共模靜噪濾波器的製造方法
2023-06-04 14:47:11 1
共模靜噪濾波器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種共模靜噪濾波器，其特徵在於，包括：第1導線體，一端與外部的第1電線連接後流動電流；第2導線體，一端與外部的第2電線連接後流動電流；圓筒形電容器，所述介入所述第1及第2導線體各自的另一端以將所述第1及第2導線體連接，並與底盤接地連接具有中孔；以及第3導線體，中央部插入排放在所述圓筒形電容器的中孔內，左側部從所述中央部的一端貫通所述第1導線體的中心並且向所述第1電線方向延長形成，右側部從所述中央部的另一端貫通所述第2導線體的中心並且向所述第2電線延長形成。像這樣，本發明利用趨膚效應（Skin?Effect）通過對高頻電流和低頻電流進行分離並濾波的結構，減少共模高頻電流。
【專利說明】共模靜噪濾波器
【技術領域】
[0001]本發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】
[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),通過雜散電容洩露的電流在電氣底盤流動,這就是系統間通過電容的結合傳達給通信信號線。
[0004]特別是高頻共模噪聲在包括了如收音機等的廣播器材的通信系統裡存在電磁幹擾(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),將共模電流設計成分流(bypass)通信系統。
[0006]此外，關於共模電流利用共模靜噪濾波器使用線圈或者鐵氧體，並且通過電纜線及屏蔽套(shielding)等對高頻噪聲進行抑制。
[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將共模電流分為高電壓總線、Y電容器2個電流線路，因此只在Y電容器除去共模電流的話會受到限制。
[0008]並且，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。並且電纜線及屏蔽套的使用方法是需要具有高度的技術，這樣相對來說就會導致設計和製造費用成本增加的問題。
【發明內容】
[0009](要解決的技術問題)
[0010]本發明的目的是提供一種利用趨膚效應(Skin Effect)分離高頻電流和低頻電流並濾波的結構減少共模高頻電流，從而降低製造費用的共模靜噪濾波器。
[0011](解決問題的手段)
[0012]為達成所述目的，根據本發明的一側面共模靜噪濾波器，其特徵在於，包括--第I導線體，一端與外部的第I電線連接後流動電流；第2導線體，一端與外部的第2電線連接後流動電流；圓筒形電容器，介入所述第I及第2導線體各自的另一端以將所述第I及第2導線體連接，並與底盤接地連接具有中孔；以及第3導線體，中央部插入排放在所述圓筒形電容器的中孔內，左側部從所述中央部的一端貫通所述第I導線體的中心並且向所述第I電線方向延長形成，右側部從所述中央部的另一端貫通所述第2導線體的中心並且向所述第2電線延長形成。
[0013]所述圓筒形電容器，和所述第I及第2導線體的另外一端連接的部分裡各自包括帶中孔的電容器電極。所述圓筒形電容器為多數個串聯進行連接。
[0014]所述第3導線體的左側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並延長，所述第3導線體的右側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並延長。這裡所述第3導線體的一端部及另一端部可以為梯形的圓筒形形狀。
[0015]各個所述第I及第2導線體的與其各個貫通形成的與所述第3導線體互相絕緣，並且所述第I及第2導線體的電阻率可以比所述第3導線體的電阻率小，所述第I及第2導線體的磁導率可以比所述第3導線體的磁導率大。
[0016]所述第I及第2導線體的截面直徑和所述第3導線體的截面直徑，以及所述圓筒形電容器的截面直徑會隨著製造時候使用的材料的物性不同而確定。
[0017]在事先設定的支點內，第I及第2導線體的截面直徑和所述第3導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](發明的效果) [0019]像這樣,本發明利用趨膚效應(Skin EffectW^高頻電流和低頻電流進行分離，分離後的高頻電流通過底盤接地利用分流濾波結構從而對共模高頻電流減少，與以往相比可以實現小型化及輕量化，也可以減少製造費用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1根據本發明的一實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兩個圓筒形電容器圖示。
[0023]圖4是根據本發明的一實施例共模靜噪濾波器的電路圖。
[0024]圖5是根據本發明的一實施例為了說明共模靜噪濾波器的功能提供的作業概念圖。
[0025]【符號說明】
[0026]1:共模靜噪濾波器
[0027]10:第I導線體
[0028]20:第2導線體
[0029]30:圓筒形電容器
[0030]32:電容器電極
[0031]40:第3導線體
[0032]42:中央部
[0033]44:左側部
[0034]46:右側部【具體實施方式】
[0035]參照下面的附圖，根據本發明的一實施例對共模靜噪濾波器進行說明。圖1是根據本發明的一實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兩個圓筒形電容器圖示。
[0036]參照圖1根據本實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導線體10及第2導線體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導線體40。
[0037]第I導線體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，介入第I導線體10及第2導線體20各自的另一端以將第I及第2導線體10、20連接並再連接到底盤接地成一個有中孔的圓筒形狀。依照趨膚效應(skin effect)通過第I導線體10或者第2導線體20的表面使傳輸的高頻電流分流，送輸到底盤接地。
[0039]圓筒形電容器30，與第I及第2導線體10、20的另外一端連接的部分裡各個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導線體10、20的表面流動的高頻電流流入後向底盤接地流出。
[0040]圓筒形電容器30與圖1相同可以是一個，也可以與圖3相同具備兩個串聯連接。像這樣可以對圓筒形電容器30的個數進行調整，從而可以對濾波的特徵進行調整。
