[发明专利]一种具有噪声电流耗散功能的共模扼流圈

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是一种共模扼流圈。

背景技术

目前，作为一种抑制电力电子系统中传导干扰的有效手段，EMI滤波得到了大量研 究。由无源电感器、电容器组成的分立式无源EMI滤波器，设计相对成熟且成本低， 在工业上已经得到广泛应用。但是传统分立式EMI滤波器往往因寄生参数的影响而导 致高频特性不佳，例如，由于寄生电容的存在，EMI滤波器中共模扼流圈往往会在高频 发生谐振，因而无法提供足够大的阻抗来对高频段的共模传导干扰进行有效抑制。传统 的无源EMI滤波器对传导噪声的抑制手段目前主要集中在对噪声的“反射”方面，而 这类滤波器因为与噪声源阻抗和负载阻抗的匹配问题，在实际运用中也往往无法达到设 计时所期望的噪声抑制效果。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有噪声电流耗散功 能的共模扼流圈，用于解决传统的无源EMI滤波器噪声抑制效果不佳的技术问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有噪声电流耗散功能的共模扼流圈，由闭合磁环和绕制在其上的耦合线圈组 成，缠绕耦合线圈的导线的结构包括内部的铜芯、中间的镍层和外部的绝缘漆。

本发明的共模扼流圈具有传统共模扼流圈的所有功能，基本结构也与传统共模扼流 圈一致，闭合磁环为高磁导率的磁芯，耦合线圈有2个且匝数相同、方向相反；但在共 模扼流圈的耦合线圈的导线结构和材料上作出了改进，能够在对噪声电流进行“反射” 衰减的基础上进行“耗散”衰减。

进一步的，在本发明中，所镍层厚度根据共模扼流圈所用场合进行相应计算调整， 建议所述镍层的厚度为在共模扼流圈的传导干扰频率段下限频率下的镍的3倍或3倍以 上集肤深度。

有益效果：

本发明在原先漆包铜导线的基础上，在导线结构中增加中间的镍层并将该种导线在 磁芯上绕制成耦合线圈形成共模扼流圈，这一构思巧妙且操作简单实用的创新在行业内 属于首创，并且由此带来了较好的效果：

由于传导电磁干扰电流的频率范围一般为数百kHz到数十或数百MHz，具体范围 因不同的噪声标准而存在差异，但其频率范围都很高。在高频段，高频噪声电流会在“集 肤效应”的作用下流向导线的表层，体现在本发明中，高频噪声电流会因“集肤效应” 而流向铜导线表面的镍层。由于金属镍具有较高的磁导率，相比于其他常见的金属(铜、 铁、金、银等)具有较浅的集肤深度，即对高频电流具有更强的吸收能力；另一方面， 相比于导线芯部所用材料铜，镍具有更高的电阻率，能够保证在“集肤效应”作用下进 入镍层的高频噪声电流得到有效耗散。传统EMI滤波器中扼流圈由于寄生电容的存在， 在高频段往往无法提供足够多的插入损耗，本文提出的新方案中，电流频率越高，电流 越向镍层表面流通，镍层对噪声的交流电阻越大，能够为扼流圈在高频段提供的阻抗也 越高，从而对噪声电流进行有效耗散，有效改善扼流圈高频特性。

附图说明

图1是共模扼流圈结构图；

图2是共模扼流圈的导线截面图；

图3是两种扼流圈在传导干扰频段内阻抗对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种具有噪声电流耗散功能的共模扼流圈，如图1所示，共模扼流圈 结构与现有传统共模扼流圈一致，均为在同一高磁导率的闭合磁环所形成的磁芯上反向 绕制两段匝数相同的耦合线圈，但在绕制耦合线圈所用导线结构和材料上有所创新，如 图2所示：相比于传统的纯铜导线外加绝缘漆的结构，本发明提出了一种在铜芯1的基 础上外镀镍层2再刷绝缘漆3的导线结构。

金属的集肤深度公式为：

d=2ωμγ]]>

其中：

ω＝2πf，f为通过金属的电流频率，μ为金属的磁导率，γ为金属的电导率。