开关电源、emi滤波器、共模电感器及其绕线的方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及电磁干扰抑制技术领域，具体涉及一种共模电感器、共模电感器绕线 的方法、应用该共模电感器的EMI滤波器W及开关电源。
【背景技术】
[0002] 开关电源是一种通过控制开关管导通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的电 源。目前开关电源产品正在朝着小型化、高频化的方向发展，而送也导致开关电源产品的 EMI (ElectroMagneticInte计erence电磁干扰）噪声越来越难W改善。共模电感器作为开 关电源中抑制EMI噪声的主要元件之一，其自身特性对于EMI噪声抑制具有显著影响。
[0003] 如图1中所示，为共模电感器的等效电路图。如图2中所示，为现有技术中为了提 高共模电感器的EMI噪声抑制能力而提出的一种共模电感器的结构示意图；该共模电感器 主要包括磁芯102 W及在该磁芯上对称绕制两个多层线圈绕组101 (图示中为双层线圈绕 组），而且，每个多层线圈绕组101中形成有一隔离间隙103,每一所述隔离间隙103用于将 一多层线圈绕组101从第二层线圈绕组IOlB开始分隔为两个绕线区域。即第一层线圈绕 组IOlA之中不会形成隔离间隙，而第二层线圈绕组IOlB之中会形成隔离间隙。
[0004] 然而，发明人发现，该共模电感器抑制EMI噪声能力仍有待增强，不利于开关电源 朝着小型化、高频化的方向发展。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的部分或者全部问题，本公开提供一种共模电感器，用于提供更 高的EMI噪声抑制能力；进一步的，本公开还提供了一种共模电感器绕线的方法、应用该共 模电感器的EMI滤波器W及开关电源。
[0006] 本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开 的实践而习得。
[0007] 根据本公开的第一方面，一种共模电感器，包括：
[000引一磁芯；
[0009] 两个多层线圈绕组，对称绕制在所述磁芯上；W及，
[0010] 两个隔离间隙，分别形成在每个所述多层线圈绕组中；每一所述隔离间隙用于将 一多层线圈绕组从第一层开始分隔为两个绕线区域。
[0011] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离间隙是借助于一隔离挡片形成，所述隔离 挡片位于所述两个绕线区域之间。
[0012] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离挡片的厚度依据所要形成的隔离间隙的大 小而设定。
[0013] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离挡片的宽度为0. 5mm-5mm。
[0014] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离间隙的宽度为0. 5mm-5mm。
[0015] 在本公开的一种实施方式中，所述磁芯为一闭合环形磁芯或者闭合多边形磁芯。
[0016] 根据本公开的第二方面，一种共模电感器绕线的方法，所述共模电感器包括一第 一多层线圈绕组和一第二多层线圈绕组，所述共模电感器绕线的方法包括：
[0017] 设置两个隔离挡片于一磁芯的不同位置；
[0018] 绕制所述第一多层线圈绕组于所述磁芯，所述第一多层线圈绕组被其中的一个隔 离挡片分隔为两个绕线区域；
[0019] 绕制所述第二多层线圈绕组于所述磁芯，所述第二多层线圈绕组被其中的另一个 隔离挡片分隔为两个绕线区域，其中，所述第二多层线圈绕组与所述第一多层线圈绕组对 称绕制。
[0020] 在本公开的一种实施方式中，在所述磁芯上对称绕制两个多层线圈绕组之后还包 括：
[0021] 取下所述隔离挡片。
[0022] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离挡片具备磁性或者包含铁磁性材料；所述 隔离挡片与所述磁芯之间存在磁吸引力。
[0023] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离挡片为非磁性材料，所述隔离挡片卡合或 粘合至所述磁芯。
[0024] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离挡片呈"U"形或呈"L"形。
[0025] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离挡片为一体式结构或者由若干个薄片结构 堆叠组成。
[0026] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离挡片的厚度依据所要形成的隔离间隙的大 小而设定。
[0027] 在本公开的一种实施方式中，所述隔离间隙的宽度为0. 5mm-5mm。
[002引根据本公开的第H方面，一种EMI滤波器，电阻串/并联、电感器和电容组合成的 抗电磁干扰滤波电路；所述电感器包括本公开第一方面的共模电感器。
[0029] 根据本公开的第四方面，一种开关电源，包括本公开第一方面的共模电感器。
