具体实施方式

图1示出了其中可以使用共模扼流圈52的电路51的示例的图。在这个示例中，电路51是连接到干线AC供电网并且包括转换器53的开关模式电源。开关模式转换器存在于不同的电路拓扑中，例如反激式、升压式、降压式、SEPIC和正激式转换器。来自干线电源(经由供电线54和55供应)的AC电压在桥式整流器56中整流并在电容器57中缓冲，然后作为转换器53的输入电压馈送到转换器53的一对输入端子。转换器53的输出电压从一对输出端子递送到负载，例如，该负载可以是线性致动器的电动马达。

转换器53生成高频噪声，其通常可以经由供电线54和55传输到干线AC供电网。但是，不同的法规对传输到供电网的高频噪声量设定了限制。由转换器53生成的高频噪声可以是差模噪声也可以是共模噪声。

差模噪声使得噪声电流从转换器53(即，噪声源)流过供电线54和55之一流向干线AC供电网，并在相反的方向上通过供电线54和55中的另一条。可以通过在供电线54和55之一(或两者)中插入电感器并在它们之间插入电容器从而形成差模滤波器来降低差模噪声。

与差模噪声相反，共模噪声使得类似的噪声电流在相同的方向上(例如，从转换器53到干线AC供电网)流过供电线54和55二者。这些电流将通过明确的接地连接或者通过其它手段(诸如通过空气的寄生电容或其它连接)返回到转换器53。共模扼流圈52的目的是减少或抵消共模噪声，从而防止它到达干线AC供电网。

共模扼流圈包括缠绕在单个磁芯上的两个(或更多个)绝缘线绕组，使得在共模扼流圈如图1所示布置时共模电流将在相同的绕组方向上流动。两个绕组的匝数相同，并且每个绕组与供电线之一串联布置。磁芯通常可以是铁氧体磁芯，但也可以使用其它磁芯类型，诸如铁粉磁芯。磁芯的形状也可以不同。图2a、2b和2c示出了使用不同形状磁芯的共模扼流圈的一些示例。在图2a中，共模扼流圈的两个绕组布置在环形磁芯上，而在图2b中使用的是矩形磁芯，但也可以使用做成如图2c中所示的直圆柱杆或其它形状的磁芯。下面以环形磁芯为例。

如图2a、2b和2c中所示，两个绕组可以分开布置在磁芯上，但其它布置也是有可能的。作为示例，两个绕组可以布置在两层中，使得一个绕组在第一层中直接缠绕在磁芯上，而另一个绕组缠绕在第一层顶上的第二层中。两个绕组也可以仅部分重叠。作为另一个示例，两个绕组的匝可以彼此交错。

图3a和3b示出了图1的共模扼流圈52的功能，该共模扼流圈具有缠绕在环形磁芯58上的两个绕组。扼流圈的四个端子标有a、b、c和d。一个绕组W_ab连接在端子a和b之间，而另一个绕组W_cd连接在端子c和d之间。

通过共模噪声，两个电流I_ab和I_ed在相同的方向上流过两个绕组W_ab和W_cd中的每一个，从而产生相等且同相的磁场，它们相加在一起，如图3a中的箭头所示。这意味着对于共模信号，绕组充当电感器，对这些信号呈现高阻抗并降低传输到供电网的高频共模噪声。

通过包括期望信号(诸如递送到转换器3的供电电流)的差模信号，两个电流I_ab和I_ed将相等并在相反的方向上流动，并且由于绕组是负耦合的，由这些电流在磁芯中产生的磁通量将相减并趋于彼此抵消。因此，共模扼流圈对差模电流几乎没有电感或阻抗。

但是，注意，在实践中，共模扼流圈在两个绕组W_ab和W_cd之间将有一些漏磁通，由此产生的漏电感将与供电线54和55中的一个(或两者)串联起作用。因此，共模扼流圈也将有一些差模阻抗，它也可以在较高频率处提供一定的差模抑制。如果期望，那么可以通过在共模扼流圈52的供电网侧的供电线54和55之间插入电容器来改进这种差模噪声滤波，从而产生差模滤波器。

如所提到的，绕组W_ab和W_cd中的每一个充当共模信号的电感器，并且众所周知，电感器的阻抗与电感器的电感以及施加到其的信号频率成比例地增加。通常，共模噪声信号出现在相对宽的频率范围内，因此，频率范围较高端的共模噪声信号将由于这些频率处的阻抗较高而比频率范围较低端的信号降低得更多。这在图4a中进行了说明，该图示出了作为频率的函数的共模扼流圈的理想阻抗。

