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基于柔性多層繞組的集成EMI濾波器

作者: 時間:2009-04-20 來源:網(wǎng)絡 收藏

3、結構

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/188960.htm

如圖5所示為一種柔性帶材的圖形描述,由兩層導體、一層介質及一層絕緣組成。當把這種帶材繞制在磁心上,就可以同時得到一定的電感和電容。



我們提出的基于柔性帶材結構如圖6所示。采用一組UU(或UI)磁心,在磁心的兩個柱上分別繞了一個柔性帶材。這樣的一種結構可以把共模電感、差模電感和共模電容為一個元件。按照圖7所示的連接方法,加上外加的差模電容,就可以得到一個完整的濾波電路。


集成濾波器的等效電路如圖8所示,虛線框中的電路部分為集成元件的等效電路。兩個柔性通過磁心形成的閉合磁路耦合形成共模電感LCM,每個繞組中的兩層銅箔與中間的介質層形成共模電容CCM,且由于差模電感通常只有共模電感1%大小,所以可以利用兩個繞組漏感實現(xiàn)。而如果漏感比所需要的差模電感小時,可以采用一些增大漏感的方法。

如圖9所示給出了4種增大漏感的方法。圖9(a)在基本結構的頂部增加一個U形磁心,它的邊柱上分別繞有若干匝導線用于實現(xiàn)差模電感,它與基本結構的主磁心公用一部分磁路。采用這種方法可以很容易的得到所需的差模電感,代價是整個濾波器的高度和體積都有所增加。由于可以利用漏感來實現(xiàn)DM電感,所以可以采用一些減小兩個柔性繞組之間的耦合系數(shù)的方法,使得漏感增大。圖9(b)~(d)所示為基于此的不同實現(xiàn)途徑。如增加低磁導率材料的中柱、增加帶氣隙的中柱或者在兩邊繞組外包裹導磁帶材都可以實現(xiàn)這個目標。

圖9. 增加差模電感的方法

下面將給出一些重要的公式和限制條件?;谶@些公式,可以根據(jù)選定的參數(shù)設計合適的集成EMI濾波器。

共模電感計算:

這里µeff磁心的等效相對磁導率,n為匝數(shù),Ae磁心有效截面積,le為等效磁路長度。

差模電感由繞組間的漏感實現(xiàn)。由于差模電流磁通在主磁路中絕大部分互相抵銷,因此磁通密度的限定值由DM電感和電流峰值決定:

這里B為DM電感形成的磁通密度。它必須小于磁心材料的飽和磁通密度以防止磁心飽和。
共模電容:



關鍵詞: EMI 多層 繞組 集成

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