频性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种元件间低耦合的EMI滤波器，可以有效减小EMI滤波器的体积，改善其高频性能。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种元件间低耦合的EMI滤波器，所述滤波器包括电容和圆形磁环电感，所述电容置于所述圆形磁环电感内。

作为本发明一种元件间低耦合的EMI滤波器进一步的优化方案，所述电容为安规电容，所述圆形磁环电感为圆形磁环差模电感，其结构为差模结构。

作为本发明一种元件间低耦合的EMI滤波器进一步的优化方案，所述安规电容摆放在所述圆形磁环电感的轴对称线上，且其中心线与所述圆形磁环电感的轴对称线垂直。

作为本发明一种元件间低耦合的EMI滤波器进一步的优化方案，所述圆形磁环电感采用铁粉芯的圆环磁芯。

作为本发明一种元件间低耦合的EMI滤波器进一步的优化方案，所述圆形磁环电感由漆包铜线绕制在圆形磁环上构成差模电感。

将电容置于磁环电感线圈内，电容的不同摆放位置会对滤波器的性能产生影响。当电容摆放在圆形磁环电感的轴对称线上、且其中心线与圆形磁环电感的轴对称线垂直时，能够使滤波器的滤波性能达到最佳。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 和传统EMI滤波器相比，在节约空间的同时，减小了电感线圈高频寄生电容对滤波性能的影响；

2. 提高电源的功率密度和高频性能。

附图说明

图1是本发明EMI滤波器结构示意图；

图2是本发明EMI滤波器结构示意图背面；

图3是本发明EMI滤波器等效电路图；

图4是本发明EMI滤波器中的电感包含寄生电容的等效模型；

图5是本发明EMI滤波器中的电感线圈的电流分布。

图中，1-圆形磁环电感、2-安规电容、3-BNC接头、4-PCB板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明公开了一种元件间低耦合的EMI滤波器，所述滤波器包括电容和圆形磁环电感，所述电容置于所述圆形磁环电感内。

所述电容为安规电容，所述圆形磁环电感为圆环磁环差模电感，其结构为差模结构。

所述安规电容摆放在所述圆形磁环电感的轴对称线上，且其中心线与所述圆形磁环电感的轴对称线垂直。

所述圆形磁环电感采用铁粉芯的圆环磁芯。

所述圆形磁环电感由漆包铜线绕制在圆形磁环上构成差模电感。

如图1所示的实例，本发明中EMI滤波器由圆形磁环电感、安规电容、PCB板和BNC接头组成。此EMI滤波器中，圆形磁环电感由圆环形铁粉芯磁芯和漆包铜线组成。当电感匝数较少时，电感的转折频率高于30MHz，此滤波器与一般滤波器性能无差异，但可有效节省空间。当电感圈数较多时，电感的寄生参数较大，电感的转折频率低于30MHz，通过图1所示的摆放方式在节省空间的同时，可有效提高滤波器的高频性能。所述EMI滤波器的电感为差模电感，电容为差模电容。

电感中的圆形磁环可以根据实际参数需要，根据电容的大小，选用不同尺寸的磁环，电感中的铜线等间距绕制对于匝数较多的紧密绕制可减小寄生参数，磁环采用的是铁粉芯磁环。

如图2所示为滤波器基板背面的PCB走线，黑色粗实线为电气线路。

如图3所示，电感和电容都存在寄生参数，等效电路图中包括电感L，寄生电容EPC，寄生电阻ESR;电容C，寄生电感ESL，寄生电阻ESR。在高频段圆形磁环电感寄生电容对滤波效果影响较大。