但是，在实践中，由于绕组的各匝之间的寄生电容或杂散电容(由于各匝彼此靠近)，共模扼流圈将具有更复杂的行为，并且电感器将作用为就像它包括并联电容器一样。寄生电容通过造成电感和电容之间的谐振频率f₀处的并联谐振来改变扼流圈的阻抗，因此共模扼流圈的阻抗将在其量值中示出谐振峰，如图4b中所示。在谐振频率f₀以上，共模扼流圈实际上具有容抗。一般而言，具有与电容器C并联的电感器L的并联谐振电路的谐振频率f₀由下式给出

下面参考图5a、5b和5c更详细地解释寄生电容的影响。图5a是与图2a或图3a对应的共模扼流圈2的侧视图，示出了两个绕组W_ab和W_cd，其中每个绕组的匝布置在磁芯58上的一层中。图5b示出了对应的截面图，图示了如何将绕组的匝从1到N(其中图中的N选择为28)连续编号。因此，每个绕组有N匝。换句话说，匝按照它们在扼流圈生产期间缠绕的次序连续编号。图5c示出了扼流圈的对应电气图，其中寄生电容作为近似被示为跨每匝绕组连接的小电容器。

作为近似，可以认为具有N匝的绕组W_ab和W_cd之一的电感L_N与表达式N² A/l成比例，其中A是绕组的横截面积并且l是绕组的长度。注意，由于共模扼流圈52的绕组布置在一层中，因此长度l与N成比例，因此在这种情况下，可以认为电感L_N与匝数N成比例。

相应地，如果相邻两匝之间的寄生电容为C_turn，那么与绕组并联的总电容为C_turn/(N-1)。因此，图5a、5b和5c中共模扼流圈52的绕组W_ab和W_cd之一的谐振频率f₀可以由下式确定

在图5a、5b和5c中，每个绕组被示为具有28匝作为示例，因此对于这个示例，N＝28，并且其中一个绕组的电感为L₂₈，与绕组并联的总电容为C_turn/27，并且谐振频率f₀将为

上面已经提到，并且从图4b中也可以看出，在谐振频率f₀以下，共模扼流圈的绕组的阻抗与噪声信号的频率成比例增加。因此，这个频率范围(即，低于谐振频率f₀)较高端的共模噪声信号将由于这些频率处的阻抗更高而比频率范围较低端的信号降低得更多。阻抗也与绕组的电感成比例增加，因此，为了确保在频率范围的较低端有足够高的阻抗，电感必须足够高。由于电感随着绕组匝数的增加而增加，因此要求绕组的一定数量的匝来确保在频率范围较低端具有足够高的阻抗。

取决于磁芯58的尺寸，这个数量的匝不能总是布置在磁芯上的一层中，因此，绝缘线可能需要缠绕在两层或更多层中。通常，第二层的匝分布在直接缠绕在磁芯上的第一层的整个长度上，或者第二层布置在第一层的中间附近。在图6a中示出了其示例，图6a图示了共模扼流圈62，其中绕组W_ab和W_cd中的每一个总共有N＝40匝，其中N₁＝28匝，在第一层L₁中直接缠绕在磁芯上，N₂＝12匝，在第二层L₂中缠绕在第一层的顶部。图6b示出了图示第一层L₁的匝如何从1到28连续编号并且第二层L₂的匝如何从29到40编号的对应截面图。同样，可以看出，匝是按照它们在扼流圈生产期间缠绕的次序连续编号的。图6c中图示了在第一层L₁中有N₁匝和在第二层L₂中有N₂匝的更一般情况。

但是，现在绕组缠绕在两层中的事实意味着扼流圈的阻抗发生了显著改变。其原因是，除了前面提到的每层中相邻匝之间的寄生电容或杂散电容之外，现在一层中的给定匝与其它层中的其相邻匝(即，该匝上方或下方的匝)之间也存在寄生电容。因此，作为示例，在图6b中可以看出，匝编号29布置在第一层中的匝编号20的上方，并且由于它们彼此靠近，这些匝之间将存在寄生电容，该寄生电容的大小与同一层中两个相邻匝之间的寄生电容C_turn近似相同。类似地，在匝编号30和匝编号19之间、在匝编号31和匝编号18之间会存在寄生电容，依此类推。从理论上讲，例如，在第一层中的匝编号29与匝19和21之间也会存在寄生电容，但由于距离较大，与直接布置在彼此上面的匝之间的电容相比，这些电容可以被认为可忽略不计。

