專利名稱：Emi濾波器的磁集成裝置及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及EMC電磁兼容與傳導(dǎo)干擾的濾波器，特別是一種EMI濾波器的 磁集成裝置及其制備方法。
背景技術(shù)：
電氣設(shè)備的電源線，既把電能從電源傳到設(shè)備，也可能傳遞電氣干擾。電 氣干擾包含電源線之間的干擾(差模干擾Ex);以及電源線對地(GND)之間 的干擾(共模干擾Ey);為了阻擋差模干擾，須用差模電感Lx與共模電容Cx 組成差模濾波器；為了阻擋共模干擾，須用共模電感Ly與共模電容Cy組成共 模濾波器。把差模濾波器與共模濾波器組合成為EMI濾波器。
為了阻擋電源端的干擾不傳進(jìn)電器設(shè)備，同時，又要阻擋設(shè)備內(nèi)部由于 瞬變過程產(chǎn)生干擾傳到電源端，須要雙向EMI濾波器，見圖l所示。
圖1是在一個金屬盒子(法拉第屏蔽盒子)內(nèi)部的EMI拓?fù)涫疽鈭D，輸入 端子L和N，以及外接地線GND端子，輸出0UT+和0UT-端子。
外接電源Uw經(jīng)熔斷絲(FS)——負(fù)溫度系數(shù)電阻(緩沖限流)Rza.，經(jīng)絕緣 端子接到盒內(nèi)，盒中Rv是壓敏電阻，泄放電源浪涌之用，共模電感Ly與共模 濾波電容Cy濾除共模干擾，兩組共模濾波器，旨在既不讓進(jìn)線共模干擾進(jìn)入設(shè) 備，也不讓設(shè)備的共模干擾從OUT+和OUT-端反饋造成對電網(wǎng)的污染公害。在兩 組共模濾波器之間，是兩級差模電感Lx組成雙串級n形差模濾波器，抵抗外來差模干擾，也抵抗內(nèi)部發(fā)生的差模干擾。
TVS,和TVS2是差模浪涌吸收功能，TVS(,是共模浪涌吸收功能， 一旦浪涌電壓把TVS擊穿，由于"撬棍效應(yīng)"把壓敏電阻Rv兩端電壓提升，使Rv由高電
阻突變?yōu)榈碗娮?，把熔絲(保險(xiǎn)絲)FS燒斷，起到斷開電源保護(hù)作用。
輸出端子可以不接內(nèi)部底板(零電位0)雙端懸浮供電給設(shè)備，也可以選
擇"正搭鐵"(0UT+接地)或者"負(fù)搭鐵"(OUT-接地)向設(shè)備供電。
圖1是較完善的EMI拓?fù)涫疽鈭D，圖1中有四個磁芯電感和六個線圈，成
本較高，成為制約圖l性價(jià)比的關(guān)鍵，所以，雖然圖l有雙向?yàn)V波的優(yōu)異性能，
為降低成本，仍有必要用"磁集成"的辦法，加以簡化，來提高圖1性價(jià)比競
爭能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種EMI濾波器的磁集成裝置及其制備方法。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的，以一個一體化的磁芯代替多個EMI 磁芯，所述一體化的磁芯可由"田"字型磁芯中垂直的中間的磁芯條在中點(diǎn)位置 的上方和下方分別留有空隙S ,和S 2而獲得，即三條互相平行的水平磁條和兩 條垂直磁條封閉圍成長方形而成，其中三條互相平行的水平磁條中，上面一條 有向下的突起，下面一條有向上的突起，中間一條有向上和向下和突起，該三 條磁條的突起在水平位置上的投影相同。該磁芯上繞制四只線圈，分別位于外 圍兩條垂直磁條的兩端，位于同一條磁條的上線圈的相近的抽頭相連。
該磁芯對于中心的水平線是軸對稱的，可從對稱軸位置剖開成相同的兩半， 該兩半的每一半又可以從各自中心的水平對稱軸剖開成相同的兩半，即字母"E" 的形狀。整個磁芯的制造可用一只模具按其四分之一，即該"E"形磁芯制模生 產(chǎn)，繞制線圈后將四個"E"形磁芯合并而成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)簡單，成本較低，性價(jià)比高。


圖1為傳統(tǒng)較完善的有雙向?yàn)V波功能的EMI拓?fù)涫疽鈭D。 圖2為圖1中四個磁芯六個線圈的示意圖。 圖3為圖2等效磁集成結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為圖2的磁芯的生產(chǎn)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合各附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)描述。
對照圖1,其中包括第一個共模電感Lyu〃 Ly^與Cy"和Cyn組合成輸入端 共模濾波器；第二個共模電感Ly21〃 &22與&21和&22組合成為輸出端共模濾波 器；在上述兩組共模濾波器中間，插入兩只不飽和磁芯差模電感Lx,及Lx2,與 Cx,、 Cx2、 Cx3、 Cx4組成雙Ji型差模濾波器，圖1的EMI濾波器既能阻擋電源方 向的干擾往輸出端傳播，又能阻擋電氣設(shè)備發(fā)生的干擾傳播向輸入端，不會產(chǎn) 生電網(wǎng)干擾公害。
然而，圖1性能雖然較好，但是，由于圖1的磁芯較多，為了簡單直觀起 見去掉其他非磁性元件，如圖2所示，需要兩只磁環(huán)B,和B2作共模電感，并需 要兩只工字型磁芯作差模電感Lx,和Lx2，顯然，圖1的成本高，體積大，重量 不輕，性價(jià)比不良，實(shí)際上難以推廣應(yīng)用。而一般受成本、體積、重量等制約， 不得不把圖1簡化，只保留其中部分磁性元件，于是，失去圖1優(yōu)異的雙向?yàn)V 波功能。
