共模靜噪濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種共模靜噪濾波器，其特征在于，包括：第1導(dǎo)線體，一端與外部的第1電線連接后流動電流；第2導(dǎo)線體，一端與外部的第2電線連接后流動電流；圓筒形電容器，所述介入所述第1及第2導(dǎo)線體各自的另一端以將所述第1及第2導(dǎo)線體連接，并與底盤接地連接具有中孔；以及第3導(dǎo)線體，中央部插入排放在所述圓筒形電容器的中孔內(nèi)，左側(cè)部從所述中央部的一端貫通所述第1導(dǎo)線體的中心并且向所述第1電線方向延長形成，右側(cè)部從所述中央部的另一端貫通所述第2導(dǎo)線體的中心并且向所述第2電線延長形成。像這樣，本發(fā)明利用趨膚效應(yīng)（Skin?Effect）通過對高頻電流和低頻電流進(jìn)行分離并濾波的結(jié)構(gòu)，減少共模高頻電流。
【專利說明】共模靜噪濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是共模靜噪濾波器，具體地說是涉及一種為了去除高頻共模噪聲的共模靜噪濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]與電力車輛一樣作為使用電源利用高電壓的情況，與交換器等的前端連接的DC-LINK電容器之間存在著一種高電壓總線，這些高電壓總線被電氣底盤(ElectricalChassis)隔離,人體在接觸到底盤的時(shí)候能夠防止觸電。
[0003]像這樣的高電壓總線如果沒有與電氣底盤接地的情況，電壓供給線內(nèi)會存在噪音電源和雜散電容(Stray Capacitance)。這種情況會形成從噪音電源向高電壓總線同一方向的共模電流(Common mode current),通過雜散電容泄露的電流在電氣底盤流動,這就是系統(tǒng)間通過電容的結(jié)合傳達(dá)給通信信號線。
[0004]特別是高頻共模噪聲在包括了如收音機(jī)等的廣播器材的通信系統(tǒng)里存在電磁干擾(EMI, Electromagnetic Interference)引起的問題。
[0005]為了解決這樣的問題，在以往的方法中其中一個(gè)方法是高電壓(+ )總線和底盤之間，高電壓(-)總線和底盤之間各自安裝上Y電容器(capacitor),將共模電流設(shè)計(jì)成分流(bypass)通信系統(tǒng)。
[0006]此外，關(guān)于共模電流利用共模靜噪濾波器使用線圈或者鐵氧體，并且通過電纜線及屏蔽套(shielding)等對高頻噪聲進(jìn)行抑制。
[0007]但是，在以往的及方法中使用Y電容器的方法是將Y電容器連接的高電壓總線在分支點(diǎn)將共模電流分為高電壓總線、Y電容器2個(gè)電流線路，因此只在Y電容器除去共模電流的話會受到限制。
[0008]并且，以往的方法中共模靜噪濾波器的使用方法，在如電力車輛一樣的電力電容較大的情況，使用電感器的共模靜噪濾波器的重量及大小存在隨之變大的缺點(diǎn)。并且電纜線及屏蔽套的使用方法是需要具有高度的技術(shù)，這樣相對來說就會導(dǎo)致設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用成本增加的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009](要解決的技術(shù)問題)
[0010]本發(fā)明的目的是提供一種利用趨膚效應(yīng)(Skin Effect)分離高頻電流和低頻電流并濾波的結(jié)構(gòu)減少共模高頻電流，從而降低制造費(fèi)用的共模靜噪濾波器。
[0011](解決問題的手段)
[0012]為達(dá)成所述目的，根據(jù)本發(fā)明的一側(cè)面共模靜噪濾波器，其特征在于，包括--第I導(dǎo)線體，一端與外部的第I電線連接后流動電流；第2導(dǎo)線體，一端與外部的第2電線連接后流動電流；圓筒形電容器，介入所述第I及第2導(dǎo)線體各自的另一端以將所述第I及第2導(dǎo)線體連接，并與底盤接地連接具有中孔；以及第3導(dǎo)線體，中央部插入排放在所述圓筒形電容器的中孔內(nèi)，左側(cè)部從所述中央部的一端貫通所述第I導(dǎo)線體的中心并且向所述第I電線方向延長形成，右側(cè)部從所述中央部的另一端貫通所述第2導(dǎo)線體的中心并且向所述第2電線延長形成。
