專利名稱：干擾波屏蔽變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屏蔽在電力線和信號線中傳送來的干擾波(以下稱為干擾)的干擾波屏蔽變換器。
微機(jī)的利用已普及到信息、通信、產(chǎn)業(yè)、人民生活及其它所有的領(lǐng)域，這是由于集成電路的發(fā)展小型化、低價(jià)格化、高可靠性化年年提高的緣故?？墒怯捎诩呻娐肥强繕O其微弱的電能動作的，所以存在因從外部侵入的干擾容易引起誤動作和破壞的問題。如果是那樣的話，則包含集成電路的各種設(shè)備和裝置，或者使用了它們的系統(tǒng)誤動作，或不能動作，引起各種故障和事故。因而，對于安裝密度高，電路復(fù)雜的電子設(shè)備和裝置或者使用了它們的系統(tǒng)，防止干擾故障是當(dāng)務(wù)之急。
以往，為了防止干擾故障，使用了電磁屏蔽型干擾波屏蔽變換器。電磁屏蔽型干擾波屏蔽變換器，是用20μm左右厚度的鋁箔分別屏蔽了一次線圈和二次線圈的變換器。該電磁屏蔽型干擾波屏蔽變換器的正常模干擾衰減特性，例如如

圖12所示。即，從數(shù)100Hz到1MHz大致和頻率一同緩慢下降達(dá)到-50dB，從1MHz到100MHz在最大值-78dB和最小值-24dB之間描繪成大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波。
在超過該數(shù)MHz的高頻帶發(fā)生的大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波的干擾衰減特性，是由于線圈是多層多圈，線圈內(nèi)的線間和層間的細(xì)微分布靜電容量和漏電感復(fù)雜組合的共振電路存在很多且不規(guī)則，由此產(chǎn)生的寄生振蕩以各個(gè)變換器固有的形式表現(xiàn)出來的緣故。在變換器是多層多圈的極其復(fù)雜的組合部件中，隨機(jī)地呈現(xiàn)出這樣復(fù)雜的干擾衰減特性，而由于在峰的部分衰減率顯著降低所以不能提供可靠性極其高的干擾波屏蔽變換器。為了提高干擾波屏蔽變換器的可靠性，需要在超過數(shù)MHz的高頻帶中增加衰減率的同時(shí)，盡可能地壓低大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波的各振幅使峰減小。而且，該特性曲線的不規(guī)則的彎曲在各個(gè)變換器中是固有的，因?yàn)橐愿髯圆煌男问奖憩F(xiàn)，所以無論對哪個(gè)都需要共用同一單元給予相同的抑制效果。但是，在電磁屏蔽型干擾波屏蔽變換器中不可能適合這些必要性。
因而，本發(fā)明者已經(jīng)開發(fā)出了解決電磁屏蔽型干擾波屏蔽變換器所具有的上述問題的2種干擾波屏蔽變換器。一種是公開在日本特許第2645256號公報(bào)上的方法，如圖10所示，是以在一次線圈1和二次線圈2各自的整個(gè)面上配置由具有0.5～100μm厚度的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4組成的屏蔽體為特征的干擾波屏蔽變換器。
另一種是公開在美國電氣電子學(xué)會發(fā)行的學(xué)會雜志(IEEETRANSACTION ON ENLECTROMAGNETIC COMPATIBILITYVol.41,No3,August1999)上的方法。這種方法如圖9所示，是具有以下特征的干擾波屏蔽變換器(以下，簡稱為短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器)，在一次線圈1和二次線圈2各自的附近，具體地說在這2個(gè)線圈之間配置厚度在7μm左右或者以下的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4。進(jìn)而，形成一次線圈1和二次線圈2的磁路的鐵心，例如如圖6所示，是把沖壓厚度0.5mm的無方向性硅鋼板制成的規(guī)定尺寸的E型鐵心片和I型鐵心片層疊成規(guī)定的厚度形成。另外，導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4，例如如圖5所示，是把厚度7μm的軋制鋁箔做成和一次線圈1和2次線圈2的寬度大致相等并切成環(huán)形，進(jìn)而層疊在厚度50μm的強(qiáng)韌的聚酯薄膜上形成的。
此表面積大的金屬薄膜短路環(huán)4，成為分別耦合一次線圈1和二次線圈2的三次線圈。在該導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4上，流過由流過一次線圈1的基波電流、其高次諧波電流以及來自外部的高頻干擾電流引起的感應(yīng)電流。這種情況下，因?yàn)楦哳l成分是因集膚效應(yīng)只在導(dǎo)體的表面流動的成分所以即使短路環(huán)薄也幾乎都在短路環(huán)4內(nèi)環(huán)流，由于被短路環(huán)4的電阻衰減，因此很難從一次線圈1向二次線圈2傳遞高頻干擾。與此同時(shí)，用短路環(huán)4的電阻，產(chǎn)生和在線圈內(nèi)存在的很多并且不規(guī)則的共振電路中，即在由于復(fù)雜地組合微細(xì)且不規(guī)則地分布靜電容量和漏電感而成的多個(gè)共振電路中插入相同的電阻一樣的效果，這些共振電路的共振的幅度劇減。
另一方面，作為低頻成分的基波的感應(yīng)電流與導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4的截面面積成比例地減少，但因?yàn)槎搪翻h(huán)4是厚度7μm的薄膜，所以即使幅面寬也因?yàn)槠浣孛娣e極小，因此流過短路環(huán)4的基波成分的感應(yīng)電流非常小。因而，通過把該表面面積大的金屬薄膜短路環(huán)4配置在一次線圈1和二次線圈2的各自附近，基波的損失就可以小到忽略的程度，可以提供排除或者屏蔽高頻干擾故障的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器。
