[实用新型]一种集成共模电感的模块电源

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种集成共模电感的模块电源，特别是一种DC-DC高功率密度模块电源。

背景技术

随着半导体器件及超大规模集成电路的快速发展，对大电流、低电压，开关电源的需求也随之大幅增加，因此提高开关频率、减小电源小体积、提高电源模块功率密度，成为DC-DC模块电源工程师的首要问题。而在提高了模块电源开关频率和减小模块电源体积的同时，开关切割电感电流产生的噪音也相应增加。

通常噪音分成两类，电源正负两端产生的噪音为差模噪音，在正负线和大地之间的噪音为共模噪音，差模噪音可以通过差模滤波器进行衰减，而共模噪音则需要共模滤波器进行衰减。

图1示出了一个DC-DC模块电源EMC前端滤波器的电路原理图，1为共模滤波电路、2为差模滤波电路。所述的共模滤波电路中的L1为共模电感。

在传统的共模电感的技术方法是如图2-1、图2-2所示的共模电感，采用一个环型高μ值磁芯上，用两根绝缘漆包线同相位缠绕在磁环上。但是在高功率或高功率密度的模块电源应用中，因为模块电源输入或输出上的电流非常大，达到几安甚至几十安的级别，这就造成了设计上出现以下困扰。

1、绝缘漆包线为满足大电流，需要选择很粗线径，而这种粗线径将导致在共模电感加工时，必须人工绕制，而且绕制非常困难，甚至无法绕制。

2、即使可以绕制的情况下，共模电感的体积也将变得非常庞大，最终会造成整个供电应用系统的体积庞大。

3、这种采用绕制做成的共模电感是一种插件的器件，无法应用在自动化程度较高的SMT工艺中。

模块电源工艺的发展

随着通信、工控技术的发展，分布式供电系统被推广应用，产生了很多的DC-DC模块电源的需求，而模块电源的封装技术也从以前的插件封装到SMT、从陶瓷基板到铝基板工艺、再到现在的多层PCB基板工艺。而现在多层PCB基板工艺是高功率密度模块电源的主流。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集成共模电感的模块电源，本实用新型能克服现有技术中的缺点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种集成共模电感的模块电源，包括一组分立磁芯、一块PCB，PCB上有一组共模绕组及开槽孔，开槽孔的形状与分立磁芯相同，分立磁芯的中柱和边柱分别从PCB的顶面和底面插入到所述的开槽孔内。

所述一组分立磁芯包括两个大小、形状完全一样的磁芯。

所述的分立磁芯的规格形状可以是EE型磁芯、PQ型磁芯、RM型磁芯或ER型磁芯。

所述的一组磁芯为高磁导率磁芯。

所述的一组磁芯中柱不需要开气隙。

所述的共模绕组为一组铜箔走线线圈。

所述的一组铜箔走线线圈为两个走线方向相同和圈数相同线圈。

所述一组磁芯的边柱和中柱通过磁芯胶进行连接。

本实用新型在传统的应用共模滤波技术的基础上，将共模电感从高功率密度DC-DC模块电源的外部集成到模块电源内部，充分利用高功率密度模块电源采用的多层板技术，将多层PCB板的铜箔设计成共模电感的绕线线圈，将传统的共模电感的磁环结构的磁芯改成一般EE、ER、PQ、RM为代表的两个分立磁芯。

本实用新型具有以下优势：

1、体积小。

2、组装方便。

传统的共模电感需要绕制粗大线径的漆包线，由于粗大线径的漆包线由于硬度高，不易弯曲，绕制过程中需要很大的力，而通常的所采用的铁氧体磁芯的为易碎的材料，绕制过程的难度非常大。绕组成的电感还要经过插件、波峰焊接等工序才能安装在滤波板的PCB上。

而本实用新型里所述的共模绕组直接集成在模块电源的PCB里，加工过程中只要将磁芯直接插入到PCB里，用磁芯胶粘合后就可以了。

1、集成在模块电源内部，可以提高功率密度模块电源的EMI控制能力。为终端应用EMC设计提高了便携性。

2、集成了差模电感的功能

传统的共模电感由于磁芯是圆环型规格，磁路是闭合的，漏感小。而本实用新型的共模电感是采用两个分立的磁芯组合而成的，磁路间有非常小的气隙，漏感相对会大。而共模电感的漏感由于是不相互耦合的，所以就等效形成了差模电感。所以本实用新型的共模电感技术其实是一个共模电感和差模电感组合的电感，其同时对共模噪音和差模噪音都有衰减能力。

附图说明

图1为现有技术的电路图；

图2-1为现有技术共模电感的外形图；

图2-2为现有技术共模电感的外形图；

图3为本实用新型的外形图；