【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及滤波器领域，具体涉及一种混合滤波器电路结构及混合滤波器平面磁集成方法。
技术介绍
1、近年来，随着宽禁带半导体器件的不断发展，用于逆变系统的开关管的开关频率可以达到上百khz，虽然可以提高系统的效率，但极高的开关频率也带来了严重的电磁干扰问题。针对逆变系统中存在的干扰问题，为维护电网稳定，保护用电设备安全，国际国内对逆变系统的总谐波失真度（thd）和电磁兼容性（emc）进行了规定，这是设计逆变系统时必须参考的设计指标。因此如何更好地解决逆变系统中的谐波问题和电磁干扰问题是一个必要的研究内容。
2、现有技术中，一种技术方案为通过磁集成技术，分别把单级emi滤波器和双级emi滤波器的电感集成在同一磁芯结构中，其中单级emi滤波器的集成结构减少了40%的体积，双级emi滤波器的集成结构具备更好的噪声抑制效果并且减少了4.6%的电感体积。另一种技术方案采用柔性的铜箔代替铜线对磁芯元件实现磁集成，相较于分立器件的滤波器，体积减少了20%以上。
3、现有技术中，除了无源emi滤波器，有人提出了体积和重量更小的有源emi滤波器，但一方面受限于噪声抑制的频段较窄，另一方面难以同时实现对共模(cm)噪声和差模(dm)噪声的抑制。上述方案在emi抑制和滤波器体积和重量优化方面都做了很大改善，但未同时考虑谐波抑制和emi抑制，因此，现有技术仅从单一谐波或无源emi滤波器或有源emi滤波器进行优化设计，没有综合考虑谐波滤波器与emi滤波器、有源emi滤波器与无源emi滤波器。且现有磁集成方案大多使用漆包线进行设计，
技术实现思路
1、本专利技术提供一种用于解决上述问题的一种混合滤波器电路结构及混合滤波器平面磁集成方法。
2、本专利技术一方面提供一种混合滤波器电路结构，所述混合滤波器电路结构包括lcl滤波器、emi滤波器及两条rc电路路径，所述lcl滤波器包括多个电感单元及磁芯：多个所述电感单元均分为两个电感线圈，两个所述电感线圈对称分布在电路的l线和n线上；多个所述电感单元集成在所述磁芯；emi滤波器，其与所述lcl滤波器连接，其设有运算放大器；两条rc电路路径，其与所述运算放大器的反馈回路连接。
3、本专利技术二方面提供一种混合滤波器平面磁集成方法：
4、提供一种混合滤波器，采样获取磁芯的边柱的磁阻rs、磁芯的中柱气隙的磁阻rgc、磁芯线圈的自感磁阻rh、磁芯左右两列线圈之间的互感磁阻rm、磁芯左右侧柱的磁耦合系数kh、共模电感值lcm及差模等效磁阻rm_dm；
5、所述通过在lcl滤波器的平面线圈的层与层之间插入介电材料，以得到电容集成；
6、在所述lcl滤波器外接分立电容cf，在所述lcl滤波器的磁芯绕制侧电感l1和网侧电感l2，以得到对应的对称拆分电感；
7、在所述lcl滤波器连接emi滤波器；
8、通过在emi滤波器的电路l线和n线之间加入介电陶瓷片，以得到所述emi滤波器所需的滤波电容cx和cy;
9、在所述emi滤波器的cm线圈和感应线圈之间插入屏蔽层；
10、根据所述磁芯的边柱的磁阻rs、所述磁芯的中柱气隙的磁阻rgc、所述磁芯线圈的自感磁阻rh、所述磁芯左右两列线圈之间的互感磁阻rm、所述磁芯左右侧柱的磁耦合系数kh、所述共模电感值lcm及所述差模等效磁阻rm_dms数值设计所述混合滤波器平面磁集成结构，以将所述电容集成、所述拆分电感、所述滤波电容cx及所述滤波电容cy集成在所述磁芯中。
11、与现有技术相比，本专利技术所选用的谐波滤波器为lcl滤波器，根据干扰传导路径对lcl滤波器进行对称拆分，在保证相同的谐波抑制能力同时提高lcl滤波器的emi抑制能力；emi滤波器采用有源和无源emi滤波器结合的方式来提高整个频段内的emi抑制能力；采用平面磁集成方式把电感线圈集成到一个磁芯，通过合理设计把有源emi滤波器的采样线圈集成到同一个磁芯单元；在平面线圈层与层之间插入介电材料进一步完成电容集成；该集成方案能大大减小滤波器的重量和体积、提高逆变系统的功率密度。
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1.一种混合滤波器电路结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的混合滤波器电路结构，其特征在于，所述EMI滤波器包括有源滤波器及无源滤波器，所述有源滤波器及所述无源滤波器相互结合。
3.如权利要求2所述的混合滤波器电路结构，所述有源滤波器为电流控制电流源反馈滤波器，所述电流控制电流源反馈滤波器包括多个采样线圈及多个平面线圈，多个所述采样线圈集成到所述磁芯中，多个所述平面线圈间隔设置有介电材料或屏蔽层。
4.如权利要求3所述的混合滤波器电路结构，其特征在于，所述无源滤波器的CM电感线圈在所述磁芯的左边柱绕制N1圈,所述有源滤波器的电流互感器感应线圈在所述磁芯的右边柱上绕制0.5NCT圈。
5.如权利要求2所述的混合滤波器电路结构，其特征在于，所述LCL滤波器包括：
6.如权利要求5所述的混合滤波器电路结构，其特征在于，所述侧电感L1及所述网侧电感L2对应的拆分电感平均在所述磁芯的上下部分各绕制N2和N3圈，所述磁芯中柱开设有长度为lg的气隙。
7.一种混合滤波器平面磁集成方法，其特征在于，包括:提供一种混
8.如权利要求7所述的混合滤波器平面磁集成方法，其特征在于，所述磁芯的边柱Rs及所述磁芯的中柱气隙Rgc的磁阻计算公式如下所示：
9.根据权利要求7所述的混合滤波器平面磁集成方法，其特征在于，所述磁芯线圈的自感磁阻Rh、所述磁芯左右两列线圈之间的互感磁阻Rm、所述磁芯左右侧柱的磁耦合系数Kh及所述共模电感值LCM计算公式如下所示：
10.根据权利要求7所述的混合滤波器平面磁集成方法，其特征在于，所述差模等效磁阻Rm_DM的计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种混合滤波器电路结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的混合滤波器电路结构，其特征在于，所述emi滤波器包括有源滤波器及无源滤波器，所述有源滤波器及所述无源滤波器相互结合。
3.如权利要求2所述的混合滤波器电路结构，所述有源滤波器为电流控制电流源反馈滤波器，所述电流控制电流源反馈滤波器包括多个采样线圈及多个平面线圈，多个所述采样线圈集成到所述磁芯中，多个所述平面线圈间隔设置有介电材料或屏蔽层。
4.如权利要求3所述的混合滤波器电路结构，其特征在于，所述无源滤波器的cm电感线圈在所述磁芯的左边柱绕制n1圈,所述有源滤波器的电流互感器感应线圈在所述磁芯的右边柱上绕制0.5nct圈。
5.如权利要求2所述的混合滤波器电路结构，其特征在于，所述lcl滤波器包括：
6.如权利要求5所述的混合滤波器电路结构，其特征在于，所述侧电感l1及所述网侧电感l2对应的拆分电...
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