这在示出扼流圈62的对应电气图的图6d中示出，其中示出了同一层中相邻匝之间的寄生电容以及不同层的匝之间的寄生电容。同样地，在这里匝从1到40连续编号。所有所示的寄生电容都被认为具有电容值C_turn。为了清楚和简单起见，仅示出了绕组W_ab和指示该绕组的寄生电容的电容器。针对绕组W_cd的图是类似的。第一层中的匝和第二层中的匝之间存在的附加寄生电容导致串联/并联耦合电容器的大组合，如图6d中所示，这显著改变了扼流圈的阻抗，因为与图5a-5c的扼流圈52的总电容相比，与共模扼流圈62的绕组并联的总电容显著增加。

在计算串联/并联耦合的电容器的大组合所产生的电容时，大小为C_turn的电容器指示匝编号40(即，第二层L₂中的最高匝编号)和匝编号9(即，上面缠绕有匝的第二层的第一层L₁的区段中的最低匝编号)之间的寄生电容将是主导电容。实际上，组合所产生的电容可以被计算为近似4/3C_turn。因此，与共模扼流圈62的绕组W_ab并联的总电容是八个大小为C_turn的电容器和一个大小为4/3C_turn的电容器的串联连接。这可以被计算为4/35C_turn，它非常接近1/9C_turn，以致于串联/并联耦合的电容器的大组合所产生的电容也可以近似为C_turn。这种近似将在下文中使用。

当然，与图5a-5c的扼流圈52相比，与共模扼流圈62的绕组W_ab并联的总电容的这种增加影响谐振频率。现在每个绕组有40匝，并且因为绕组的长度l与扼流圈52的绕组长度相同，所以扼流圈62的绕组之一的电感L₄₀为L₄₀＝(40/28)²L₂₈，而上面提到的与绕组并联的总电容可以近似为C_turn/9。因此扼流圈62的谐振频率f₀将是

这意味着共模扼流圈62的谐振频率大约是扼流圈52的谐振频率的0.40倍。图6e示出了作为频率的函数的共模扼流圈62的阻抗(粗线)，相较于来自图4a的共模扼流圈52的阻抗(细线)。可以清楚地看到，由于匝数较多，扼流圈62在频率范围的较低端具有较高的阻抗(因此更好地降低共模噪声信号)，这也是所预期的。但是，另一方面，它在频率范围的较高端具有低得多的阻抗(因此共模噪声信号的降低不良)，这是由于与绕组并联的总电容较高。注意，图6e上的曲线不是按比例绘制的，因此这个图仅旨在指示将绕组的匝布置在磁芯上的效果，如所描述的那样。对于下面提到的图8d、9d、10d、11d和12d也是这种情况。

换句话说，每个绕组中具有28匝的共模扼流圈52在较高频率处具有良好的共模降噪效果，而在较低频率处具有不良的共模降噪效果，而对于每个绕组中具有40匝的共模扼流圈62而言则相反。为了在整个频率范围内获得足够的共模降噪，众所周知，串联布置两个这样的共模扼流圈，如图7中所示。以这种方式，将图6e中的两条阻抗曲线相加，并且在宽得多的频率范围内实现良好的共模降噪。但是，由于这种解决方案要求使用第二共模扼流圈形式的附加组件，结果是例如印刷电路板上的空间需求增加以及成本增加。

看图6d，可以看出，第二层L₂中的匝和在第二层L₂之下的第一层L₁中布置的匝(因此通过寄生电容彼此耦合)在它们的连续编号之间可能存在相当大的差值。如上面所看到的，串联/并联耦合电容器的大组合所产生的电容由第二层中最高编号的匝与上面缠绕有匝的第二层的第一层的区段中最低编号的匝之间的差决定。这是与共模扼流圈62的绕组W_ab并联的总电容大幅增加的原因。因此，在上面的示例中，匝编号40和匝编号9之间的寄生电容(跨越31匝)在串联/并联耦合的电容器的大组合所产生的电容中占主导地位，并且只有匝1到9之间的八个寄生电容留下与该组合串联。

因此，如下文所述，可以看出，可以通过将两层布置为使得第二层L₂中的最高编号的匝与上面缠绕有第二层L₂匝的第一层L₁的区段中最低编号的匝之间的差值保持尽可能小来降低与每个绕组并联的总电容。

图8a-8d和图9a-9d中图示了如何做到这一点的示例。图8a-8d示出了布置有32匝的共模扼流圈63，其中第一层L₁中有28匝，第二层L₂中有4匝，而图9a-9d示出了布置有35匝的共模扼流圈64，其中第一层L₁中有28匝，第二层L₂中有7匝。