[0013]所述圓筒形電容器，和所述第I及第2導(dǎo)線體的另外一端連接的部分里各自包括帶中孔的電容器電極。所述圓筒形電容器為多數(shù)個(gè)串聯(lián)進(jìn)行連接。
[0014]所述第3導(dǎo)線體的左側(cè)部從所述中央部的一端向所述第I電線方向橫斷面的面積逐漸變小并延長，所述第3導(dǎo)線體的右側(cè)部從所述中央部的一端向第2電線方向的橫斷面的面積逐漸變小并延長。這里所述第3導(dǎo)線體的一端部及另一端部可以為梯形的圓筒形形狀。
[0015]各個(gè)所述第I及第2導(dǎo)線體的與其各個(gè)貫通形成的與所述第3導(dǎo)線體互相絕緣，并且所述第I及第2導(dǎo)線體的電阻率可以比所述第3導(dǎo)線體的電阻率小，所述第I及第2導(dǎo)線體的磁導(dǎo)率可以比所述第3導(dǎo)線體的磁導(dǎo)率大。
[0016]所述第I及第2導(dǎo)線體的截面直徑和所述第3導(dǎo)線體的截面直徑，以及所述圓筒形電容器的截面直徑會隨著制造時(shí)候使用的材料的物性不同而確定。
[0017]在事先設(shè)定的支點(diǎn)內(nèi)，第I及第2導(dǎo)線體的截面直徑和所述第3導(dǎo)線體的截面直徑之間的差異的絕對值可以定為趨膚深度(skin depth)的2倍。
[0018](發(fā)明的效果) [0019]像這樣,本發(fā)明利用趨膚效應(yīng)(Skin EffectW^高頻電流和低頻電流進(jìn)行分離，分離后的高頻電流通過底盤接地利用分流濾波結(jié)構(gòu)從而對共模高頻電流減少，與以往相比可以實(shí)現(xiàn)小型化及輕量化，也可以減少制造費(fèi)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例共模靜噪濾波器的示意圖。
[0021]圖2是為了說明圖1的共模靜噪濾波器的分解立體圖。
[0022]圖3是在圖1的共模靜噪濾波器內(nèi)兩個(gè)圓筒形電容器圖示。
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例共模靜噪濾波器的電路圖。
[0024]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例為了說明共模靜噪濾波器的功能提供的作業(yè)概念圖。
[0025]【符號說明】
[0026]1:共模靜噪濾波器
[0027]10:第I導(dǎo)線體
[0028]20:第2導(dǎo)線體
[0029]30:圓筒形電容器
[0030]32:電容器電極
[0031]40:第3導(dǎo)線體
[0032]42:中央部
[0033]44:左側(cè)部
[0034]46:右側(cè)部【具體實(shí)施方式】
[0035]參照下面的附圖，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例對共模靜噪濾波器進(jìn)行說明。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例共模靜噪濾波器的立體圖，圖2是為了說明圖1的共模靜噪濾波器的分解示意圖。圖3是在圖1的共模靜噪濾波器內(nèi)兩個(gè)圓筒形電容器圖示。
[0036]參照圖1根據(jù)本實(shí)施例共模靜噪濾波器I可形成高頻及低頻電流流動的第I導(dǎo)線體10及第2導(dǎo)線體20和，使高頻電流分流(bypass)向底盤接地送出的圓筒形電容器30，低頻電流流動的第3導(dǎo)線體40。
[0037]第I導(dǎo)線體10不與圓筒形電容器30連接的一端與外部的第I電線連接，第2導(dǎo)線體20不與圓筒形電容器30連接的一端與外部的第2電線連接。
[0038]與圖2的圖示一致，圓筒形電容器30作為中間有中孔的圓筒形態(tài)，介入第I導(dǎo)線體10及第2導(dǎo)線體20各自的另一端以將第I及第2導(dǎo)線體10、20連接并再連接到底盤接地成一個(gè)有中孔的圓筒形狀。依照趨膚效應(yīng)(skin effect)通過第I導(dǎo)線體10或者第2導(dǎo)線體20的表面使傳輸?shù)母哳l電流分流，送輸?shù)降妆P接地。
[0039]圓筒形電容器30，與第I及第2導(dǎo)線體10、20的另外一端連接的部分里各個(gè)包括具有中孔的電容器電極32。通過電容器電極32可以讓第I及第2導(dǎo)線體10、20的表面流動的高頻電流流入后向底盤接地流出。
