專利名稱：一種差模和共模集成濾波器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種濾波器，尤其涉及一種差模和共模集成濾波器。
在開關電源中，由于電路工作在開關狀態，不可避免地會產生電磁干擾信號，這些干擾信號分為輻射和傳導兩種情況。在傳導干擾信號中，又分差模和共模干擾信號。這些信號不僅影響自身電路的正常工作，還會通過輻射或傳導方式影響其他電器的工作。因而必須采取措施抑制這些干擾信號。


圖1示出了干擾信號的種類與傳導途徑。如圖1所示，傳統的差模和共模濾波器一般由兩個部分組成，其中一部分稱共模濾波器，由電感器L101和L102組成，另一部分稱為差模濾波器，由L103和L104組成。圖1A示出了共模干擾信號的傳導途徑，此信號產生于線與地之間，因相位和幅值為相同，所以稱為共模干擾信號。圖1B示出了差模干擾信號的傳導途徑，此信號產生于線與線之間，稱為差模干擾信號。通常采用大電感值濾波器L101和L102來抑制共模干擾信號，圖中的電感器L101和L102就是繞在同一磁心上的共模電感。電感器L103和L104是分別串在電路當中用來抑制差模信號的電感。
圖1所示的傳統的濾波器是將共模濾波器和差模濾波器分立實現的。目前，在該技術領域中，發展出了一種將差共模濾波電感集成在同一磁心的新技術。圖2為MOTOROLA公司開發的集成濾波器的結構圖。其磁心包括一個E型磁心201和I型磁心202，兩線圈203和204繞在I型磁心202上。圖中箭頭所指的磁通ΦDM和ΦCM分別為差模信號磁通和共模信號磁通。這種結構的好處是線圈骨架可以用一個，兩個繞組可同時繞在其上。調節E型磁心201三個磁柱上的氣隙便可調整差模和共模電感值。但這種有氣隙的磁心結構會使共模電感值受到影響，因為共模信號磁通路徑上的氣隙實際上不可能完全為零。另外，由于差模磁通ΦDM與共模磁通ΦCM的路徑在磁心的整個外圍部分重合，這也會直接影響共模電感值，因為差模磁通會使得磁心的有效磁導率下降。
圖3為Magnetek公司申請的美國專利(US5731666)所揭示的差共模集成方案。該差共模集成方案共有兩種實現形式。圖3A所示的實現形式與圖2所示的MOTOROLA公司的集成濾波器的結構類似，只是其用一個U型磁心31和一個I型磁心50來代替了E型磁心，其中的I型磁心采用低磁導率材料。圖3B示出了另一種實現形式。它是環形磁心310與I型磁心320結合而構成集成電感。在這兩種形式中，I型磁心都必須放在環形磁心或者U型磁心的內部，這會給制造和裝配帶來困難，而且在環形磁心上繞線比較麻煩，生產效率必然會降低。
圖4所示的是Powercube公司開發的差共模集成方案(其專利號為US05319343)。圖4A、B中，繞組64和68和繞組66和70所形成的電感實際上是差模電感(76和78)和共模電感(72和74)的合成，如圖4B所示。繞組62單獨形成差模電感。該磁心結構和繞組布置的好處是中心柱上的繞組和繞在磁心上下部分的繞組彼此不影響，相互獨立，而且中心柱上的磁通只跟繞組62有關。但這種方案在具體實施上還是很麻煩的。
因此，本發明的目的在于提供一種實施較為方便的差模和共模集成濾波器。
根據本發明的上述目的，本發明提供一種差模和共模集成濾波器，包括磁心、兩線圈和用于繞制線圈的骨架，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，兩所述線圈繞制在所述骨架上，并且，所述I型磁心橫置于所述口型磁心的窗口上，且位于兩所述線圈之間。
根據本發明的上述目的，本發明還提供一種差模和共模集成濾波器，包括磁心、兩線圈和用于繞制線圈的骨架，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，兩所述線圈繞制在所述骨架上，并且，所述I型磁心臥置于所述日型磁心的窗口上，與所述日型磁心的中柱垂直，且位于兩所述線圈之間。
如上所述，由于本發明采用了上述的結構，使得本發明這種結構的濾波器在實施時也較為容易。