[0030] 本公开的实施例所提供的共模电感器，主要通过在每个多层线圈绕组中形成一隔 离间隙，进而利用每一所述隔离间隙将一多层线圈绕组从第一层开始分隔为两个绕线区 域。经过发明人的实践验证表明，相比于现有技术中隔离间隙将多层线圈绕组从第二层线 圈绕组开始分隔为两个绕线区域的技术方案，本公开可W在很大程度上提高共模电感器的 EMI噪声抑制能力，从而为开关电源朝着小型化、高频化的方向发展提供了技术支持。
【附图说明】
[0031] 通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得 更加明显。
[0032] 图1是共模电感器的等效电路图；
[0033] 图2是现有技术中一种共模电感器的结构示意图；
[0034] 图3是本公开示例实施方式中一种共模电感器的结构示意图；
[0035] 图4是本公开示例实施方式中一种共模电感器绕线的方法的流程示意图；
[0036] 图5是本公开示例实施方式中一种隔离挡片的结构示意图；
[0037] 图6是图5中隔离挡片与磁芯结合后的结构示意图；
[0038] 图7是图6中磁芯在绕线后的结构示意图；
[0039] 图8是利用本公开中共模电感器绕线的方法制备的一种共模电感器的结构示意 图。
[0040] 附图标记说明：
[0041] 101;多层线圈绕组
[0042] IOlA ;第一层线圈绕组
[0043] IOlB ;第二层线圈绕组
[0044] IOlX ;第一多层线圈绕组
[0045] IOlY ;第二多层线圈绕组
[0046] 1011 ;第一绕线区域
[0047] 1012 ;第二绕线区域
[004引 102 ;磁芯
[004引 103;隔离间隙
[0050] 104;隔离挡片
[0051] W ;隔离挡片开口宽度 [005引H ;隔离挡片厚度
[0053] D ;隔离间隙宽度
[0054] S101-S103;步骤
【具体实施方式】
[00巧]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够W多种形 式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供送些实施方式使得本公开将 全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清 晰，夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它 们的详细描述。
[0056] 此外，所描述的特征、结构或特性可W W任何合适的方式结合在一个或更多实施 例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而， 本领域技术人员将意识到，可W实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更 多，或者可W采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、 材料或者操作W避免模糊本公开的各方面。
[0057] 现有技术中的开关电源产品正在朝着小型化的方向发展，送也导致了共模电感器 中磁芯的直径不能太大。如图2中所示，由于受到磁芯102直径的限制，如果想要在磁芯 102上W相同的层数，绕制更多面数的线圈，则必须增加每一层的线圈面数。在形成隔离间 隙103时，一方面，其他层的线圈面数对于第一层线圈绕组IOlA的线圈面数有很大的依赖 作用，为了绕制更多面数的线圈，需要尽可能增加第一层线圈绕组IOlA的线圈面数，而不 会在第一层线圈绕组IOlA中形成隔离间隙；另一方面，考虑到即使在第一层线圈绕组IOlA 中形成隔离间隙103,由于跨线造成的形变，在绕线过程中，其大小难W控制，可能造成产品 特性不稳定。
[005引本示例实施方式中，通过克服上述技术偏见，提供了一种共模电感器。如图3中所 示，该共模电感器主要包括；一磁芯102,两个多层线圈绕组101 (第一多层线圈绕组IOlX 和第二多层线圈绕组101Y)，对称绕制在所述磁芯102上；W及，两个隔离间隙103,分别形 成在每个所述多层线圈绕组101中；每一所述隔离间隙103用于将一多层线圈绕组101从 第一层线圈绕组IOlA开始分隔为两个绕线区域。经过发明人的实践验证表明，相比于现有 技术中隔离间隙将多层线圈绕组101从第二层线圈绕组IOlB开始分隔为两个绕线区域的 技术方案，本公开可W在很大程度上提高共模电感器的EMI噪声抑制能力。其部分验证数 据具体如下：
[005引设计立组（A组、B组W及C组）不同的绕线方式，要求每组中使用的磁芯的阻抗 无显著差异，每组样本数为IOpcs (编号1-10)。选择熟练绕线员工一人，按表1中规格绕制 3组样本。
[0062] 测试3组样本在输入信号频率为500KHZ时的阻抗，得到表2中数据。
[0063]表2
[0064]
[0065]
[0066] 测试3组样本在输入信号频率为SOOKHz时的阻抗，得到表3中数据。
[0067] 表 3
[0068]
[0069] 可W明显看出，相比于现有技术中隔离间隙将多层线圈绕组101从第二层线圈绕 组IOlB开始分隔为两个绕线区域的技术方案（即B组样本），本公开（即C组样本）可W 在很大程度上提高共模电感器的EMI噪声抑制能力。
[0070] 需要指出的是，虽然本示例实施方式中是W多层线圈绕组101为双层线圈绕组、 隔离间隙宽度