[发明专利]一种差模和共模集成滤波器

说明书

本发明涉及一种滤波器，尤其涉及一种差模和共模集成滤波器。

在开关电源中，由于电路工作在开关状态，不可避免地会产生电磁干扰信号，这些干扰信号分为辐射和传导两种情况。在传导干扰信号中，又分差模和共模干扰信号。这些信号不仅影响自身电路的正常工作，还会通过辐射或传导方式影响其他电器的工作。因而必须采取措施抑制这些干扰信号。

图1示出了干扰信号的种类与传导途径。如图1所示，传统的差模和共模滤波器一般由两个部分组成，其中一部分称共模滤波器，由电感器L101和L102组成，另一部分称为差模滤波器，由L103和L104组成。图1A示出了共模干扰信号的传导途径，此信号产生于线与地之间，因相位和幅值为相同，所以称为共模干扰信号。图1B示出了差模干扰信号的传导途径，此信号产生于线与线之间，称为差模干扰信号。通常采用大电感值滤波器L101和L102来抑制共模干扰信号，图中的电感器L101和L102就是绕在同一磁心上的共模电感。电感器L103和L104是分别串在电路当中用来抑制差模信号的电感。

图1所示的传统的滤波器是将共模滤波器和差模滤波器分立实现的。目前，在该技术领域中，发展出了一种将差共模滤波电感集成在同一磁心的新技术。图2为MOTOROLA公司开发的集成滤波器的结构图。其磁心包括一个E型磁心201和I型磁心202，两线圈203和204绕在I型磁心202上。图中箭头所指的磁通Φ_DM和Φ_CM分别为差模信号磁通和共模信号磁通。这种结构的好处是线圈骨架可以用一个，两个绕组可同时绕在其上。调节E型磁心201三个磁柱上的气隙便可调整差模和共模电感值。但这种有气隙的磁心结构会使共模电感值受到影响，因为共模信号磁通路径上的气隙实际上不可能完全为零。另外，由于差模磁通Φ_DM与共模磁通Φ_CM的路径在磁心的整个外围部分重合，这也会直接影响共模电感值，因为差模磁通会使得磁心的有效磁导率下降。

图3为Magnetek公司申请的美国专利(US5731666)所揭示的差共模集成方案。该差共模集成方案共有两种实现形式。图3A所示的实现形式与图2所示的MOTOROLA公司的集成滤波器的结构类似，只是其用一个U型磁心31和一个I型磁心50来代替了E型磁心，其中的I型磁心采用低磁导率材料。图3B示出了另一种实现形式。它是环形磁心310与I型磁心320结合而构成集成电感。在这两种形式中，I型磁心都必须放在环形磁心或者U型磁心的内部，这会给制造和装配带来困难，而且在环形磁心上绕线比较麻烦，生产效率必然会降低。

图4所示的是Powercube公司开发的差共模集成方案(其专利号为US05319343)。图4A、B中，绕组64和68和绕组66和70所形成的电感实际上是差模电感(76和78)和共模电感(72和74)的合成，如图4B所示。绕组62单独形成差模电感。该磁心结构和绕组布置的好处是中心柱上的绕组和绕在磁心上下部分的绕组彼此不影响，相互独立，而且中心柱上的磁通只跟绕组62有关。但这种方案在具体实施上还是很麻烦的。

因此，本发明的目的在于提供一种实施较为方便的差模和共模集成滤波器。

根据本发明的上述目的，本发明提供一种差模和共模集成滤波器，包括磁心、两线圈和用于绕制线圈的骨架，所述磁心包括口型磁心和I型磁心，所述骨架扣在所述口型磁心的框柱上，两所述线圈绕制在所述骨架上，并且，所述I型磁心横置于所述口型磁心的窗口上，且位于两所述线圈之间。

根据本发明的上述目的，本发明还提供一种差模和共模集成滤波器，包括磁心、两线圈和用于绕制线圈的骨架，所述磁心包括日型磁心和I型磁心，所述骨架扣在所述日型磁心的中柱上，两所述线圈绕制在所述骨架上，并且，所述I型磁心卧置于所述日型磁心的窗口上，与所述日型磁心的中柱垂直，且位于两所述线圈之间。

如上所述，由于本发明采用了上述的结构，使得本发明这种结构的滤波器在实施时也较为容易。

下面结合附图详细描述本发明的实施例。图中：

图1是用于图示干扰信号的种类和传导途径的示意图；

图2是已有技术中一种集成滤波器的结构示意图；

图3是已有技术中另一种集成滤波器的结构示意图；

图4是已有技术中再一种集成滤波器的结构示意图，其中，图4B是图4A的结构示意图的等效电路图；

图5示出了本发明的一种差模和共模集成滤波器的一个实施例的结构示意图；

图6是沿图5所示的A-A线的剖面放大图；