基于柔性多層繞組的集成EMI濾波器

這里εr為介質(zhì)的相對(duì)介電常熟，l為繞組的總長(zhǎng)度，w為導(dǎo)體寬度，d為介質(zhì)的厚度。

介質(zhì)的厚度必須要滿足其擊穿電壓大于最大電源電壓的限制條件。

繞組總長(zhǎng)度計(jì)算公式為：

這里a和b為磁心柱截面的邊長(zhǎng)，d為繞組厚度，n為繞組的匝數(shù)。

柔性繞組的厚度d和寬度w要滿足如下的限制條件：

d wcore/2n (6)

這里wcore 是磁心窗口寬度；

w hcore (7)

這里 hcore 是磁心窗口高度。

4、磁心材料非線性的影響

根據(jù)如圖10所示的一種鐵氧體磁心材料的復(fù)磁導(dǎo)率曲線，磁導(dǎo)率的實(shí)部表示電感元件的阻性部分也就是損耗，虛部代表感性部分?？梢钥吹诫S著頻率的增加，磁導(dǎo)率的實(shí)部和虛部并不是一根直線，存在著與頻率有關(guān)的非線性。

鐵氧體磁心材料的復(fù)磁導(dǎo)率計(jì)算公式如下：

L₀表示當(dāng)相對(duì)磁導(dǎo)率為1時(shí)的電感值：

圖11. 共模電感理論與測(cè)試阻抗曲線

由于EMI濾波器的有效工作頻率為150kHz～30MHz，必須考慮磁心材料的非線性特性。否則對(duì)于集成EMI濾波器的模型分析在高頻時(shí)將與實(shí)際情況差別較大，也就失去了分析的意義。圖11中給出了CM電感的計(jì)算與測(cè)試阻抗曲線，其中分別給出了考慮磁心非線性和不考慮磁心非線性的阻抗曲線?？梢钥吹剑紤]磁心非線性的模型在高頻段與測(cè)試曲線吻合的更好。

5、實(shí)驗(yàn)

根據(jù)前面提出的集成結(jié)構(gòu)與方法，設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)集成EMI濾波器的樣機(jī)，圖12中給出了它的照片。磁心選用的為東磁的UF33，材料為R10K，初始磁導(dǎo)率為10000。在磁心的兩個(gè)邊柱上分別繞制了一個(gè)柔性多層帶材繞組，匝數(shù)為19匝。此繞組由4層帶材結(jié)構(gòu)組成：