圖9所示的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的正常模干擾衰減特性的一例如圖11所示。即描繪了從數(shù)100Hz到1MHz大致和頻率一同緩慢下降達(dá)到-60dB，從1MHz到100MHz在最大值-100dB和最小值-53dB之間增減的大小不同峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波。進(jìn)而，描繪了從100MHz到300MHz在最大值-72dB和最小值-50dB之間增減的大小不同峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波。
從圖11可知，在高頻區(qū)域的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的正常模干擾衰減特性曲線，急陡的大的峰和谷減少，代之顯現(xiàn)出小振幅的峰谷相連的比較平緩部分。短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器與電磁屏蔽型干擾波變換器相比，在超過1MHz的高頻帶中在正常模干擾衰減特性中看到顯著的改善。即，相對于在電磁屏蔽型干擾波屏蔽變換器中如圖12所示的衰減率的最差的點(diǎn)是-24dB，因?yàn)樵诙搪翻h(huán)型干擾波屏蔽變換器中如圖11所示的衰減率的最差點(diǎn)是-53dB所以有29dB的大幅度的改善。另外衰減率最好的點(diǎn)也一樣，相對于在電磁屏蔽型干擾波屏蔽變換器中為-78dB的衰減率，因?yàn)樵诙搪翻h(huán)型干擾波屏蔽變換器中是-100dB所以有22dB的大幅度的改善。
另外，特別是在超過10MHz的高頻帶中在正常模干擾特性中看到顯著的改善，即，如果參照用粗虛線圍成的區(qū)域則可以看出，在從10MHz到100MHz的高頻帶中的正常模干擾衰減率，相對于在電磁屏蔽型干擾波屏蔽變換器中衰減率最好的點(diǎn)是-78dB衰減率最差的點(diǎn)是-40dB，因?yàn)樵诙搪翻h(huán)型干擾波屏蔽變換器中衰減率的最好點(diǎn)是-91dB，衰減率最差的點(diǎn)是-53dB，所以短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器在衰減率最好的點(diǎn)改善了13dB，在衰減率最差點(diǎn)也改善了13dB，得到了大大的改善。
雖然未圖示，但共模干擾也是同樣的傾向，短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器與電磁屏蔽型干擾波屏蔽變換器相比，在超過數(shù)MHz的高頻帶中在共模衰減特性上看到顯著改善。
在多層多圈線圈那樣極其復(fù)雜的組合成的部件中，雖然存在多個(gè)線圈內(nèi)的線間和層間細(xì)微的分布靜電容量和漏電感的復(fù)雜組合成的共振電路，但在短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，雖然出現(xiàn)由此產(chǎn)生的寄生振蕩但明顯減少。而且，因?yàn)樵诔^數(shù)MHz的高頻帶中增加衰減率的同時(shí)，盡可能地壓低大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波的各振幅，所以短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器使干擾波屏蔽變換器的可靠性大幅度提高。
但是，從圖11可知，在超過數(shù)MHz的高頻帶中，正常模干擾衰減率特性曲線的大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波的各振幅還不能得到充分的抑制。因而，以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，即把導(dǎo)電性薄膜幅面寬的短路環(huán)配置在一次線圈和二次線圈的各自外周面上的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，或者把導(dǎo)電性薄膜幅面寬的短路環(huán)接近一次線圈或者二次線圈之間配置的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，在可靠性方面還存在問題。
本發(fā)明要解決的課題是，提供通過充分抑制在多層多圈線圈的變換器中干擾衰減率的特性曲線的大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波的各振幅，在高頻帶中保持高干擾衰減率，可靠性高的干擾波屏蔽變換器。
本發(fā)明在由多層多圈的一次線圈、多層多圈的二次線圈、形成在上述一次線圈和上述二次線圈之間的磁路的鐵心構(gòu)成的解決上述課題的干擾波屏蔽變換器的變換器中，把上述一次線圈和上述二次線圈的兩方或者其中一方設(shè)置成，把表面積大的多個(gè)導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)夾在把絕緣覆蓋銅線卷繞成螺旋形形成的線圈層之間層疊構(gòu)成的多層多圈的線圈，進(jìn)而，把上述導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)設(shè)置成，其表面積和與短路環(huán)相鄰的線圈層的表面積大致相等，并且其厚度大致等于在想要抑制共振的頻率區(qū)域中由集膚效應(yīng)發(fā)生的感應(yīng)電流的表皮厚度或者在其以下。上述短路環(huán)，被配置在全部的線圈層之間，或者配置被選擇出的多個(gè)線圈層之間。另外，上述短路環(huán)，使用了導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)或者在導(dǎo)電性薄膜上層疊了合成樹脂的薄膜短路環(huán)。進(jìn)而，上述短路環(huán)的厚度設(shè)置在7μm以下。
