一种差共模一体电感的制作方法

本发明涉及电器元件，特别是涉及一种差共模一体电感。

背景技术：

1、随着新能源汽车、工业变频、精密工控及高频开关电源等电力电子技术的快速发展，设备的功率密度和开关频率不断提升，电磁干扰问题日益突出。差模干扰与共模干扰作为电路中最主要的两类电磁干扰源，其有效抑制是保障设备电磁兼容性和运行稳定性的关键环节。

2、具体而言，共模干扰表现为相线与地线之间的同向噪声电流，要求滤波电感在较宽的频率范围内提供极高的共模阻抗。因此，共模磁芯需要具备极高的初始磁导率（μi），以在较少的匝数下获得足够大的感量，同时要求磁芯损耗低、高频特性优异。目前，纳米晶软磁合金（如铁基纳米晶带材）因其磁导率可达数万、饱和磁通密度（bs）高、高频损耗远低于传统铁氧体，已成为高性能共模电感的首选磁芯材料。

3、而差模干扰表现为相线之间的反向噪声电流，通常伴随较大的直流偏置或低频大电流分量。差模电感需要在大电流工况下保持感量不衰减，这对磁芯提出了完全不同的要求：需要具备较低的磁导率以承受更大的直流偏置而不易饱和，同时需要具备极高的饱和磁通密度（bs）以及分布式气隙结构，使磁通在材料内部均匀分布，避免局部饱和导致的感量骤降。

4、然而，上述两类磁性能需求在物理本质上是相互矛盾且难以兼容于单一磁芯材料的：高磁导率材料（如纳米晶）在直流偏置下极易进入饱和区，导致差模感量急剧衰减；而低磁导率、带分布式气隙的材料（如铁硅磁粉芯）虽然抗饱和能力强，但难以在有限体积内提供共模滤波所需的高感量。因此，单一磁芯材料无法同时满足共模高感量与差模抗饱和的双重需求。

5、目前，针对上述干扰的滤波方案主要存在以下几种技术路线：

6、其一，采用独立差模电感与共模电感分体组合的方式；需要在电路板上分别布设两类器件，导致整体占用空间大、布线繁琐、装配工序多，严重制约了电力设备向小型化、高集成化方向的发展；同时，分体式结构使得电路走线较长，寄生参数大，在高频工况下易产生谐振和信号衰减，导致滤波效率大幅降低。

7、其二，采用单一磁芯集成方案，试图在同一磁芯上同时绕制差模和共模线圈。例如，在纳米晶磁芯上增设气隙以兼顾差模偏置能力，或在铁硅磁芯上增加匝数以提升共模感量。然而，这类方案本质上是“削足适履”：为纳米晶增设气隙会显著降低其有效磁导率，削弱共模滤波效果，且集中气隙处易产生漏磁和局部发热；而依赖铁硅磁芯提供共模感量则因磁导率过低，需要大量匝数或庞大体积才能达到滤波要求，与小型化目标背道而驰。

8、此外，在多路供电设备（如四路同步供电系统）中，上述矛盾进一步加剧：多路集成要求磁芯在有限空间内形成多个独立且对称的滤波回路，若沿用单一材料方案，各回路之间的磁通耦合干扰、局部磁饱和及参数漂移问题将更加突出，现有结构难以兼顾四路对称性与差共模双重滤波性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种差共模一体电感，以解决上述现有技术存在的问题，在保证高磁导率共模滤波的基础上，提高差模感量和差模滤波效果。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种差共模一体电感，包括：

4、磁芯组件，所述磁芯组件包括主磁芯和导磁隔离部，所述主磁芯自身的磁路闭合且呈框形；所述导磁隔离部包括导磁磁芯和绝缘隔离件，所述导磁磁芯和所述主磁芯分别与所述绝缘隔离件固定连接，所述绝缘隔离件位于所述主磁芯和所述导磁磁芯之间，且所述绝缘隔离件将所述主磁芯的内腔分隔为四个独立的绕线分区；所述主磁芯的磁导率高于所述导磁磁芯的磁导率；

