电感电容滤波器制造技术

技术编号:3407348 阅读:235 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在此提供一种LC滤波器,其电容器具有小的残留电感,并且直到高频范围具有良好的衰减特性,在特定频率获得强的衰减,并且还用于大电流。通过把金属片形成为螺旋形而确定的两个线圈相串联,以便于在它们之间产生互感。并且放置一电容器极板,其具有一个形状,该形状从其轴向方向上看包含在所述线圈的形状中,在所述两个线圈的连接点的附近,以便于与该线圈的一部分相对,从而该线圈的部分作为电容器电极。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LC(电感电容)滤波器,特别涉及一种利用电容器和电感器之间的串联谐振的LC滤波器,从而在特定频率实现强的衰减,并且在高频范围保持其效果。在LC滤波器中,具有叠层LC滤波器,其包括通过把具有用于线圈和用于电容器的电极图案的陶瓷片相重叠而形成的陶瓷线圈部分和电容器部分。作为叠层LC滤波器的一个例子,日本未审查专利申请公告第10-13180号和10-200357号中公开一种具有附图说明图12中所示的等效电路的结构。在该等效电路中,两个线圈L1和L2在端子12a和12b之间相串联,并且由线圈L1和L2之间的互感M所构成的等效线圈L3、电容器C以及用于调节谐振频率的小线圈(小电感器)L4在两个线圈L1和L2的节点和“地”之间相串联。如图12中所示,如果线圈L1和L2之间的互感M为正,则该等效意味着线圈L1和L2的节点和“地”之间存在负电感(-M)(等效线圈L3)。因此,谐振频率可以通过形成与电容器C相串联的小线圈(小电感)L4而调节。如图13所示,如果线圈L1和L2之间的互感M为负,该等效意味着在线圈L1和L2的节点与“地”之间存在正电感(+M),并且该正电感与电容器C产生串联谐振。在这种情况下,谐振频率可以通过调节正电感与电容器C和/或线圈L1和L2之间的耦合状态而调节。但是,在上述LC滤波器的情况下,在特定的谐振频率,通过电感和电容之间的谐振可以实现强的衰减,但是在该谐振点之后,与电容器串联连接的电感增加了阻抗,使得由该电容器所产生的作用变得不足。这产生一个问题,即上述LC滤波器不能在宽的频率范围上具有足够的衰减,而在特定频率上具有足够的衰减效果。并且,在常规的LC叠层LC滤波器中,构成线圈部分和电容器部分的电极图案是分别考虑到其特性而设计的,使其具有这样的结构,其中印有电极的陶瓷片按照预定的次序相重叠,并且磁通量通过用于电容器的电极(电容器电极),即,电容器电极被设置为阻止磁通量。结果,产生一个问题,即,在电容器电极中出现涡流,并且该涡流损耗减小了电感。在适用于大电流的常规电感器中,具有通过把漆包铜线绕在铁环芯上而形成的电感器。为了利用这种电感器构成LC滤波器,需要分离设置电容器。这产生如下问题,即,元件的数目增加,并且由于L和C通过连接分离元件而连接,从而产生寄生电容和残留电感,导致不足的衰减特性。相应地,本专利技术的一个目的是解决上述问题,并且提供一种LC滤波器,其中寄生电容和残留电感较小,并且通过由等效产生的互感、残留电感以及电容产生串联谐振,能够在特定频率获得强的衰减特性,并且通过把两个线圈之间耦合系数设置到一个数值,使得这两个线圈之间的耦合消除任何残留电感,把该衰减特性保持到高频范围。该LC滤波器还可以用于大电流的应用设备中。为了实现上述目的,根据本专利技术第一方面的叠层LC噪音滤波器包括磁体和两个置于磁体中的线圈,其通过把金属片形成螺旋形状而确定,并且相串联,以便于在它们之间产生互感。电容器极板具有这样的形状,当从其轴向方向上看去,该形状包含在线圈的形状范围内,使得不干扰由该线圈所产生的磁通量,该电容器极板置于磁体中的两个线圈的连接点附近,使得该电容器极板至少一部分与线圈的一部分相对。当把通过将金属片形成为螺旋形状而确定的两个线圈相互串联以产生互感,并且把从轴向方向上看去包含在线圈形状内的电容器极板放置在两个线圈连接点附近,以便于与线圈的一部分相对时,确定线圈的金属片也作为电容器电极。这使得元件的数目减少,并且不需要除了线圈之外单独形成电容器,导致残留电感减小为一个较低数值。并且,由于电容器极板具有从其轴向看去时包含在线圈的形状内的形状,即,当俯视时,该形状不延伸到所述线圈的平面形状(突出形状)之外,因此在线圈之间产生的磁通量不可能通过电容器极板。