[0040]圓筒形電容器30與圖1相同可以是一個(gè)，也可以與圖3相同具備兩個(gè)串聯(lián)連接。像這樣可以對圓筒形電容器30的個(gè)數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而可以對濾波的特征進(jìn)行調(diào)整。
[0041]與圖1及圖2的圖示一致，第3導(dǎo)線體40可以劃分為:中央部42，為插入排放在圓筒形電容器30的中孔內(nèi)構(gòu)成；左側(cè)部44，中央部42的一端從第I導(dǎo)線體10的中心貫穿向I電線方向延長形成；右側(cè)部46，中央部的另一端從第2導(dǎo)線體20的中心貫穿向2電線方向延長形成。
[0042]左側(cè)部44從中央部42的一端向第I電線方向橫斷面的面積逐漸變小并延長，右側(cè)部46從中央部42的另一端向第2電線方向的橫斷面的面積逐漸變小并延長。
[0043]比如說，第3導(dǎo)線體40的一端部及另一端部形成梯形圓筒形狀。本實(shí)施例里的一端部及另一端部的形狀為圓筒形形狀，考慮到材料及濾波特性可以將形態(tài)變形為梯形圓筒形狀。
[0044]第I導(dǎo)線體10與貫通其形成的第3導(dǎo)線體40的左側(cè)部44之間互相絕緣，第2導(dǎo)線體20與貫通其形成的第3導(dǎo)線體40的右側(cè)部46之間互相絕緣。
[0045]并且，第I及第2導(dǎo)線體10、20的電阻率比第3導(dǎo)線體40的電阻率要低，第I及第2導(dǎo)線體10、20的磁導(dǎo)率可以比第3導(dǎo)線體40的磁導(dǎo)率大。照此，第I及第2導(dǎo)線體10、20的電流很難滲入到第3導(dǎo)線體40。
[0046]另外，根據(jù)本實(shí)施例第I及第2導(dǎo)線體10、20的截面直徑與第3導(dǎo)線體40的截面直徑以及圓筒形電容器的截面直徑相同的共模靜噪濾波器I的規(guī)格是可以隨著在制造時(shí)使用的材料的物性或者需求的濾波的特性而定。
[0047]在事先設(shè)定的支點(diǎn)內(nèi)，第I及第2導(dǎo)線體10、20的截面直徑和第3導(dǎo)線體的截面直徑之間的差異的絕對值可以定為趨膚深度(skin depth)的2倍。
[0048]趨膚深度(skin depth)定義為傳導(dǎo)物質(zhì)的表面下面深度的電流密度降低到1/e(e是指自然對數(shù)的基數(shù))支點(diǎn)時(shí)的深度。普通趨膚深度可以用下面的數(shù)學(xué)式I來近似計(jì)算和選定。
[0049][數(shù)學(xué)式I]
[0050]彳2 X ρ/(ω X μ)
[0051]這時(shí)，P指電阻率(resistivity,單位:Ω.m)，ω指金屬導(dǎo)線流動的電流中進(jìn)行濾波的目標(biāo)噪聲角頻率(angular frequency,單位:rad/s), μ是指磁導(dǎo)率(permeability,單位:H/m)。
[0052]以下，參照圖4及圖5根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例對共模靜噪濾波器I的功能進(jìn)行說明。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例共模靜噪濾波器的電路圖。
[0053]參照圖4，共模噪聲電流在通過Y電容器后留下的共模高頻噪聲電流通過根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例共模靜噪濾波器I的圓筒形電容器30的電容器電極32流向底盤接地。
[0054]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例為了說明共模靜噪濾波器的功能提供的作業(yè)概念圖。
[0055]參照圖5，包括了高頻及低頻的電流通過第I導(dǎo)線體10的一端流入的情況時(shí)(S52),流入的電流由于第I導(dǎo)線體10的高頻電流趨膚效應(yīng)(skin effect)在第I導(dǎo)線體10的表面流動(S54)。為了通過第I導(dǎo)線體10的高頻電流的滲入深度說明的趨膚深度(skincbpth)，可以用近似數(shù)學(xué)式I進(jìn)行計(jì)算。
[0056]因流入到第I導(dǎo)線體10的高頻電流而提及的趨膚效應(yīng)，是在第I導(dǎo)線體10的表面流動，低頻電流的趨膚效應(yīng)非常微弱通過第I導(dǎo)線體10及第3導(dǎo)線體40流動(S56)。
