專利名稱：柔性電路板實現(xiàn)的emi濾波器中共模電感與差模電容集成結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無源元件集成結(jié)構(gòu)，具體涉及柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器 中共模電感與差模電容元件集成結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景目前，電力電子設(shè)備發(fā)展趨勢是模塊化和小型化，這就要求盡可能減小電 力電子設(shè)備中每個元器件的體積。作為電力電子設(shè)備中的必要組成部分之一， 傳統(tǒng)的電磁干擾(EMI)濾波器存在著分立元件數(shù)量多，空間利用率低，體積大 的問題，成為電力電子設(shè)備進一步小型化過程中的瓶頸之一。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差模 電容集成結(jié)構(gòu)，以減小濾波器的體積。本發(fā)明的柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差模電容集成結(jié)構(gòu)，包括由第一磁芯和第二磁芯形成的閉合磁路，在閉合磁路的磁芯柱上繞有 筒狀多層并聯(lián)柔性電路板，所說的筒狀多層并聯(lián)柔性電路板由位于兩個絕緣層 之間的2N個銅箔層和2N-1個絕緣介質(zhì)層相互交錯疊置形成的板材繞制構(gòu)成， N為正整數(shù)，且所有奇數(shù)層銅箔的首端短接、末端短接，所有偶數(shù)層銅箔的首 端短接、末端短接。本發(fā)明中，所說的閉合磁路可以是三磁芯柱閉合磁路，也可以是二磁芯柱 閉合磁路，三磁芯柱閉合磁路由均呈"E"形的兩個磁芯構(gòu)成；或者由一個呈"E" 形的磁芯和另一個呈"I"形的磁芯構(gòu)成。二磁芯柱閉合磁路由均呈"U"形的 兩個磁芯構(gòu)成；或者由一個呈"U"形的磁芯和另一個呈"I"形的磁芯構(gòu)成。本發(fā)明中，所說的絕緣介質(zhì)層是柔性的電容介質(zhì)材料，如采用有機薄膜電 容介質(zhì)材料。本發(fā)明的共模電感與差模電容無源元件集成結(jié)構(gòu)中，筒狀多層并聯(lián)柔性電 路板的所有奇數(shù)層銅箔和所有偶數(shù)層銅箔通過置于其間的絕緣介質(zhì)層形成電場 耦合構(gòu)成EMI濾波器中差模電容，所有奇數(shù)層銅箔和所有偶數(shù)層銅箔通過閉合 磁路相互磁場耦合構(gòu)成EMI濾波器中共模電感。采用此種多層并聯(lián)柔性電路板 可以在不增加繞組長度的同時實現(xiàn)更大的差模電容。本發(fā)明的共模電感與差模電容集成結(jié)構(gòu)利用柔性電路板可實現(xiàn)EMI濾波器 中差模電容、共模電感的集成。由于柔性電路板具有很好的柔軟性能，可以彎折巻曲，因此可以方便的繞在磁芯柱上，實現(xiàn)電感和電容的集成，而通過筒狀 多層并聯(lián)柔性電路板可以增大集成差模電容值。應(yīng)用本發(fā)明有利于進一步減小EMI濾波器體積，提高電力電子變換器功率密度。
圖1是本發(fā)明的第一種具體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的第二種具體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是構(gòu)成多層并聯(lián)柔性電路板的板材的橫截面； 圖4是N4的多層并聯(lián)柔性電路板的板材的橫截面； 圖5是圖4板材繞制的筒狀多層并聯(lián)柔性電路板的俯視圖； 圖6是一種實現(xiàn)EMI濾波器的等效原理圖； 圖7是另一種實現(xiàn)EMI濾波器的等效原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。參照圖1，本發(fā)明的柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差模電容 集成結(jié)構(gòu)，包括由第一磁芯1和第二磁芯2構(gòu)成的閉合磁路。圖示實例中，第 一磁芯1和第二磁芯2均呈"E"形，或者也可以是其中之一為"E"形，另一 個呈"I"形，共同構(gòu)成三磁芯柱閉合磁路。磁芯中柱上繞有筒狀多層并聯(lián)柔性 電路板3。圖2所示為本發(fā)明的另一種柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差 模電容集成結(jié)構(gòu)。包括由第一磁芯1和第二磁芯2構(gòu)成的閉合磁路。圖示實例 中，第一磁芯1和第二磁芯2均呈"U"形，或者也可以是其中之一為"U"形， 另一個呈"I"形，共同構(gòu)成二磁芯柱閉合磁路。兩個磁芯柱上分別繞有筒狀多 層并聯(lián)柔性電路板3。圖3為構(gòu)成筒狀多層并聯(lián)柔性電路板的板材橫截面示意圖，其中N可以按 需要為1、 2、 3...等任何正整數(shù)，圖示實例N二3。筒狀多層并聯(lián)柔性電路板由位 于兩個絕緣層14、 26之間的6個銅箔層15、 17、 19、 21、 23、 25和5個絕緣 介質(zhì)層16、 18、 20、 22、 24相互交錯疊置形成的板材繞制構(gòu)成。