在图8a、8b和8c中，匝编号29直接缠绕在匝编号28周围，然后匝编号30缠绕在匝编号27周围，依此类推。换句话说，第二层由匝编号29至32组成，并且上面缠绕有匝的第二层的第一层的区段由匝编号25至28组成。因此，第二层L₂布置在第一层L₁的末端。通过第二层的这种布置，第二层中的最高编号的匝与上面缠绕有匝的第二层的第一层的区段中的最低编号的匝之间的差保持为小。因此，与共模扼流圈的每个绕组并联的总电容也保持为低，这导致较高的谐振频率。注意，当第一层中N₁＝28匝并且第二层中N₂＝4匝时，第一层被第二层覆盖的部分(即，关系N₂/N₁)等于1/7或14.3％。布置在彼此顶部的两层中连续编号的匝之间的最大差值为32-25＝7，这对应于第一层中匝数N₁＝28的25％。

与上面类似，指示匝编号32和匝编号25之间的寄生电容的C_turn大小的电容器在这里将是串联/并联耦合的电容器组合的主导电容，并且这个组合所产生的电容同样可以近似为C_turn。

因此，与共模扼流圈63的绕组W_ab并联的总电容是24个大小为C_turn的电容器和串联/并联耦合的电容器的组合(如所提到的，它也近似为C_turn)的串联连接，即，总电容可以被计算为1/25C_turn。

共模扼流圈63的每个绕组有32匝，并且绕组之一的电感L₃₂为L₃₂＝(32/28)²L₂₈，而如所提到的与绕组并联的总电容可以被近似为C_turn/25。因此，扼流圈63的谐振频率f₀将是

这意味着共模扼流圈63的谐振频率大约是扼流圈52的谐振频率的0.84倍。图8d示出了作为频率的函数的共模扼流圈63的阻抗(粗线)，相较于共模扼流圈52和62的阻抗(细线)。与共模扼流圈52相比，扼流圈63在频率范围的较低端具有稍高的阻抗，因为匝数较多，这也是所预期的，并且在频率范围的较高端，阻抗仅略微降低，因为与绕组并联的总电容仅从1/27C_turn增加到1/25C_turn。

但是，如果第二层的四匝已经布置在例如第一层的中间部分，如图6a-6e中的情况，那么关系N₂/N₁仍将等于1/7或14.3％，但布置在彼此顶部的层中连续编号的匝之间的最大差值现在将为32-13＝19，对应于第一层中N₁＝28匝的68％，并且与每个绕组并联的所产生的电容会高得多，从而对谐振频率和共模降噪产生相应的影响。

图8e中图示了布置有N匝的共模扼流圈的更一般情况，其中第一层L₁中有N₁匝，第二层L₂中有N₂匝。这里，第二层由匝编号N₁+1至N₁+N₂(＝N)组成，并且上面缠绕有匝的第二层的第一层的区段由匝编号N₁-N₂至N₁组成。因此，第二层中的最高匝编号(N₁+N₂)与上面缠绕有匝的第二层的第一层的区段中的最低匝编号(N₁-(N₂-1))之间的差值是(N₁+N₂)-(N₁-(N₂-1))＝2N₂-1。

注意，第二层的匝(即，匝编号29、30、31和32)也可以按与图8a-8d所示相反的次序布置。在那种情况下，匝编号29缠绕在匝编号25周围，然后匝编号30缠绕在匝编号26周围，依此类推，如图8f-8h中所示。虽然图8h中所示的串联/并联耦合的电容器的组合与图8c中的不同，但组合所产生的电容仍然可以近似为C_turn，因此在这种情况下，与共模扼流圈的每个绕组并联的总电容由第二层中最高匝编号(32)与上面缠绕有匝的第二层的第一层的区段中的最低匝编号(25)之间的差值来确定。因此，谐振频率、阻抗和共模降噪也将基本保持不变。

如所提到的，图9a-9d中所示的共模扼流圈64布置有35匝，其中在第一层L₁中有28匝，在第二层L₂中有7匝。同样地，匝编号29直接缠绕在匝编号28周围，匝编号30缠绕在匝编号27周围，依此类推。因此，第二层由匝编号29至35组成，并且上面缠绕有匝的第二层的第一层的区段由匝编号22至28组成。在这种情况下，第一层中有N₁＝28匝并且第二层中有N₂＝7匝，关系N₂/N₁等于1/4或25％，并且布置在彼此顶部的两层中的匝的连续编号之间的最大差值为35-22＝13，这对应于第一层中N₁＝28匝数的46.4％。