[0057]第I導(dǎo)線體10的表面流動的高頻電流是從與圓筒形電容器30連接的底盤接地流出去。第I導(dǎo)線體10及第3導(dǎo)線體40流動的低頻電流分流圓筒形電容器30通過從圓筒形電壓器的中孔內(nèi)排放的第3導(dǎo)線體40的中央部42流動。
[0058]這樣的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例共模靜噪濾波器I利用趨膚效應(yīng)依照第I及第2導(dǎo)線體
10、20和第3導(dǎo)線體40的結(jié)構(gòu)，對流入的電流中高頻電流和低頻電流進(jìn)行分離，分離后的高頻電流通過底盤接地(S58 )，從而減少實(shí)現(xiàn)小型化及輕量化，也可以減少制造費(fèi)用。
[0059]本實(shí)施例作為變形形態(tài)，隨著制造條件及要求的濾波特征圓筒形電容器30的個(gè)數(shù)及連接方法可以實(shí)現(xiàn)多樣化，第I及第2導(dǎo)線體10、20和第3導(dǎo)線體40的規(guī)格也可以多樣的進(jìn)行設(shè)計(jì)。
【權(quán)利要求】
1.一種共模靜噪濾波器，其特征在于，包括: 第I導(dǎo)線體，一端與外部的第I電線連接后流動電流； 第2導(dǎo)線體，一端與外部的第2電線連接后流動電流； 圓筒形電容器，介入所述第I及第2導(dǎo)線體各自的另一端以將所述第I及第2導(dǎo)線體連接，并與底盤接地連接具有中孔； 以及第3導(dǎo)線體，中央部插入排放在所述圓筒形電容器的中孔內(nèi)，左側(cè)部從所述中央部的一端貫通所述第I導(dǎo)線體的中心并且向所述第I電線方向延長形成，右側(cè)部從所述中央部的另一端貫通所述第2導(dǎo)線體的中心并且向所述第2電線延長形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特征在于，包括: 所述圓筒形電容器，和所述第I及第2導(dǎo)線體的另外一端連接的部分里各自包括帶中孔的電容器電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特征在于， 所述圓筒形電容器為多數(shù)個(gè)串聯(lián)進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特征在于， 所述第3導(dǎo)線體的左側(cè)部從所述中央部的一端向所述第I電線方向橫斷面的面積逐漸變小并延長，所述第3導(dǎo)線體的右側(cè)部從所述中央部的另一端向第2電線方向的橫斷面的面積逐漸變小并延長。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的共模靜噪濾波器，其特征在于， 所述第3導(dǎo)線體的一端部及另一端部為梯形的圓筒形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特征在于， 所述第I及第2導(dǎo)線體的各個(gè)與所述第3導(dǎo)線體之間互相絕緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特征在于， 所述第I及第2導(dǎo)線體的電阻率比所述第3導(dǎo)線體的電阻率小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特征在于， 所述第I及第2導(dǎo)線體的磁導(dǎo)率比所述第3導(dǎo)線體的磁導(dǎo)率大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特征在于， 所述第I及第2導(dǎo)線體的截面直徑和所述第3導(dǎo)線體的截面直徑，以及所述圓筒形電容器的截面直徑會隨著制造時(shí)候使用的材料的物性不同而確定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的共模靜噪濾波器，其特征在于， 在事先設(shè)定的支點(diǎn)，第I及第2導(dǎo)線體的截面直徑和所述第3導(dǎo)線體的截面直徑之間的差異的絕對值為趨膚深度(skin depth)的2倍。
【文檔編號】H03H9/46GK103595370SQ201310295908
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月13日
【發(fā)明者】皇甫穿 申請人:現(xiàn)代摩比斯株式會社