电磁兼容滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种电磁兼容滤波器，包括载流导体和若干电容，所述电容分布在载流导体的外周，电容一端通过第一导体与载流导体电性连接，电容另一端通过第二导体与滤波器的接地端电性连接；第一导体和第二导体均呈环形平面状。本发明专利技术结构简单，组成元件数量较少，可以有效降低成本与滤波器的体积，多个电容的等效电感为单个电容的寄生电感除以电容的数量，这样降低了电容的寄生电感，同时所述第一导体和第二导体均呈环形平面，可以等效为无数个径向导体，每个导体产生的磁场可以抵消，降低了连接导体产生的寄生电感；电容及连接导体组成的结构可以有效地屏蔽滤波器输入与输出之间的干扰，进一步提升滤波性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与汽车电子设备有关，具体属于一种电磁兼容滤波器，用于电力电子控制器及开关电源模块。
技术介绍
随着汽车电控技术的不断发展,汽车中使用的电子设备数量大大增加,其中电路的工作频率逐渐提高,功率也逐渐增大,这就使得汽车的工作环境中充斥着大量的电磁波,导致电磁干扰问题日益突出,轻则影响电子设备的正常工作,重则损坏相应的电气元件，带来不可估量的风险。作为新能源汽车的关键部件之一，电力电子控制器内部包含的DC/DC电源模块取代了发电机，作用是将高压电池的直流输入电压转化为低压直流电压给整个电气部件供电。由开关电源的机理可知，DC/DC电源模块的输出电压并不是理想的直流电压，其含有丰富的高次谐波，如果开关频率为100KHz，那么干扰频率最高可以达到几百兆赫，这些干扰通过整车低压供电网络可能会直接干扰收音机等整车设备，也可能通过整车线束的辐射作用干扰车外设备，造成严重问题。为了降低对外干扰，DC/DC电源模块通常都需要增加滤波器以滤除高频干扰，保留直流电压。滤波器一般包含电感和电容两种元件，其中电感串联在输出线上，电容则并联在正输出与负输出之间。理想情况下，电感的阻抗与频率成正比，能够导通直流电压，阻断交流电压，而电容的阻抗则与频率成反比，阻断直流电压，导通交流电压，因此理想情况下DC/DC电源模块输出直流电压产生的电流通过电感及正输出到达负载，并通过负输出返回DC/DC，高频干扰电压产生的电流则由于电感的阻碍作用以及电容的导通作用直接沿DC/DC内部的正输出、滤波电容、负输出返回，所以不会传播到DC/DC电源模块的外部。根据DC/DC电源模块的输出电流大小，电源模块的输出导体可以采用PCB走线或铜排结构。当采用PCB走线时，由于PCB本身为平面结构，一般在载流导体1单侧或两侧布置额外的连接导体2、6连接至电容4；而采用铜排结构时，铜排一般由一块铜板切割折弯形成，同PCB类似，也只能在单侧或两侧布置连接至电容4的导体2、6，如图1所示。采用这两种结构的滤波器会向外部传播高频干扰，主要原因如下：1)电容4自身具有寄生电感，同时，将电容两端连接至正输出端和负输出端的连接导体2、6也具有一定的寄生电感，这会导致高频时电容的阻抗过大，无法有效地导通高频干扰电压；2)以电容为参考点，靠近DC/DC电源模块的前部正输出及负输出导体流通大量的干扰电流，靠近DC/DC电源模块的后部导体干扰电流较小，前部导体通过空间辐射直接在后部导体产生大量干扰，导致滤波器无法起作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电磁兼容滤波器，可以降低电容及连接导体的寄生电感，同时解决滤波器电容前后导体的相互耦合问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供的电磁兼容滤波器，包括载流导体和若干电容，所述电容分布在载流导体的外周，电容一端通过第一导体与载流导体电性连接，电容另一端通过第二导体与滤波器的接地端电性连接。优选的，所述各电容与载流导体之间的距离相等。优选的，所述电容以载流导体为中心呈圆周分布。在上述结构中，连接电容和载流导体的第一导体呈环形平面状。在上述结构中，连接电容和滤波器接地端的第二导体呈环形平面状。较佳的，所述第二导体为一PCB板，该PCB板的第一端面接地，所述PCB板具有供载流导体穿过的通孔，所述电容以载流导体为中心分布在PCB板的第二端面。其中，所述载流导体与PCB板通过一金属连接件电性连接。