另外，在由多層多圈的一次線圈、多層多圈的二次線圈、形成在上述一次線圈和上述二次線圈之間的磁路的鐵心構(gòu)成的解決上述課題的干擾波屏蔽變換器的變換器中，把上述一次線圈和上述二次線圈的兩方或者其中一方設(shè)置成，把表面積大的多個(gè)導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)夾在把絕緣覆蓋銅線卷繞成螺旋形狀形成的線圈層之間積層構(gòu)成的多層多圈的線圈，進(jìn)而，把上述導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)設(shè)置成，其平面形狀和與短路環(huán)相鄰的線圈層的平面形狀大致相等，并且其厚度大致等于在想要抑制共振的頻率區(qū)域中由集膚效應(yīng)發(fā)生的感應(yīng)電流的表皮厚度或者在其以下。上述電路環(huán)被配置在全部的線圈層之間，或者被選擇出的多個(gè)線圈層之間，另外，上述短路環(huán)，使用導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)或者在導(dǎo)電性薄膜上層疊合成樹脂薄膜短路環(huán)。進(jìn)而，上述短路環(huán)的厚度設(shè)置在7μm以下。
此外，在由多層多圈的一次線圈、多層多圈的二次線圈、形成在上述一次線圈和上述二次線圈之間的磁路的鐵心構(gòu)成的解決上述課題的干擾波屏蔽變換器的變換器中，把上述一次線圈和上述二次線圈的兩方或者其中一方設(shè)置成，把表面積大的多個(gè)導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)夾在把絕緣覆蓋銅線卷繞成圓筒形狀形成的線圈層之間積層構(gòu)成的多層多圈的線圈，進(jìn)而，把上述圓筒形的短路環(huán)設(shè)置成，其內(nèi)周面和與短路環(huán)相鄰的線圈層的外周面大致相等，并且其厚度大致等于在想要抑制共振的頻率區(qū)域中由集膚效應(yīng)發(fā)生的感應(yīng)電流的表皮厚度或者在其以下。另外，上述短路環(huán)，使用導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)或者在導(dǎo)電性薄膜上層疊合成樹脂薄膜短路環(huán)。進(jìn)而，上述短路環(huán)的厚度設(shè)置在7μm以下。
再有，在由多層多圈的一次線圈、多層多圈的二次線圈、形成在上述一次線圈和上述二次線圈之間的磁路的鐵心構(gòu)成的解決上述課題的干擾波屏蔽變換器的變換器中，把上述一次線圈和上述二次線圈的兩方或者其中一方設(shè)置成，通過積層卷繞絕緣覆蓋銅線形成的線圈層構(gòu)成的多層多圈的線圈，其中的絕緣覆蓋銅線是以絕緣覆蓋膜覆蓋銅線，進(jìn)而用在想要抑制共振的高頻波區(qū)域中和由表皮效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的表皮厚度大致相等或者在其之下的導(dǎo)電性薄膜覆蓋該絕緣銅線形成的。上述導(dǎo)電性薄膜的厚度設(shè)置在7μm以下。
通過本發(fā)明，可以提供在超過數(shù)MHz的高頻帶中，特別是在超過10MHz的高頻帶中保持高干擾衰減率，并且充分抑制干擾衰減率特性曲線的大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波各振幅的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器。即，提供了在超過數(shù)MHz的高頻帶中，特別是在超過10MHz的高頻帶中，其大小各異峰谷相連的干擾衰減率特性曲線的各振幅被平均化并且變小，更接近平的特性曲線，非常良好地排除或者屏蔽高頻干擾的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器。因而，與把導(dǎo)電性薄膜幅面寬的短路環(huán)配置在一次線圈和二次線圈各自的外周面上的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，或者把導(dǎo)電性薄膜幅面寬的短路環(huán)接近一次線圈和二次線圈配置的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器相比，提供了具有非常高的可靠性的干擾波屏蔽變換器。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的截面圖。
圖2是圖1的局部放大截面圖。
圖3是實(shí)施例1的第1變形例的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的截面圖。
圖4是實(shí)施例1的第2變形例的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的截面圖。
圖5是導(dǎo)電性薄膜的環(huán)形短路環(huán)的一例的平面圖。
圖6是鐵心的一例的斜視圖。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施例2的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的截面圖。
圖8是圖7的局部放大截面圖。
圖9是以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的一例的截面圖。
圖10是以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的另一例的截面圖。