所有奇數(shù)層銅 箔的首端短接、末端短接，所有偶數(shù)層銅箔的首端短接、末端短接。圖4是N4的多層并聯(lián)柔性電路板的板材的橫截面，在兩個絕緣層5 、 9 之間具有兩個銅箔層6、 8和一個絕緣介質(zhì)層7。由該板材繞制的筒狀多層并聯(lián) 柔性電路板如圖5所示。其中，絕緣介質(zhì)層7可采用有機薄膜電容介質(zhì)材料。 在第一銅箔6的首端11和末端13以及第二銅箔8的首端10和末端12分別焊接有與外電路連接的焊盤。實際應(yīng)用中，根據(jù)需要筒狀多層并聯(lián)柔性電路板可為一圈或為同心式繞制 一圈以上。圖6是EMI濾波器原理圖，圖中虛線框內(nèi)為圖1所示共模電感與差模電容 集成結(jié)構(gòu)等效電路圖，圖1所示的結(jié)構(gòu)，筒狀多層并聯(lián)柔性電路板形成二個共 模電感和一個差模電容。采用本集成結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的共模電感27、 28、差模電容31 與外加的分立共模電容33、 34，差模電感29、 30以及另一外加分立差模電容 32—起構(gòu)成完整的EMI濾波器。圖中35連接地點，36、 37、 38、 39為與外電 路連接的焊盤。圖7是EMI濾波器原理圖，圖中虛線框內(nèi)為圖2所示共模電感差模電容集 成結(jié)構(gòu)等效電路圖，圖2所示的結(jié)構(gòu)，每個筒狀多層并聯(lián)柔性電路板形成二個 共模電感和一個差模電容。采用本集成結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的共模電感40、 41、 44、 45, 差模電容46、 47與外加的分立共模電容48， 49，差模電感42、 43—起構(gòu)成完 整的EMI濾波器。圖中50連接地點，51、 52、 53、 54為與外電路連接的焊盤。
權(quán)利要求
1.柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差模電容集成結(jié)構(gòu)，其特征在于包括由第一磁芯(1)和第二磁芯(2)形成的閉合磁路，在閉合磁路的磁芯柱上繞有筒狀多層并聯(lián)柔性電路板，所說的筒狀多層并聯(lián)柔性電路板由位于兩個絕緣層之間的2N個銅箔層和2N-1個絕緣介質(zhì)層相互交錯疊置形成的板材繞制構(gòu)成，N為正整數(shù)，且所有奇數(shù)層銅箔的首端短接、末端短接，所有偶數(shù)層銅箔的首端短接、末端短接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感差與模 電容集成結(jié)構(gòu)，其特征在于第一磁芯和第二磁芯均呈"E"形，構(gòu)成三磁芯柱閉 合磁路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差模 電容集成結(jié)構(gòu)，其特征在于第一磁芯和第二磁芯中的一個呈"E"形，另一個呈 "I"形，構(gòu)成三磁芯柱閉合磁路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差模 電容集成結(jié)構(gòu)，其特征在于第一磁芯和第二磁芯均呈"U"形，構(gòu)成二磁芯柱閉 合磁路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差模 電容集成結(jié)構(gòu)，其特征在于第一磁芯和第二磁芯中的一個呈"U"形，另一個呈 "I"形，構(gòu)成二磁芯柱閉合磁路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差模 電容集成結(jié)構(gòu)，其特征是N4。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與 差模電容集成結(jié)構(gòu)，其特征在于絕緣介質(zhì)層是柔性的電容介質(zhì)材料。
全文摘要
本發(fā)明公開的柔性電路板實現(xiàn)的EMI濾波器中共模電感與差模電容集成結(jié)構(gòu)包括由第一磁芯和第二磁芯形成的閉合磁路，在閉合磁路的磁芯柱上繞有筒狀多層并聯(lián)柔性電路板，所說的筒狀多層并聯(lián)柔性電路板由位于兩個絕緣層之間的2N個銅箔層和2N-1個絕緣介質(zhì)層相互交錯疊置形成的板材繞制構(gòu)成，N為正整數(shù)，且所有奇數(shù)層銅箔的首端短接、末端短接，所有偶數(shù)層銅箔的首端短接、末端短接。由于柔性電路板具有很好的柔軟性能，可以彎折卷曲，可以方便的繞在磁芯上，實現(xiàn)電感和電容的集成，而通過筒狀多層并聯(lián)柔性電路板可以增大集成差模電容值。應(yīng)用本發(fā)明有利于進一步減小EMI濾波器體積，提高電力電子變換器功率密度。
文檔編號H01F27/40GK101226820SQ20071016485
公開日2008年7月23日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者三野和明, 伍曉峰, 大熊康浩, 張艷軍, 徐德鴻, 怡 陳 申請人:浙江大學(xué);富士電機系統(tǒng)株式會社