本专利技术的有益之处在于：1)本专利技术在载流导体的圆周布置多个电容，每个电容器自身的寄生电感较小，多个电容的等效电感为单个电容的寄生电感除以电容的数量，这样降低了滤波器中电容的寄生电感，同时，连接电容与载流导体的第一导体以及连接电容与接地端的第二导体均呈环形平面，可以等效为无数个径向导体，每个导体产生的磁场可以抵消，使得连接导体产生的寄生电感基本为零，二者结合可以提升滤波性能；2)本专利技术的电容及连接导体组成的结构可以有效地屏蔽滤波器输入与输出之间的干扰，进一步提升滤波性能；3)本专利技术结构简单，组成元件数量较少，可以有效降低成本与滤波器的体积，尤其适用于安装空间小且可靠性要求高的应用环境中。附图说明图1为现有的传统电容滤波器的原理图；图2为本专利技术的电磁兼容滤波器的原理图；图3为本专利技术的电磁兼容滤波器的结构示意图。其中附图标记说明如下：1为载流导体；2为载流导体与电容电极一的连接导体；3为电容电极一；4为电容；5为电容电极二；6为电容电极二与接地端的连接导体；7为接地端；8为第一导体；9为第二导体；10为金属连接件；11为PCB板。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供的电磁兼容滤波器，原理如图2所示，包括载流导体1和若干电容4，所述电容4分布在载流导体1的外周，电容4一端通过第一导体8与载流导体1电性连接，电容4另一端通过第二导体9与滤波器的接地端7电性连接。其中，如图2所示，以四个电容为例进行说明，电容4以载流导体1为中心呈圆周分布在载流导体1的外侧。连接电容4和载流导体1的第一导体8呈环形平面状。同时，连接电容4和滤波器接地端7的第二导体9也呈环形平面状。环形平面的导体可以等效为由无数个径向导体构成，每个径向导体产生的磁场可以完全抵消，寄生电感基本为零，同时，电容本身的寄生电感非常低，当多个电容沿圆周布置在载流导体外侧，所有电容的等效电感等于单个电容的寄生电感除以电容的数量，因此同样可以将电容的寄生电感降低到非常低的水平，所以上述两点可以有效地解决寄生电感导致高频时电容阻抗过大而无法有效导通高频干扰的问题。此外，载流导体1、第一导体8、电容4以及第二导体9依次电连接并构成一个完整的金属平面(仅包含电容器之间的缝隙)，在保证电容外侧有效连接至零电位的情况下，电容前后导体之间的空间耦合干扰将被此金属平面屏蔽(电容器之间的缝隙较小，在小于1G的范围内可以起到很好的效果)，进而解决了滤波器无法正常工作的问题。虽然在上述结构中，电容4以载流导体1为中心呈圆周分布，但是本专利技术并不局限于此，各电容4与载流导体1之间的距离是否相等均可以实现上述滤波器的功能。为了适应机械安装的需要，各电容与载流导体1之间的距离当然可以不等。图3所示为本专利技术的电磁兼容滤波器的一个具体结构示意图，包括载流导体1、电容4、PCB板11和金属连接件10，其中载流导体1为一L形的载流铜排，该载流导体1贯穿PCB板11，所述PCB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁兼容滤波器，其特征在于，包括载流导体和若干电容，所述电容分布在载流导体的外周，电容一端通过第一导体与载流导体电性连接，电容另一端通过第二导体与滤波器的接地端电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种电磁兼容滤波器，其特征在于，包括载流导体和若干电容，所述电容分布
在载流导体的外周，电容一端通过第一导体与载流导体电性连接，电容另一端通过第二
导体与滤波器的接地端电性连接。
2.根据权利要求1所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，所述各电容与载流导体
之间的距离相等。
3.根据权利要求2所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，所述电容以载流导体为
中心呈圆周分布。
4.根据权利要求1所述的电磁兼容滤波器，其特征在于，连接电容和载流导体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周德旺，袁宝成，柳朝华，高喆，刘晓录，刘皞星，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31