与上面类似，指示匝编号35和匝编号22之间的寄生电容的大小为C_turn的电容器在这里将是串联/并联耦合的电容器的组合的主导电容，并且这个组合所产生的电容可以是近似为C_turn。

因此，与共模扼流圈64的绕组W_ab并联的总电容是21个大小为C_turn的电容器和串联/并联耦合的电容器的组合(如所提到的，它也近似为C_turn)的串联连接，即，总电容可以被计算为1/22C_turn。

共模扼流圈64的每个绕组有35匝，并且绕组之一的电感L₃₅为L₃₅＝(35/28)²L₂₈，而如所提到的那样与绕组并联的总电容可以近似为C_turn/22。扼流圈64的谐振频率f₀因此将是

这意味着共模扼流圈64的谐振频率大约是扼流圈52的谐振频率的0.72倍。图9d示出了作为频率的函数的共模扼流圈64的阻抗(粗线)，相较于共模扼流圈52和62的阻抗(细线)。与共模扼流圈63(图8d)相比，扼流圈64在频率范围的较低端由于更高的匝数而具有进一步提高的阻抗。在频率范围的较高端，阻抗进一步降低一点，因为与绕组并联的总电容从1/25C_turn增加到1/22C_turn，但共模降噪仍然在可接受的水平。

同样在这里，第二层L₂的匝(即，匝编号29至35)可以以与如图9a-9c所示的相反的次序布置。

但是，如果进一步增加第二层L₂的匝数，使得第二层中的一个匝与上面布置有匝的第二层的第一层的区段中的一个匝的连续编号之间的最高差值超过第一层中匝数N₁的50％，那么可以看出与绕组并联的总电容将达到频率范围的较高端的阻抗过低的水平并且共模降噪不再处于可接受的水平。这在图10a-10d中示出，示出了布置有40匝的共模扼流圈65，其中在第一层L₁中有28匝，在第二层L₂中有12匝，即，与图6a-6e的共模扼流圈62的匝数相同。

如图8a-8d和图9a-9d中所示，匝编号29直接缠绕在匝编号28周围，然后匝编号30缠绕在匝编号27周围，依此类推。因此，第二层由匝编号29至40组成，而上面缠绕有匝的第二层的第一层的区段由匝编号17至28组成。第一层中有N₁＝28匝并且第二层中有N₂＝12匝，关系N₂/N₁等于3/7或42.9％，并且布置在彼此顶部的两层中的匝的连续编号之间的最高差值是40-17＝23，这对应于第一层中匝数N₁＝28的82.1％。

这里，指示匝编号40和匝编号17之间的寄生电容的大小为C_turn的电容器将是串联/并联耦合的电容器的组合的主导电容，同样地，这个组合所产生的电容可以近似为C_turn。因此，与共模扼流圈65的绕组W_ab并联的总电容是16个大小为C_turn的电容器和串联/并联耦合的电容器的组合(如所提到的，它也近似为C_turn)的串联连接，即，总电容可以被计算为1/17C_turn。

共模扼流圈65的每个绕组有40匝，并且绕组之一的电感L₄₀为L₄₀＝(40/28)²L₂₈，而如所提到的那样与绕组并联的总电容可以近似为C_turn/17。因此，扼流圈65的谐振频率f₀将是

这意味着共模扼流圈64的谐振频率大约是扼流圈52的谐振频率的0.56倍。图10d示出了作为频率的函数的共模扼流圈65的阻抗(粗线)，相较于共模扼流圈52和62的阻抗(细线)。可以看出，由于匝数较多，扼流圈65在频率范围的较低端具有进一步提高的阻抗。因此，在这个频率范围内实现了良好的共模降噪。但是，由于与绕组并联的总电容现在增加到1/17C_turn，因此频率范围的较高端的阻抗降低到图6a-6e中扼流圈52的对应阻抗水平的63％左右，并且在这个频率范围内，共模降噪不再处于可接受的水平。

但是，如果需要更多匝数(例如，图6a-6e和图10a-10d中所示的共模扼流圈62和65中使用的40匝)在频率范围的较低端实现足够的共模降噪，那么可以通过将扼流圈的匝布置在多于两层中来改善频率范围的较高端的共模降噪，从而使布置在彼此顶部的层中的匝的连续编号之间的最高差值仍可以保持在第一层的匝数N₁的50％以下。

这在图11a-11d中示出，示出了布置有40匝的共模扼流圈66，在第一层L₁中有28匝，在第二层L₂中有6匝并且在第三层L₃中有6匝。因此，扼流圈66具有与图6a-6e的共模扼流圈62和图10a-10d的共模扼流圈65相同的匝数。

