[发明专利]集成磁部件

说明书

集成磁部件。集成磁部件包括共模电感和差模电感。共模电感由围绕绕组窗口的共模磁芯和缠绕在该共模磁芯周围并通过绕组窗口的至少两个绕组形成。差模电感由至少两个绕组和差模磁芯形成，差模磁芯与共模磁芯间隔一间隙。差模磁芯包括与所述至少两个绕组中的每一个相邻的至少一个表面。此外，用于使电磁干扰衰减的滤波器包括根据本发明的集成磁部件。更进一步，根据本发明的集成磁部件用于优选地在车辆、数据中心或电信单元中使电磁干扰衰减。根据本发明的用于制造集成磁部件的方法包括两个步骤。一个步骤包括提供共模电感。另一个步骤包括提供差模磁芯并将其与共模磁芯间隔一间隙，使得差模磁芯的至少一个表面与所述至少两个绕组中的每一个相邻。

技术领域

本发明涉及包括共模电感和差模电感的集成磁部件。共模电感由围绕绕组窗口的共模磁芯和缠绕在该共模磁芯周围并通过绕组窗口的至少两个绕组形成。差模电感由所述至少两个绕组和差模磁芯形成，所述差模磁芯与所述共模磁芯间隔一间隙。本发明进一步涉及用于使电磁干扰衰减的滤波器，其包括根据本发明的集成磁部件。更进一步地，本发明涉及根据本发明的集成磁部件的使用。此外，本发明涉及用于制造根据本发明的集成磁部件的方法。

背景技术

用以使电磁干扰（EMI）衰减的滤波器电路通常包括共模扼流圈和差模扼流圈。

共模扼流圈通常由高度可透磁芯（如例如铁氧体磁芯）制成，并且共模扼流圈的电感（其也被称为共模电感）可以高达近似1-50 mH。负载电流流动通过缠绕在磁芯上的线圈。线圈也称为绕组，并且每个线圈或绕组可以包括一匝或多匝导线。线圈被布置成使得磁芯内部的磁通量抵消。因此，磁芯饱和将不发生。为了实现高共模电感，两个线圈耦合得尽可能好。优选地，使用ET型和UT型的环形磁芯或单件磁芯。然而，环形磁芯具有高生产成本的缺点。

差模扼流圈通常分成若干个扼流圈，其中每个扼流圈布置在负载电流的一个路径中。这些扼流圈未被磁性地耦合，并且因此可能饱和。差模扼流圈具有差模电感。

为了节省空间和成本，已经提出了通过使用共模扼流圈的漏电感作为差模扼流圈并且省略传统的差模扼流圈来将共模扼流圈和差模扼流圈组合成一个单个滤波器扼流圈。然而，共模扼流圈的漏电感通常与其共模电感相比非常小，典型地是其共模电感的1/1000-1/100那么小，共模扼流圈的漏电感不足以充当差分扼流圈。因此，已经提出了若干个方式来增加共模扼流圈的漏电感。

一般而言，共模扼流圈的漏电感主要通过线圈设计和磁芯的几何形状而被控制。增加线圈与磁芯和/或与彼此的距离具有增加扼流圈尺寸的缺点。减小线圈之间的耦合也导致增加的漏电感。然而，这减小共模电感。

增加共模扼流圈的漏电感的另一个方式是在共模扼流圈的磁芯内提供磁捷径（shortcut），也就是说在共模磁芯内提供磁捷径。然而，这样的磁捷径对饱和敏感，在任何情况下必须避免饱和。因此，气隙通常布置在共模扼流圈的磁捷径与磁芯之间。然而，气隙可能减小共模扼流圈的线圈之间的电绝缘，在任何情况下也必须避免电绝缘。因此，由诸如塑料之类的绝缘材料制成的分离器传统上用于共模扼流圈的如下位置处：在该位置中已经提出了磁捷径。气隙也被称为“间隙”。因为间隙是指磁芯的磁属性，也就是说高度可透材料的间隙，所以间隙是由空气还是由另一个低可透材料（比如典型的绝缘材料或导线，如例如绕组的铜导线）填充没有差别。

在下文中，关于线圈的电绝缘以及使用共模扼流圈的漏电感充当组合的共模和差模扼流圈，来讨论若干个现有技术示例。

US 6,987,431（台达（Delta））公开了一种电磁干扰滤波器，该电磁干扰滤波器包括：电感线圈，该电感线圈具有从其延伸的四个导线；陶瓷电容板；金属薄膜电容以及接地导线。然而，线圈不适合于使共模干扰和差模干扰两者衰减。