下面結合附圖詳細描述本發明的實施例。圖中圖1是用于圖示干擾信號的種類和傳導途徑的示意圖；圖2是已有技術中一種集成濾波器的結構示意圖；圖3是已有技術中另一種集成濾波器的結構示意圖；圖4是已有技術中再一種集成濾波器的結構示意圖，其中，圖4B是圖4A的結構示意圖的等效電路圖；圖5示出了本發明的一種差模和共模集成濾波器的一個實施例的結構示意圖；圖6是沿圖5所示的A-A線的剖面放大圖；圖6示出了本發明的一種差模和共模集成濾波器的再一個實施例的結構示意圖。
如圖5所示的實施例，本發明的差模和共模集成濾波器包括一個口型磁心401和一個I型磁心402。繞制繞圈403和404的骨架405扣在口型磁心401的框柱上，I型磁心402橫置于口型磁心401的窗口上，且使之位于兩線圈403和404之間。這種結構的集成濾波器的制造方法可以如下先準備一個口型磁心401和一個I型磁心402，然后，線圈骨架405扣在口型磁心401的框柱上，再將兩個繞組線圈403和404繞制在該骨架405上，最后再將I型磁心402橫置于口型磁心401的窗口上。從而形成如圖5所示的集成濾波器。
在本實施例中，I型磁心402可以采用低磁導率、較高飽和磁密的材料制成，以適合差模信號的磁通，口型磁心401可以采用高磁導率材料制成，以更為有效地抑制共模信號。
圖6是沿圖4的A-A線的剖面放大圖。從圖6中可以看出，在I型磁心402與口型磁心401的接合處，可以設置非導磁墊片406，形成一定氣隙，以調整差模電感值。當然也可以采用空氣隔離的方式。
圖7示出了本發明的差模和共模集成濾波器的另一個實施例的結構示意圖。圖7所示的實施例與圖5所示的實施例差異在于，用日型磁心601代替了圖5實施例中的口型磁心401。把I型磁心602臥置于日型磁心601的窗口上，使之與日型磁心601的中柱垂直，且位于兩線圈603和604之間。
圖7所示的實施例的其它組成和結構基本上與圖5所示的實施例相同，例如，在I型磁心602與日型磁心601的接合處，可以設置墊片，也可以采用空氣隔離的方式。
上面詳細描述了本發明的具體實施例。但應當理解，本發明的實施方式并不僅限于這些實施例，這些實施例的描述僅用于幫助理解本發明的精神。在本發明所揭示的精神下，對本發明所作的各種變化例，都應包含在本發明的范圍內。本發明的專利保護范圍應當由所附的權利要求書來限定。
權利要求
1.一種差模和共模集成濾波器，包括磁心、兩線圈和用于繞制線圈的骨架，其特征在于，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，兩所述線圈繞制在所述骨架上，并且，所述I型磁心橫置于所述口型磁心的窗口上，且位于兩所述線圈之間。
2.如權利要求1所述的差模和共模集成濾波器，其特征在于，在所述I型磁心與所述口型磁心或日型磁心之間設置有非導磁墊片。
3.如權利要求1或2所述的差模和共模集成濾波器，其特征在于，所述I型磁心由低磁導率、較高飽和磁密的磁性材料制成，所述口型磁心由高磁導率磁性材料制成。
4.一種差模和共模集成濾波器，包括磁心、兩線圈和用于繞制線圈的骨架，其特征在于，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，兩所述線圈繞制在所述骨架，并且，所述I型磁心臥置于所述日型磁心的窗口上，與所述日型磁心的中柱垂直，且位于兩所述線圈之間。
5.如權利要求4所述的差模和共模集成濾波器，其特征在于，在所述I型磁心與所述日型磁心或日型磁心之間設置有非導磁墊片。
6.如權利要求4或5所述的差模和共模集成濾波器，其特征在于，所述I型磁心由低磁導率、較高飽和磁密的材料制成，所述日型磁心由高磁導率材料制成。
全文摘要
本發明涉及一種差模和共模集成濾波器。傳統的集成濾波器存在著實施較為復雜等不足。本發明提供的差模和共模集成濾波器，包括磁心、兩線圈和用于繞制線圈的骨架，磁心包括口型磁心和I型磁心，骨架扣在口型磁心的框柱上，兩線圈繞制在骨架，并且，I型磁心橫置于口型磁心的窗口上，且位于兩線圈之間。本發明還提供了日型磁心與I型磁心組合的結構。
文檔編號H01F38/10GK1391334SQ0112111
公開日2003年1月15日 申請日期2001年6月8日 優先權日2001年6月8日
發明者胡躍全, 馮江濤, 陳為 申請人:臺達電子工業股份有限公司