与前面的图中一样，匝编号29直接缠绕在匝编号28周围，然后匝编号30缠绕在匝编号27周围，依此类推，直到然后匝编号34缠绕在匝编号23周围。在第三层中，匝编号35现在缠绕在第二层中的匝编号34周围，然后匝编号36缠绕在匝编号33周围，依此类推，直到匝编号40缠绕在匝编号29周围。在第一层L₁中N₁＝28匝，第二层L₂中N₂＝6匝并且第三层L3中N₃＝6匝，关系N₂/N₁和N₃/N₁等于6/28或21.4％。因此，只有21.4％的第一层被其它层的匝覆盖。布置在彼此顶部的层中的匝的连续编号之间的最高差值为40-29＝11和34-23＝11，这对应于第一层中的匝数N₁＝28的39.3％。这远低于第一层中匝数N₁的50％，并且如下所示，可以实现良好的共模降噪。

绕组的匝现在缠绕在三层中这一事实意味着除了每层中相邻匝之间以及第一层中的给定匝与它在第二层中的相邻匝(即，在该匝之上或之下的匝)之间的寄生电容或杂散电容之外，现在第二层中的给定匝与它在第三层中的相邻匝之间也将存在寄生电容。这在图11c中进行了图示。理论上，在第三层中的匝与布置在该匝下方的第一层中的匝之间(例如，在第三层中的匝编号35与第一层中的匝编号23之间)也会存在寄生电容，但由于这些匝之间的距离较大，与直接布置在彼此上方的匝之间的电容相比，可以认为这些电容可忽略不计。

这里，指示匝编号40和匝编号29之间以及匝编号34和匝编号23之间的寄生电容的大小为C_turn的电容器现在将成为串联/并联耦合的电容器的组合的主导电容，同样地，这个组合所产生的电容可以近似为C_turn。因此，与共模扼流圈66的绕组W_ab并联的总电容是22个大小为C_turn的电容器和串联/并联耦合的电容器的组合(如所提到的，它也近似为C_turn)的串联连接，即，总电容可以被计算为1/23C_turn。

共模扼流圈66的每个绕组有40匝，并且绕组之一的电感L₄₀为L₄₀＝(40/28)²L₂₈，而如所提到的那样与绕组并联的总电容可以近似为C_turn/23。因此，扼流圈66的谐振频率f₀将是

这意味着共模扼流圈66的谐振频率大约是扼流圈52的谐振频率的0.65倍。图11d示出了作为频率的函数的共模扼流圈66的阻抗(粗线)，相较于共模扼流圈52和62的阻抗(细线)。

可以看出，与共模扼流圈52相比，扼流圈66由于更高的匝数而在频率范围的较低端具有提高的阻抗。因此，在这个频率范围内实现了良好的共模降噪。在频率范围的较高端，阻抗现在仅略微降低，因为与绕组并联的总电容仅从1/27C_turn增加到1/23C_turn。这意味着共模扼流圈66在较低频率范围以及较高频率范围中具有良好的共模降噪。尤其是在其谐振频率f₀₍₆₆₎附近，共模扼流圈66的共模降噪明显好于先前描述的扼流圈的情况。

同样在这里，第二层L₂和/或第三层L₃的匝(即，匝编号29至34和/或匝编号35至40)可以以与如图11a-11d中所示相反的次序布置，基本上不改变共模降噪。

如所提到的，共模扼流圈66布置有40匝，第一层L₁中有28匝，第二层L₂中有6匝，第三层L₃中有6匝，并且布置在位于彼此顶部的两层中的匝的连续编号之间的最高差值是11，这对应于第一层中的匝数的39.3％。如果需要更高的总匝数，那么可以增加第二层和/或第三层中的匝数。只要布置在位于彼此顶部的层中的匝的连续编号之间的最高差值不超过第一层中匝数的50％，在频率范围的较高端的共模降噪就是可接受的。因此，作为示例，图11a-11d的共模扼流圈66可以被修改为在第二层和第三层中的每一层中具有7匝而不超过50％的限制。如果应进一步增加总匝数，那么可以考虑使用四层或甚至更多层。

在如上所述和图8a-8e、图9a-9d和图11a-11d所示的实施例中，第一层L₁由从1至28或更一般地从1至N₁连续编号的匝组成，而具有更高编号的匝被布置在第二层和/或第三层中。这意味着在制造共模扼流圈时前N₁匝直接缠绕在磁芯上作为第一层，然后更高编号的匝缠绕在第一层的编号最接近N₁的那些匝顶部作为第二层，并且如果有必要，缠绕在第二层顶部作为第三层。但是，匝不一定需要以这种方式布置。其它布置也是可能的，仍将确保布置在彼此顶部的层中的匝的连续编号之间的最高差值不超过第一层中匝数的50％，使得在频率范围的较高端的共模降噪将是可接受的。

