EMI滤波器平面磁集成的研究.pdf

《EMI滤波器平面磁集成的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·18·煤矿机电2010年第1期EMI滤波器平面磁集成的研究许平静，杨玉岗(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105)摘要：在差、共模电感集成EMI滤波器的基础上，分析了差、共模电感集成的原理，实现了差、共模电感的平面磁集成，进行了电磁场有限元分析验证，并通过Matlab仿真软件对滤波电路进行了仿真。结果表明平面磁集成的EMI滤波器不仅体积小、高度低，而且有较好的滤波效果。关键词：滤波器；差模；共模；平面磁集成中图分类号：TN713．+7文献标识码：A文章编号：1001—0874(2010)01—0018—03PlannerIntegratedMag

2、neticResearchonEMIFilterXUP讯g_j讯g，YANGYu-gang(SchoolofElectricandControlEn#neering，LiaoningTechnicalUniversity，Huludao125105，China)Abstract：BasedondifferentmodeandcommonmodeinductanceintegratedEMIfilters，analyzestheprincipleofdifferentmodeandconnnonmodeinductanceintegrationtoachieveplan

3、armagneticintegrationofdifferentmodeandcommonmode，carriesoutfiniteelementanalysisandtesting，andsimulatesfiltercircuitbyMatlabsimulationsoftware．TheresultshowsthattheplanarmagneticintegratedEMIfilterhasnotonlyasmallsize，lowprofile，butalsoabettereffectoffiltering．Keywords：filter；different

4、mode；commonmode；plannermagneticintegration开关电源换流过程中引发的电磁干扰问题，严重污染了周围电磁环境和电源系统。目前，EMI滤波器是抑制电磁干扰的经济和有效手段之一，为了适应其向频率高、体积小、重量轻的方向发展，EMI滤波器采用平面磁集成技术，可以将滤波器中的差、共模电感从结构上给以集成，进而减少磁性元件的数量、减小体积、提高功率密度。1问题的提出图1是利用三个磁环和两个绕组提出的一种差、共模集成EMI滤波器，其大环采用高磁导率铁氧体材料构成共模电感，小环采低磁导率铁粉芯材料构成差模电感。该滤波器既可以滤除共模噪声，又可以滤

5、除差模噪声，但该结构需要两种磁芯材料，且体积较大，不易于平面化。图2为改进的差、共模集成的EMI滤波器结构，磁芯材料为铁氧体，中间闭合磁路磁导率较高，用来抑制共模噪声，两侧带有气隙的磁路磁导率较低，相当于铁粉芯，用来抑制差模噪声，改变两侧柱图1差、共模集成EMI滤波器圈2改进的EMI滤波器结构磁芯的长短可调整气隙的大小进而改变差、共模电感量。该集成的EMI滤波器的磁芯用平面化的高磁导率的“四”型磁芯代替传统磁芯，平面磁件的绕组导体做成宽片状的印刷电路板或铜箔，可以实现集成EMI滤波器的平面化，进而可以减小器件的体2010年第1期煤矿机电·19·积。但是，此集成结构的磁

6、芯需开模制作，这就增加了产品的成本，不能满足市场的需要。2差共模电感集成的EMI滤波器(1)主要结构基于以上两种结构的缺点，提出了差、共模电感集成的EMI滤波器，见图3。其磁芯采用高磁导率的平面EI型磁芯，平面磁件的绕组导体采用平面铜箔，绕组导体绕在EI型磁芯的两个侧柱上，两侧闭合磁路磁导率较高，用来抑制共模噪声，中间带气隙磁路，磁导率很低，用来抑制差模噪声。改变两中柱磁芯的长短可调整气隙大小，便可改变差模电感量。图3差、共模电感平面集成结构(2)基本原理1)共模噪声的消除集成电感L。和￡：利用两个侧柱实现耦合构成共模电感，消除共模噪声。当电感L。和岛流过共模电流i。

7、。时，在EE磁芯侧柱分别产生差模磁通咖。，两个侧柱产生的垂。大小相等方向相同，两者相互耦合，耦合度大小取决于气隙g。的大小。此时，电感厶和如实现的是非解耦合集成。图4为消除共模噪声情况下电磁场有限元分析验证仿真磁通分布图，仿真结果表明，磁通主要分布在共模磁路内。图4共模噪声时磁通分布2)差模噪声的消除集成电感￡。和如分别利用中柱和侧柱构成差模电感，消除差模噪声。当电感厶和厶流过差模电流‰时，在EE磁芯侧柱分别产生差模磁通中拥，两侧柱产生的咖如大小相等方向相反，两者不能通过各自绕组相互耦合，只能借助磁芯中柱形成闭合磁路，差模电感量的大小依靠磁芯中柱气隙