这防止了由于涡流损耗所造成电感的下降,并且可以获得较大的电感。另外,通过把两个线圈之间的互感设置为正或负,可以获得高频范围的良好衰减特性,并且还由串联谐振获得在特定频率上的强衰减。在本专利技术的LC滤波器中,对于电容器极板的特性形状或数目没有特殊的限制。电容器极板的形状和数目可以根据应用自由选择。并且,在本专利技术的LC滤波器中,对于两个线圈的匝数没有特殊的限制,两个线圈的匝数可以根据应用自由选择。如果本专利技术的LC滤波器在两个线圈之间具有太大的耦合系数,不能获得构成分布常量元件的T型滤波器的效果,但是仅仅会导致单个耦合线圈的特性。因此,需要把两个线圈之间的耦合系数调整为一个适应的数值。从使得谐振频率能够被调节而不牺牲衰减特性的观点来看,最好把两个线圈之间的耦合系数设置为从-0.1到+0.1的范围内。根据本专利技术第二方面的LC滤波器包括磁体和通过把金属片形成为螺旋形状而确定的两个线圈,其相串联以产生互感,并且置于该磁体中在其轴向方向上排列,使得两个线圈的中轴基本上相同。电容器极板具有这样的形状,当从其轴向方向上看去,该形状包含在线圈形状之内,使得不干扰由该线圈产生的磁通量,该电容器极板置于磁体中的两个线圈之间,使得至少电容器极板的一部分与线圈的一部分相对。通过把将金属片形成为螺旋形状而确定的两个线圈设置为在其轴向方向上排列,使得两个线圈的中轴基本上相同,并且通过把电容器极板置于(插入)两个线圈之间,可以提供具有类似于根据第一方面的LC滤波器的效果的LC滤波器,并且具有更加特殊的结构。这使得本专利技术具有高效。根据本专利技术第三个方面的LC滤波器包括磁体和两个线圈,其通过把金属片形成为螺旋形状而确定,其相串联以在它们之间产生互感,并且置于磁体中,在与线圈的轴向方向正交的方向上相互偏移。电容器极板具有这样的形状,当从其轴向方向上看去,该形状包含在线圈形状之内,使得不干扰由该线圈产生的磁通量,该电容器极板置于磁体中的两个线圈的连接点附近,使得至少电容器极板的一部分与线圈的一部分相对。如上文所述,通过把两个线圈设置为在与线圈的轴向方向正交的方向上相互偏移,使得当从轴向方向上看该线圈时,该线圈相互邻近,并且通过把具有不干扰由线圈所产生磁通量的形状的电容器极板置于两个线圈的连接点附近,可以提供一种具有类似于根据第一方面的LC滤波器的效果的LC滤波器,并且具有更加特定的结构。这使得本专利技术具有高效。在本专利技术的LC滤波器中,最好该磁体是由通过把树脂与磁粉相混合而获得的磁性树脂所构成。通过利用把树脂与磁粉相混合而获得的磁性树脂作为磁体,通过注模方法等等可以形成具有两个线圈和电容器极板嵌入在磁体(磁性树脂)中的结构的LC滤波器,并且有效形成高电感LC滤波器,这使得本专利技术具有高效。图下文结合附图对本专利技术优选实施例的具体描述中,本专利技术的上述和其它目的、特点和优点将变得更加清楚,其中图1A和1B为示出根据第一实施例的LC滤波器,其中图1A为正视图,图1B为俯视图;图2A和图2B为示出构成根据第一实施例的LC滤波器的线圈,其中图2A为正视图,图2B为俯视图;图3为示出构成根据第一实施例的LC滤波器的电容器极板的俯视图;图4为示出根据第一实施例的LC滤波器的等效电路的示意图;图5A和5B为示出根据第二实施例的LC滤波器,其中图5A为正视图,图5B为俯视图;图6A和图6B为示出构成根据第二实施例的LC滤波器的线圈,其中图6A为正视图,图6B为俯视图;图7为示出根据第二实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LC滤波器包括:磁体;通过把金属片形成为螺旋形而确定的两个线圈,所述两个线圈相串联,以便于在它们之间产生互感,并且所述两个线圈置于所述磁体中;以及电容器极板,其具有一个形状,该形状在轴向方向上包含在所述线圈的形状中,以便于不干扰由所述线圈所产生的磁通量,所述电容器极板置于所述磁体中的所述两个线圈的连接点的附近,使得所述电容器极板的至少一部分与所述线圈的一部分相对。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:内田胜之杉谷昌美
申请(专利权)人:株式会社村田制作所
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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