基于柔性多层绕组的集成EMI滤波器

这里εr为介质的相对介电常熟，l为绕组的总长度，w为导体宽度，d为介质的厚度。

介质的厚度必须要满足其击穿电压大于最大电源电压的限制条件。

绕组总长度计算公式为：

这里a和b为磁心柱截面的边长，d为绕组厚度，n为绕组的匝数。

柔性绕组的厚度d和宽度w要满足如下的限制条件：

d wcore/2n (6)

这里wcore 是磁心窗口宽度；

w hcore (7)

这里 hcore 是磁心窗口高度。

4、磁心材料非线性的影响

根据如图10所示的一种铁氧体磁心材料的复磁导率曲线，磁导率的实部表示电感元件的阻性部分也就是损耗，虚部代表感性部分。可以看到随着频率的增加，磁导率的实部和虚部并不是一根直线，存在着与频率有关的非线性。

铁氧体磁心材料的复磁导率计算公式如下：

L₀表示当相对磁导率为1时的电感值：

图11. 共模电感理论与测试阻抗曲线

由于EMI滤波器的有效工作频率为150kHz～30MHz，必须考虑磁心材料的非线性特性。否则对于集成EMI滤波器的模型分析在高频时将与实际情况差别较大，也就失去了分析的意义。图11中给出了CM电感的计算与测试阻抗曲线，其中分别给出了考虑磁心非线性和不考虑磁心非线性的阻抗曲线。可以看到，考虑磁心非线性的模型在高频段与测试曲线吻合的更好。

5、实验

根据前面提出的集成结构与方法，设计并制作了一个集成EMI滤波器的样机，图12中给出了它的照片。磁心选用的为东磁的UF33，材料为R10K，初始磁导率为10000。在磁心的两个边柱上分别绕制了一个柔性多层带材绕组，匝数为19匝。此绕组由4层带材结构组成：