圖11是展示以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的正常模干擾衰減特性的圖。
圖12是展示以往的屏蔽型干擾波屏蔽變換器的正常模干擾衰減特性的圖。
圖1是省略了線圈骨架和鐵心，并且為了容易理解和實(shí)際相比大幅度減少繞線圈數(shù)和層數(shù)后展示的本發(fā)明的實(shí)施例1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的截面圖，圖2是圖1的局部放大圖。一次線圈1是把絕緣覆蓋銅線5多次(M1)卷繞為多層(N1)構(gòu)成的環(huán)型線圈。同樣，二次線圈2是把絕緣覆蓋銅線多次(M2)卷繞為多層構(gòu)成的環(huán)形線圈。絕緣覆蓋銅線5一般是在銅線5a表面覆蓋瓷漆等絕緣包層5b的銅線。例如，當(dāng)基波的電壓是22V輸出電力容量是10VA的某變換器時(shí)，M1是156圈M2是166圈，而N1是13層N2是14層。
在一次線圈1和二次線圈2之間形成磁路的鐵心，如圖6所示，一般是把沖壓厚度0.5mm的無方向性硅鋼板制成的規(guī)定尺寸的E型鐵心片和I型鐵心片積層為規(guī)定的厚度形成的。
短路環(huán)4，例如如圖5所示，是把厚度7μm的壓延鋁箔以和一次線圈1及二次線圈2的各線圈層的寬度大致相等的寬度切成環(huán)形，進(jìn)而被層疊在厚度50μm的強(qiáng)韌的聚酯薄膜上形成。這和圖9所示的用于短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的短路環(huán)基本相同。
在本發(fā)明的實(shí)施例1中，導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4被配置在各個(gè)線圈的全部的線圈層之間。即，在用5層線圈11、12、13、14、15構(gòu)成的一次線圈10中，在這些線圈層之間分別配置導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4，進(jìn)而在線圈層11的下面和線圈層15的上面也分別配置導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4。同樣地，在用5層線圈21、22、23、24、25構(gòu)成的二次線圈20中，在這些線圈層間分別配置導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4，進(jìn)而在線圈層21的下面和線圈層25的上面也分別配置導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4。因而，在實(shí)施例1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，在一次線圈1上采用6個(gè)，在二次線圈2上也采用6個(gè)，合計(jì)采用12個(gè)導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4。
在圖1所示的短路環(huán)型干擾波變換器中，在線圈層間配置平板環(huán)形導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4的方法如下。即，在未圖示的線圈骨架的底部配置第1層導(dǎo)電性薄膜的平板環(huán)形的短路環(huán)4，接著用未圖示的繞線機(jī)把絕緣覆蓋銅線5卷繞成平板螺旋形的一層，在卷繞完的線圈層11上配置第2層導(dǎo)電性薄膜的平板環(huán)形短路環(huán)4。接著同樣地在卷繞完的平板螺旋形的線圈層12上配置第3層導(dǎo)電性薄膜的平板環(huán)形短路環(huán)4。以下反復(fù)進(jìn)行這一操作，在線圈層之間即在相鄰的線圈層和線圈層之間配置導(dǎo)電性薄膜的平板環(huán)形短路環(huán)4之后，在最后的線圈層25的上面配置最后的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4。
被配置在各線圈層之間的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4，和在各線圈的上下面貼緊配置的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4也可以接地，通過接地，導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4起到屏蔽板的作用。
在本發(fā)明的實(shí)施例1中，該表面積大的金屬薄膜短路環(huán)4所起到的作用，和圖9所示的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器原理相同。即，在該導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4中，流動由流過一次線圈1的基波電流、其高次諧波電流，以及來自外部的高頻干擾電流引起的感應(yīng)電流。這種情況下，高頻成分由于是因集膚效應(yīng)只在導(dǎo)體的表面流動的成分，所以即使短路環(huán)4很薄也幾乎全部在短路環(huán)4內(nèi)環(huán)流，由于導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4的電阻作用而衰減，因此高頻波干擾很難從一次線圈1傳遞到二次線圈2。與此同時(shí)，由于導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4的電阻作用，產(chǎn)生和在線圈內(nèi)存在的多個(gè)并且不規(guī)則的共振電路中，即由細(xì)微不規(guī)則分布的靜電容量和漏電感復(fù)雜組合產(chǎn)生的多個(gè)共振電路中，插入相同的電阻一樣的效果，這些共振電路的共振的振幅劇減。另一方面，作為低頻波成分基波的感應(yīng)電流與導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4的截面積成比例地減少，而由于短路環(huán)4是厚度7μm的薄膜，所以即使幅面寬大但由于其截面積小，所以流過短路環(huán)4的基波成分的感應(yīng)電流非常小。因而，在實(shí)施例1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，基波的損失小到可以忽略的程度，而可以排除或者屏蔽干擾故障。
