隨著電力電子裝置朝著高頻化發(fā)展，電力電子裝置中的開關(guān)管和非線性無源元件都會(huì)造成電磁干擾[1]。在差模噪聲為主的開關(guān)電源中，傳統(tǒng)的共模扼流圈一般以其漏感作為差模電感，感值往往只有共模電感感量的0.1%~2%[2]，無法滿足差模噪聲的抑制要求。通常做法是外加單獨(dú)的差模電感來加強(qiáng)對(duì)差模噪聲的抑制效果，但也增加了EMI濾波器的體積和重量，限制了EMI濾波器小型化的發(fā)展。文獻(xiàn)[3]針對(duì)傳統(tǒng)共模扼流圈漏感較小的問題提出采用大環(huán)套小環(huán)的磁芯結(jié)構(gòu)，此方法可以在不需要通過增大共模扼流圈體積顯著提升差模電感感量，進(jìn)一步提升對(duì)差模噪聲的抑制效果。但共模扼流圈內(nèi)部窗口體積有限，限制了差模電感的設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[4]在文獻(xiàn)[3]的基礎(chǔ)上進(jìn)一步做出了改進(jìn)，提出在環(huán)形共模扼流圈磁芯內(nèi)放至一個(gè)低磁導(dǎo)率且抗飽和能力強(qiáng)的螺旋形磁芯，實(shí)現(xiàn)共模電感和差模電感的解耦。
近些年來一些學(xué)者提出了使用PCB繞組和平面磁芯來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分立磁元件， 可顯著降低EMI濾波器的高度[5]，在電感感量大以及大功率場合中，會(huì)增大平面電感的尺寸。還有學(xué)者提出采用柔性多層金屬箔代替銅導(dǎo)線的EMI濾波器集成方案，但這種方案對(duì)于工藝要求較高，適用范圍有限[6]。
基于此，本文提出一種差模濾波電感的磁集成結(jié)構(gòu)，建立了差模插入損耗的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上理論分析磁集成差模電感的耦合系數(shù)對(duì)濾波器差模噪聲抑制能力的影響，確定了解差模耦集成的設(shè)計(jì)方案。在保證對(duì)差模噪聲抑制效果不變的前提下，磁集成方案較原始方案有效減小了濾波器的體積。
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