5、四个与所述绕线分区一一对应的线圈，四个所述线圈电气隔离地绕设在所述主磁芯上，且所述线圈位于对应的所述绕线分区内；

6、四个所述线圈中流过差模电流时，迫使至少部分差模磁通集中穿过所述导磁磁芯，从而形成一条高磁阻的差模磁通路径；而在四个所述线圈中流过共模电流时，共模磁通主要流经所述主磁芯。

7、优选的，所述主磁芯由纳米晶带材卷绕形成，所述主磁芯的表面喷涂有绝缘层。

8、优选的，所述导磁磁芯采用铁硅磁芯。

9、优选的，所述绝缘隔离件上设置有与所述线圈一一对应的第一容纳区，所述绝缘隔离件上还设置有容纳部分所述导磁磁芯的第二容纳区。

10、优选的，所述绝缘隔离件上设置有十字隔离板，所述十字隔离板位于所述主磁芯的内腔中。

11、优选的，还包括底座，所述底座用于支撑所述磁芯组件，所述底座上设置有供所述线圈的引脚穿过的孔洞。

12、优选的，所述底座内设置有与全部所述线圈的引脚一一对应的引出线，所述引出线一端与对应的所述引脚连接、另一端伸出所述底座。

13、优选的，还包括护板，所述护板与所述底座远离所述磁芯组件的一侧可拆卸连接，所述护板用于覆盖全部所述孔洞。

14、优选的，所述引出线采用铜排。

15、优选的，四个所述线圈分为两种规格，每种规格的所述线圈的数量都为两个，且两个相同规格的所述线圈在所述主磁芯上对称分布。

16、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

17、本发明的差共模一体电感将磁芯组件明确划分为磁导率较高的主磁芯和磁导率较低的导磁磁芯；主磁芯采用纳米晶带材卷绕成型，凭借其极高的初始磁导率，在四个线圈流过共模电流时，为共模磁通提供低磁阻的完整磁路，从而保证共模滤波所需的高感量；而导磁磁芯采用铁硅磁芯，具备高饱和磁通密度（bs）和天然的分布式气隙；当四个线圈流过差模电流时，迫使至少部分差模磁通集中穿过导磁磁芯，形成一条高磁阻的差模磁通路径。铁硅材质在高磁阻路径下凭借其高bs特性有效抵抗直流偏置，避免局部饱和，从而在保证高磁导率共模滤波的基础上，显著提高了差模感量和差模滤波效果。

1.一种差共模一体电感，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的差共模一体电感，其特征在于：所述主磁芯由纳米晶带材卷绕形成，所述主磁芯的表面喷涂有绝缘层。

3.根据权利要求1所述的差共模一体电感，其特征在于：所述导磁磁芯采用铁硅磁芯。

4.根据权利要求1所述的差共模一体电感，其特征在于：所述绝缘隔离件上设置有与所述线圈一一对应的第一容纳区，所述绝缘隔离件上还设置有容纳部分所述导磁磁芯的第二容纳区。

5.根据权利要求1所述的差共模一体电感，其特征在于：所述绝缘隔离件上设置有十字隔离板，所述十字隔离板位于所述主磁芯的内腔中。

6.根据权利要求1所述的差共模一体电感，其特征在于：还包括底座，所述底座用于支撑所述磁芯组件，所述底座上设置有供所述线圈的引脚穿过的孔洞。

7.根据权利要求6所述的差共模一体电感，其特征在于：所述底座内设置有与全部所述线圈的引脚一一对应的引出线，所述引出线一端与对应的所述引脚连接、另一端伸出所述底座。

8.根据权利要求7所述的差共模一体电感，其特征在于：还包括护板，所述护板与所述底座远离所述磁芯组件的一侧可拆卸连接，所述护板用于覆盖全部所述孔洞。

9.根据权利要求7所述的差共模一体电感，其特征在于：所述引出线采用铜排。

10.根据权利要求1所述的差共模一体电感，其特征在于：四个所述线圈分为两种规格，每种规格的所述线圈的数量都为两个，且两个相同规格的所述线圈在所述主磁芯上对称分布。