可是相對于在圖9所示的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中所采用的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4是1個(gè)的變換器，圖1的本發(fā)明實(shí)施例1采用多個(gè)即12個(gè)導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4。該多個(gè)導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4被配置在構(gòu)成線圈的多個(gè)線圈層的全部之間。因此，與各線圈層緊密接觸地存在三次線圈，因?yàn)楦骶€圈層和與之相鄰的三次線圈即導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4的電磁耦合更緊密，所以由導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4產(chǎn)生的高頻干擾的排除或者屏蔽作用更有效果。
另外，在使用1個(gè)短路環(huán)4的圖9所示的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，因?yàn)樵搶?dǎo)電性薄膜短路環(huán)4和線圈層的距離全部不同，所以由導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4產(chǎn)生的高頻波干擾的排除或者屏蔽作用不能平均地作用于線圈的各部分。與此相反，在緊密接觸全部的線圈分別配置導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)的實(shí)施例1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，由導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4產(chǎn)生的高頻波干擾的排除或者屏蔽作用就可以平均地作用于線圈的各部分。
因此，在把導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4配置在構(gòu)成線圈的全部的線圈層之間的實(shí)施例1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，大小各異峰谷相連的衰減率特性曲線的各振幅與以往相比被平均化并且減小。其結(jié)果，與把導(dǎo)電性薄膜寬大的短路環(huán)配置在一次線圈和二次線圈的各自的外周面上的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，或者把導(dǎo)電性薄膜寬大的短路環(huán)接近一次線圈和二次線圈之間配置的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器相比，實(shí)施例1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，其干擾衰減率的特性曲線整體更接近平的特性曲線，可以非常良好地排除或者屏蔽高頻干擾。這樣一來，在實(shí)施例1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，在超過數(shù)MHz的高頻帶，特別是在超過10MHz的高頻帶中可以保持高的干擾衰減率，并且干擾衰減率特性曲線的大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波的各振幅被充分地抑制。
本發(fā)明的實(shí)施例1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，除了如圖1所示在全部的線圈層之間配置導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4構(gòu)成的變換器之外，還可以如圖3和圖4所示，實(shí)施各種各樣的變形。
圖3所示的變換器是，不是在全部的線圈層之間，而是在多個(gè)被選擇出的層之間配置導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4構(gòu)成的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器。即，在用6個(gè)平板螺旋形線圈層11、12、13、14、15、16構(gòu)成的一次線圈1中，在線圈層11和12之間、線圈層13和14之間、線圈層15和16之間分別夾入導(dǎo)電性薄膜的平板短路環(huán)4。同樣地，在用6個(gè)平板螺旋形線圈層21、22、23、24、25、26構(gòu)成的二次線圈2中，在線圈層21和22之間、線圈層23和24之間、線圈層25和26之間分別夾入導(dǎo)電性薄膜的平板環(huán)形的短路環(huán)4。因而，在圖3的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，在一次線圈1中采用3個(gè)，在二次線圈3中也采用3個(gè)，合計(jì)采用6個(gè)導(dǎo)電性薄膜的平板環(huán)形短路環(huán)4。