作为其示例，图12a-12d示出了布置有35匝的共模扼流圈67，其中在第一层L₁中有28匝，在第二层L₂中有7匝，即，与图9a-9d的共模扼流圈64相同的匝数。但是，这里从1至17连续编号的匝首先直接缠绕在磁芯上作为第一层L₁的一部分，但随后，作为回退，匝编号18至24作为第二层L₂缠绕在第一层的匝编号11至17周围，匝编号18直接缠绕在匝编号11周围，然后匝编号19缠绕在匝编号12周围，依此类推。最后，第一层以匝编号25至35继续。因此，由匝编号18至24组成的第二层L₂在这里布置在由匝编号1至17和25至35组成的第一层L₁的中间。

图12c示出了共模扼流圈67的匝如何彼此电容耦合。与图9a-9d的共模扼流圈64的情况一样，第一层中有N₁＝28匝并且第二层中有N₂＝7匝，关系N₂/N₁等于1/4或25％。布置在彼此顶部的层中的匝的连续编号之间的最高差值为24-11＝13，这对应于第一层中的匝数N₁＝28的46.4％。

与上述类似，串联/并联耦合的电容器的组合所产生的电容可以近似为C_turn。因此，与共模扼流圈67的绕组W_ab并联的总电容是21个大小为C_turn的电容器和串联/并联耦合的电容器的组合(如所提到的，它也近似为C_turn)的串联连接，即，总电容可以被计算为1/22C_turn。

因此，共模扼流圈67的每个绕组(与共模扼流圈64的情况一样)有35匝，并且绕组之一的电感L₃₅为L₃₅＝(35/28)²L₂₈，而如所提到的，与绕组并联的总电容可以近似为C_turn/22。因此，扼流圈67的谐振频率f₀将与扼流圈64的谐振频率相同，即

这意味着图12d中所示的共模扼流圈67的阻抗与图9d中所示的共模扼流圈64的阻抗相同。因此，共模扼流圈67的共模降噪也处于可接受的水平。虽然从外部看到的共模扼流圈67(参见图12a)可能看起来与共模扼流圈62(参见图6a)非常相似，因为第二层的匝布置在第一层的中间，但是匝的次序非常不同，并且由此产生的共模降噪也非常不同。

同样地，在这里，第二层L₂的匝(即，匝编号18至24)可以以与如图12a-12c中所示相反的次序布置。

如上面所提到的，在图12a-12c所示的共模扼流圈67中，由匝编号18至24组成的第二层L₂布置在由匝编号1至17和25至35组成的第一层L₁的中间，使得第二层L₂的匝缠绕在匝编号11至17周围。但是，如果第二层的匝没有布置在第一层的中间，那么共模扼流圈67的阻抗以及因此共模降噪将保持不变。因此，作为示例，第二层可以由缠绕在匝编号6至12周围的匝编号13至19或缠绕在匝编号18至24周围的匝编号25至31组成。

更一般地，如图12e中所示，第一层L₁在这里可以被认为包括两个区段，即，由编号从1至第一中间匝编号N_a的匝组成的第一区段，以及由编号从第二中间匝编号N_b至总匝数N的匝组成的第二区段，这里N也等于N₁+N₂。自然，第二中间匝编号N_b高于第一中间匝编号N_a。因此，第二层L₂由从编号N_a+1至N_a+N₂的N₂匝组成，并且它缠绕在第一层的第一区段的最高编号的匝(即，匝编号N_a和恰在匝编号N_a以下的匝编号)周围。

图8a-8h、图9a-c、图11a-c和图12a-c中所示的共模扼流圈63、63a、64、66和67的绕组(W_ab；W_cd)布置在环形磁芯(58)上，但如上面所提到的，绕组也可以布置在不同形状的磁芯上，诸如矩形磁芯(如图2b中所示)、形状为直柱形杆的磁芯(如图2c所示)或其它形状。

两个绕组W_ab和W_cd也可以相对于彼此不同地布置，而不是如图8a-8h、图9a-c、图11a-c和图12a-c中所示的彼此对称且相对地布置。因此，它们可以布置得更靠近彼此，或者它们可以部分或完全重叠。两个绕组的匝也可以彼此交错。另外，注意，共模扼流圈也可以有多于两个绕组，例如，如果扼流圈被设计为与三相干线AC供电网一起使用。在所有情况下，每个绕组的匝应当如上所述布置。