圖2用兩個高導(dǎo)磁率磁環(huán)Bl和B2做成兩個共模電感。另又用兩只工字磁 芯做兩只不飽和的差模電感Ul和Lx2。仍是圖1的四磁芯六線圈拓?fù)洹?br> 圖3只用一個特殊形狀的磁芯，和對稱的四只線圈，分別代表Lyn、 Ly12、 Ly21、 Ly22,可以省去Lx,和Lx2，因?yàn)橛锌諝庀禨 ^卩S 2的磁路結(jié)構(gòu)，在線圈中 形成較大的漏電感，無形中就等效了圖2的工字電感Lx，和Lx2。 LXl=LXll+Lx12，
1X1=1X21+ LX22。
圖2是一個示意圖，實(shí)際上對于安排磁芯的生產(chǎn)，以及穿繞繞組導(dǎo)線，都 很困難，生產(chǎn)成本較高，而圖4是用一只模子生產(chǎn)出半付磁芯，兩套圖4的磁 芯合并，實(shí)現(xiàn)圖3，就做出磁集成EMI模塊了，也即用兩套圖4的平面磁芯， 就可以實(shí)現(xiàn)圖l的拓?fù)洹?br> 本發(fā)明最終是以圖4的簡單結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)圖3的結(jié)構(gòu)，而圖4只需要簡單的 一個E字形模具生產(chǎn)磁芯，就可以實(shí)現(xiàn)圖3復(fù)雜的異形磁芯，圖3的四個繞組
穿線繞制困難，而圖4是E形開放結(jié)構(gòu)，放置事先繞好的四個線圈十分容易。
本發(fā)明圖4的異形E字形磁集成磁芯四片E字形裝配成為圖3的田字形磁 芯，用于大電流等級EMI產(chǎn)品使用。而一般小電流等級EMI產(chǎn)品而言，只要繞 線空位容納得下兩個線圈，也可直接用圖4的兩片E字型直接裝配成為日字型， 圖4所示，依靠中間氣隙6的大小來獲得所需漏磁電感，實(shí)現(xiàn)圖3差模電感Lxu、 Lx12、 Lx21、 Lx21、 Lx22，等效于圖2，實(shí)現(xiàn)圖1復(fù)雜的，但性能良好的EMI雙向 濾波性能。
本發(fā)明用簡單的E字形磁芯，在兩個口字形繞線空位中安放兩組共模線圈 (或PCB制成多層平面繞組)，靈活調(diào)節(jié)中柱氣隙，來獲得所需的漏磁電感，隱 形等效于圖1中差模電感，實(shí)現(xiàn)圖1性能優(yōu)異的EMC雙向?yàn)V波功能，同時在成 本、體積、重量、可靠性等相比較，有較優(yōu)異的性價(jià)比，具有實(shí)用意義。
1、 傳統(tǒng)E字磁芯的線圈是放置于中柱。而本發(fā)明圖4是用特殊E字磁芯，
兩組共模線圈置于兩邊柱，利用中柱氣隙，獲得所需要差模電感，用簡單結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)圖3復(fù)雜的磁集成功能。
2、 選用不同配方的磁粉獲得滿足不同產(chǎn)品需要的磁芯。
3、 設(shè)計(jì)不同尺寸的E字磁芯，滿足不同電流不同線圈的需要。
4、 設(shè)計(jì)不同間隙，獲得所需的隱形差模電感。
5、 上述基于圖4的最簡單結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)圖1復(fù)雜的多磁芯電路是磁集成技術(shù) 方法先進(jìn)性的體現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種EMI濾波器的磁集成裝置及其制備方法，其特征在于以一個一體化的磁芯代替EMI內(nèi)的多個磁芯，所述一體化的磁芯可由“田”字型磁芯中垂直的中間的磁芯條在中點(diǎn)位置的上方和下方分別留有空隙δ1和δ2而獲得，該磁芯上繞制四只線圈，分別位于外圍兩條垂直磁條的兩端，位于同一條磁條的上線圈的相近的抽頭相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的EMI濾波器的磁集成裝置及其制備方法，其特征 是所述"田"字型磁芯是先用一只制模生產(chǎn)四個相同的"E"字母形磁芯，在其 上繞制線圈后將四個"E"字形磁芯合并而成。
全文摘要
一種EMI濾波器的磁集成裝置及其制備方法，該裝置是以一個一體化的磁芯代替EMI內(nèi)的多個磁芯，所述一體化的磁芯可由“田”字型磁芯中垂直的中間的磁芯條在中點(diǎn)位置的上方和下方分別留有空隙δ1和δ2而獲得，該磁芯上繞制四只線圈，分別位于外圍兩條垂直磁條的兩端，位于同一條磁條的上線圈的相近的抽頭相連；其制備方法為用一只制模生產(chǎn)四個相同的“E”字母形磁芯，在其上繞制線圈后將四個“E”形磁芯合并而成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)簡單，成本較低，性價(jià)比高。
文檔編號H01F17/04GK101369480SQ20081007364
公開日2009年2月18日 申請日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者王希天, 申莉萌 申請人:申莉萌