圖4所示的變換器，不是平板螺旋形線圈層，而是被卷繞成圓筒形的圓筒形線圈層，是在按照線徑大小并且順序以內(nèi)徑不同的多個(gè)圓筒形線圈層構(gòu)成的多層多圈線圈中，應(yīng)用了本發(fā)明的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器。即，在用5個(gè)圓筒形線圈層11、12、13、14、15構(gòu)成的一次線圈1中，在這些線圈層之間分別夾著導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)4，還在線圈層11的內(nèi)周面和線圈層15的外周面上分別配置導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)4。同樣地，在用5個(gè)圓筒形線圈層21、22、23、24、25構(gòu)成的二次線圈2中，在這些線圈層之間分別夾著導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)4，還在線圈層21的內(nèi)周面和線圈層25的外周面上分別配置導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)4。因而，在圖4的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，在一次線圈1中采用6個(gè)，在二次線圈2中也采用6個(gè)，合計(jì)采用12個(gè)導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)4。
另外，在圖4所示的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，在線圈層之間配置導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4的方法如下。即，在未圖示的線圈骨架的外周面上配置第1個(gè)導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4，接著用未圖示的繞線機(jī)把絕緣覆蓋銅線5卷繞成一層的圓筒形狀，在卷繞完的圓筒形線圈層11上配置第2個(gè)導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)4。接著在同樣卷繞完的圓筒形線圈層12上配置第3個(gè)導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)4。以下反復(fù)進(jìn)行該操作使得在線圈層之間，即在相互相鄰的線圈層和線圈層之間配置導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)4之后，在最后的圓筒形線圈層25的外周面上配置最后的導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)4。圓筒形短路環(huán)4，如果把規(guī)定寬度的帶狀的導(dǎo)電性薄膜以單層卷繞在圓筒形線圈層上則容易形成。
無論是只在被選擇的多個(gè)平板螺旋形線圈層之間夾著導(dǎo)電性薄膜環(huán)形短路環(huán)構(gòu)成的圖3的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，還是在全部的圓筒形線圈層之間夾著導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)構(gòu)成的圖4的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，其高頻波干擾屏蔽作用都和圖1的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器一樣，但其效果因?yàn)槎搪翻h(huán)少所以多少差些。但是，無論是圖3的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器還是圖4的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，與把導(dǎo)電性薄膜幅面寬的短路環(huán)配置在一次線圈和二次線圈各自的外周面上的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，或者把導(dǎo)電性薄膜幅面寬的短路環(huán)接近一次選和二次線圈之間配置的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器相比，其大小各異峰谷相連的衰減率特性曲線的各振幅被平均化并且變小，全都更接近平的特性曲線，可以非常良好地排除或者屏蔽高頻波干擾。
這樣一來，圖3以及圖4各自所示的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，在超過數(shù)MHz的高頻帶中，特別是在超過10MHz的高頻帶中保持高干擾衰減率，并且可以充分抑制干擾衰減率特性曲線的大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波的各振幅。另外，圖4的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，如果與圖1所示的相比，則具有把導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4夾在線圈層之間進(jìn)行卷繞的易操作性的優(yōu)點(diǎn)。