另外，在图8a-8h、图9a-c、图11a-c和图12a-c所示的共模扼流圈63、63a、64、66和67中，各层的匝以相同(或相反)的节距缠绕。因此，例如，如果在第二层中有七匝，那么在上面缠绕有第二层的第一层的区段中也将有七匝，常常是这种情况。但是，这不是本发明的要求。这些层也可以以不同的节距缠绕。作为示例，在图8a-8c的扼流圈63中，由四个匝编号29至32组成的第二层L₂可以以比第一层L₁更高的节距缠绕，使得上面缠绕有第二层的第一层的区段由8个匝编号21至28组成。只要第二层中的最高匝编号与上面缠绕有第二层的第一层的区段中的最低匝编号之间的差值小于或等于第一层中匝数的50％，共模降噪就将是可接受的。

换句话说，公开了共模扼流圈63；63a；64；66；67，其包括：磁芯58；绝缘线的第一绕组W_ab，具有缠绕在所述磁芯上的多个匝；以及绝缘线的第二绕组W_cd，具有缠绕在所述磁芯上的与第一绕组匝数相同的匝，其中每个绕组W_ab；W_cd的匝是连续编号的；并且每个绕组W_ab；W_cd的匝布置在至少两层中，其中第一层L₁匝直接缠绕在所述磁芯上，而第二层L₂匝缠绕在所述第一层的区段周围。每个绕组W_ab；W_cd的两层被布置为使得第二层L₂中的最高匝编号与上面缠绕有第二层L₂的第一层L₁的区段中的最低匝编号之间的差值小于或等于该绕组的第一层L₁中的匝数的50％。

当第二层中的最高匝编号与上面缠绕有第二层的第一层的区段中的最低匝编号之间的差值不超过该绕组的第一层的匝数的50％时，层间寄生电容的影响被最小化，因为第一层的剩余匝和它们之间的寄生电容在确定谐振频率和频率范围的较高端的阻抗时仍占主导地位。因此，可以消除对共模扼流圈的较大磁芯的需要，这可以导致其中使用共模扼流圈的设备的外壳更小、更美观且更便宜。

在实施例中，第一层L₁由具有从匝编号一至第一层L₁中的匝数N₁的连续编号的匝组成；第二层L₂由具有比第一层L₁中的匝数N₁高的连续编号的匝组成；并且上面缠绕有第二层L₂的第一层L₁的区段包括第一层L₁的最高编号的匝。通过将第二层布置在第一层的末端，实现了实用的解决方案。

第二层L₂的匝可以布置为使得最低编号的匝N₁+1缠绕在第一层L₁的最高编号的匝N₁周围，并且编号在远离该匝的方向上增加。可替代地，第二层L₂的匝可以布置为使得最高编号的匝N₁+N₂缠绕在第一层L₁的最高编号的匝N₁周围，并且编号在远离该匝的方向上减小。

当每个绕组的匝至少布置在三层中时，可以进一步最小化层间寄生电容的影响，从而进一步提高谐振频率和频率范围较高端的阻抗，其中匝的第三层L₃缠绕在至少所述第二层L₂的区段周围。

在实施例中，第一层L₁包括匝的两个区段，第一区段由具有低于第一中间匝编号N_a的连续编号的匝组成，而第二区段由具有高于第二中间匝编号N_b的连续编号的匝组成，其中所述第二中间匝编号N_b高于所述第一中间匝编号N_a；第二层L₂由具有在所述第一中间匝编号N_a和所述第二中间匝编号N_b之间的连续编号的匝组成；并且上面缠绕有第二层L₂的第一层L₁的区段包括第一层L₁的第一区段的最高编号的匝。以这种方式，匝的第二层可以放置在第一层上的任意位置。

在实施例中，上面缠绕有第二层L₂的第一层L₁的区段具有与第二层L₂相同的匝数N₂。

其上缠绕有绕组W_ab；W_cd的匝的磁芯58可以是环形磁芯。这种类型的磁芯可从许多不同的供应商处获得。在这种情况下，绕组W_ab；W_cd可以对称地布置在所述环形芯58上并且彼此分开。这增加了两个绕组之间的漏磁通，由此产生的漏电感将确保共模扼流圈也具有一定的差模阻抗，这可以在较高的频率下也提供一定的差模抑制。

虽然已经描述和示出了本发明的各种实施例，但是本发明不限于此，而是还可以在以下权利要求中限定的主题的范围内以其它方式实施。