以下，說明本發(fā)明的實(shí)施例2。圖7是省略線圈骨架和鐵心，并且為了易于理解把繞線數(shù)和層數(shù)比實(shí)際大幅度消減后展示的實(shí)施例2的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器的截面圖，圖8是圖7的局部放大圖。在實(shí)施例2中，分別構(gòu)成一次線圈1和二次線圈2的絕緣覆蓋銅線6，如圖8所示，是用絕緣覆蓋膜6b覆蓋銅線6a，進(jìn)而用導(dǎo)電性薄膜6c覆蓋絕緣覆蓋膜6b制成的。該絕緣覆蓋銅線6的導(dǎo)電性薄膜6c的厚度，和在想要抑制共振的高頻區(qū)域中由集膚效應(yīng)發(fā)生的感應(yīng)電流的表皮厚度大致相等或者在其厚度之下。
該絕緣覆蓋銅線6，是在銅線6a的表面上實(shí)施了瓷漆等的絕緣覆蓋膜6b的一般的絕緣覆蓋銅線上，在表面上通過真空蒸鍍等覆蓋鋁等金屬制成的銅線。在卷繞絕緣覆蓋銅線6構(gòu)成的多層多圈的線圈中，因?yàn)楸砻娴膶?dǎo)電性薄膜之間緊挨著，所以在每層上用金屬薄膜最緊密地夾著各線圈層。
一次線圈1，是把該絕緣覆蓋銅線6在多層(N1)上卷繞多圈(M1)構(gòu)成的環(huán)形線圈。同樣地二次線圈是把該絕緣覆蓋銅線6在多層(N2)上卷繞多圈(M2)構(gòu)成的環(huán)形線圈。例如，當(dāng)基波的電壓是22V輸出電力容量是10VA的某個(gè)變換器的情況下，M1的156圈，M2是166圈，N1是13層，N2是14層。
形成一次線圈1和二次線圈2之間的磁路的鐵心，如圖6所示，一般是把沖壓厚度0.5mm的無方向性硅鋼板制成的規(guī)定尺寸的E型鐵心片和I型鐵心片積層為規(guī)定的厚度形成的。
在由通過卷繞絕緣覆蓋銅線6構(gòu)成的多層多圈的一次線圈1和二次線圈2構(gòu)成的圖7的本發(fā)明實(shí)施例2中，因?yàn)楸砻娴膶?dǎo)電性薄膜6c之間緊貼著，所以和用作為集合體的導(dǎo)電性薄膜6c最緊密地夾著各線圈層的情況一樣，成為至少與在全部平板螺旋形線圈層之間配置平板導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)的同時(shí)，在全部圓筒形線圈層之間配置圓筒形的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)構(gòu)成的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器等價(jià)的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器。換言之，圖7的本發(fā)明的實(shí)施例2的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，是和將實(shí)施例1的圖1和圖4的兩方的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器合起來的變換器至少等價(jià)的構(gòu)成。
這樣，在線圈的一根一根繞線上緊挨著配置導(dǎo)電性薄膜6c的短路環(huán)的實(shí)施例2的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，相鄰之間貼緊的導(dǎo)電性薄膜6c，作為集合體，同時(shí)形成被夾在所有平板線圈層之間的表面積大的平板環(huán)形短路環(huán)，和被夾在所有的圓筒形的線圈層之間的表面積大的導(dǎo)電性薄膜圓筒形短路環(huán)。因而，因?yàn)楦骶€圈層和與之相鄰的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)的電磁耦合為最密，所以由導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)產(chǎn)生的高頻干擾故障的排除或者屏蔽作用比實(shí)施例1更有效。而且因?yàn)楹驮谒芯€圈層上最緊密地分別配置導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)等價(jià)，所以在實(shí)施例2的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器中，由該等價(jià)的短路環(huán)產(chǎn)生的高頻干擾故障排除或者屏蔽作用與實(shí)施例1相比在線圈的各部分中都達(dá)到最佳平均化。
因而，在實(shí)施例2中，其大小各異峰谷相連的衰減率特性曲線的各振幅，與實(shí)施例1相比被更好地平均化并且變小。其結(jié)果，實(shí)施例2的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，與把導(dǎo)電性薄膜幅面寬的短路環(huán)配置在一次線圈和二次線圈各自外周面上的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，或者把導(dǎo)電性薄膜幅面寬的短路環(huán)接近一次線圈和二次線圈配置的以往的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器相比，在超過數(shù)MHz的高頻帶，特別是在超過10MHz的高頻帶上保持高的干擾衰減率，并且充分地抑制了干擾衰減率特性曲線的大小各異峰谷相連的不規(guī)則鋸齒波的各振幅。
以上，詳細(xì)說明了在由多層多圈的一次線圈和多層多圈的二次線圈和成為它們的磁路的鐵心組成的變換器中適用了本發(fā)明的實(shí)施例1和實(shí)施例2，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例是不言而喻的。導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)，被施加在多層多圈的一次線圈和多層多圈的二次線圈兩方，但也可以只在一方施加。同樣地，此處用絕緣覆蓋膜覆蓋銅線，進(jìn)而用導(dǎo)電性薄膜覆蓋該絕緣覆蓋膜的表面形成的絕緣覆蓋銅線被用于多層多圈的一次線圈和多層多圈的二次線圈的兩方，但也可以只在其中一方上使用。
一次線圈和二次線圈，其卷繞成的線圈的形狀，不限于圓形和方形，也可以是其它任何線圈形狀。形成一次線圈和二次線圈之間的磁路的鐵心，也不限于把E型鐵心片和I型鐵心片積層成規(guī)定厚度形成的圖6所示的鐵心，也可以是半環(huán)形鐵心或其它的鐵心。進(jìn)而，本發(fā)明的短路環(huán)型干擾波屏蔽變換器，即使和其它普通的屏蔽方法并用，也不會損壞其高頻干擾故障的排除或者屏蔽作用。
權(quán)利要求
1．一種干擾波屏蔽變換器，其構(gòu)成是在由多層多圈的一次線圈、多層多圈的二次線圈、形成上述一次線圈和上述二次線圈之間的磁路的鐵心構(gòu)成的變換器中，把上述一次線圈和上述二次線圈的兩方或者其中的一方設(shè)置成，把表面積大的多個(gè)導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)夾在卷繞絕緣覆蓋銅線形成的線圈層之間積層構(gòu)成的多層多圈的線圈，進(jìn)而，把上述導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)設(shè)置成，其表面積和與短路環(huán)相鄰的線圈層的表面積大致相等，并且其厚度與在想要抑制共振的高頻區(qū)域中由集膚效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的表皮厚度大致相等或者在其以下。
2．一種干擾波屏蔽變換器，其構(gòu)成是在由多層多圈的一次線圈、多層多圈的二次線圈、形成上述一次線圈和上述二次線圈之間的磁路的鐵心構(gòu)成的變換器中，把上述一次線圈和上述二次線圈的兩方或者其中的一方設(shè)置成，把表面積大的多個(gè)導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)夾在把絕緣覆蓋銅線卷繞成螺旋形形成的線圈層之間積層構(gòu)成的多層多圈的線圈，進(jìn)而，把上述導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)設(shè)置成，其平面形狀和與短路環(huán)相鄰的線圈層的平面形狀大致相等，并且其厚度與在想要抑制共振的高頻區(qū)域中由集膚效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的表皮厚度大致相等或者在其以下。
3．一種干擾波屏蔽變換器，其構(gòu)成是在由多層多圈的一次線圈、多層多圈的二次線圈、形成上述一次線圈和上述二次線圈之間的磁路的鐵心構(gòu)成的變換器中，把上述一次線圈和上述二次線圈的兩方或者其中的一方設(shè)置成，把表面積大的多個(gè)導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)夾在把絕緣覆蓋銅線卷繞成圓筒形狀形成的線圈層之間積層構(gòu)成的多層多圈的線圈，進(jìn)而，把上述圓筒形的短路環(huán)設(shè)置成，其內(nèi)周面和與短路環(huán)相鄰的線圈的外周面大致相等，并且其厚度與在想要抑制共振的高頻區(qū)域中由集膚效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的表皮厚度大致相等或者在其以下。
4．如權(quán)利要求1、2或者3所述的干擾波屏蔽變換器，其特征在于上述短路環(huán)，被夾在全部的線圈層之間。
5．如權(quán)利要求1、2或者3所述的干擾波屏蔽變換器，其特征在于上述短路環(huán)，被夾在被選擇出的線圈層之間。
6．如權(quán)利要求1、2或者3所述的干擾波屏蔽變換器，其特征在于上述短路環(huán)，是被層疊了合成樹脂薄膜的短路環(huán)。
7．如權(quán)利要求1、2或者3所述的干擾波屏蔽變換器，其特征在于上述短路環(huán)的厚度在7μm以下。
8．一種干擾波屏蔽變換器，其構(gòu)成是在由多層多圈的一次線圈、多層多圈的二次線圈、形成上述一次線圈和上述二次線圈之間的磁路的鐵心構(gòu)成的變換器中，把上述一次線圈和上述二次線圈的兩方或者其中的一方設(shè)置成，積層通過卷繞絕緣覆蓋銅線形成的線圈層構(gòu)成的多層多圈的線圈，其中絕緣覆蓋膜銅線是以絕緣覆蓋膜覆蓋銅線，進(jìn)而把該絕緣覆蓋銅線的表面用厚度與在想要抑制共振的高頻區(qū)域中由集膚效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的表皮厚度大致相等或者在其以下的導(dǎo)電性薄膜覆蓋而形成的絕緣覆蓋銅線。
9．如權(quán)利要求8所述的干擾波屏蔽變換器，其特征在于上述導(dǎo)電性薄膜的厚度在7μm以下。
全文摘要
干擾波屏蔽變換器由以下部分構(gòu)成:多層多圈的一次線圈1,是把表面積大的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4夾在把絕緣覆蓋銅線5卷繞成螺旋形形成的線圈層之間積層構(gòu)成的;多層多圈的二次線圈2,是把表面積大的導(dǎo)電性薄膜短路環(huán)4夾在把絕緣覆蓋銅線5卷繞成螺旋形形成的線圈層之間積層構(gòu)成的;鐵心,用來形成在一次線圈1和二次線圈2之間的磁路。在短路環(huán)4中,使用其平面形狀和上述線圈層的平面形狀大致相等,并且其厚度和在需要抑制共振的高頻區(qū)域中由集膚效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的表皮厚度大致相等或者在其以下。
文檔編號H01F27/32GK1290018SQ00129208
公開日2001年4月4日 申請日期2000年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月28日
發(fā)明者矢ケ崎昭彥 申請人:株式會社電研精機(jī)研究所