[0041]與圖1及圖2的圖示一致，第3導線體40可以劃分為:中央部42，為插入排放在圓筒形電容器30的中孔內構成；左側部44，中央部42的一端從第I導線體10的中心貫穿向I電線方向延長形成；右側部46，中央部的另一端從第2導線體20的中心貫穿向2電線方向延長形成。
[0042]左側部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並延長，右側部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並延長。
[0043]比如說，第3導線體40的一端部及另一端部形成梯形圓筒形狀。本實施例裡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變形為梯形圓筒形狀。
[0044]第I導線體10與貫通其形成的第3導線體40的左側部44之間互相絕緣，第2導線體20與貫通其形成的第3導線體40的右側部46之間互相絕緣。
[0045]並且，第I及第2導線體10、20的電阻率比第3導線體40的電阻率要低，第I及第2導線體10、20的磁導率可以比第3導線體40的磁導率大。照此，第I及第2導線體10、20的電流很難滲入到第3導線體40。
[0046]另外，根據本實施例第I及第2導線體10、20的截面直徑與第3導線體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的規格是可以隨著在製造時使用的材料的物性或者需求的濾波的特性而定。
[0047]在事先設定的支點內，第I及第2導線體10、20的截面直徑和第3導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)定義為傳導物質的表面下面深度的電流密度降低到1/e(e是指自然對數的基數)支點時的深度。普通趨膚深度可以用下面的數學式I來近似計算和選定。
[0049][數學式I]
[0050]彳2 X ρ/(ω X μ)
[0051]這時，P指電阻率(resistivity,單位:Ω.m)，ω指金屬導線流動的電流中進行濾波的目標噪聲角頻率(angular frequency,單位:rad/s), μ是指磁導率(permeability,單位:H/m)。
[0052]以下，參照圖4及圖5根據本發明的一實施例對共模靜噪濾波器I的功能進行說明。圖4是根據本發明的一實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電容器後留下的共模高頻噪聲電流通過根據本發明實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是根據本發明的一實施例為了說明共模靜噪濾波器的功能提供的作業概念圖。
[0055]參照圖5，包括了高頻及低頻的電流通過第I導線體10的一端流入的情況時(S52),流入的電流由於第I導線體10的高頻電流趨膚效應(skin effect)在第I導線體10的表面流動(S54)。為了通過第I導線體10的高頻電流的滲入深度說明的趨膚深度(skincbpth)，可以用近似數學式I進行計算。
[0056]因流入到第I導線體10的高頻電流而提及的趨膚效應，是在第I導線體10的表面流動，低頻電流的趨膚效應非常微弱通過第I導線體10及第3導線體40流動(S56)。
[0057]第I導線體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導線體10及第3導線體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排放的第3導線體40的中央部42流動。
[0058]這樣的根據本發明實施例共模靜噪濾波器I利用趨膚效應依照第I及第2導線體
10、20和第3導線體40的結構，對流入的電流中高頻電流和低頻電流進行分離，分離後的高頻電流通過底盤接地(S58 )，從而減少實現小型化及輕量化，也可以減少製造費用。
[0059]本實施例作為變形形態，隨著製造條件及要求的濾波特徵圓筒形電容器30的個數及連接方法可以實現多樣化，第I及第2導線體10、20和第3導線體40的規格也可以多樣的進行設計。
【權利要求】
1.一種共模靜噪濾波器，其特徵在於，包括: 第I導線體，一端與外部的第I電線連接後流動電流； 第2導線體，一端與外部的第2電線連接後流動電流； 圓筒形電容器，介入所述第I及第2導線體各自的另一端以將所述第I及第2導線體連接，並與底盤接地連接具有中孔； 以及第3導線體，中央部插入排放在所述圓筒形電容器的中孔內，左側部從所述中央部的一端貫通所述第I導線體的中心並且向所述第I電線方向延長形成，右側部從所述中央部的另一端貫通所述第2導線體的中心並且向所述第2電線延長形成。
2.根據權利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特徵在於，包括: 所述圓筒形電容器，和所述第I及第2導線體的另外一端連接的部分裡各自包括帶中孔的電容器電極。
3.根據權利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特徵在於， 所述圓筒形電容器為多數個串聯進行連接。
4.根據權利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特徵在於， 所述第3導線體的左側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並延長，所述第3導線體的右側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並延長。
5.根據權利要求4所述的共模靜噪濾波器，其特徵在於， 所述第3導線體的一端部及另一端部為梯形的圓筒形形狀。
6.根據權利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特徵在於， 所述第I及第2導線體的各個與所述第3導線體之間互相絕緣。
7.根據權利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特徵在於， 所述第I及第2導線體的電阻率比所述第3導線體的電阻率小。
8.根據權利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特徵在於， 所述第I及第2導線體的磁導率比所述第3導線體的磁導率大。
9.根據權利要求1所述的共模靜噪濾波器，其特徵在於， 所述第I及第2導線體的截面直徑和所述第3導線體的截面直徑，以及所述圓筒形電容器的截面直徑會隨著製造時候使用的材料的物性不同而確定。
10.根據權利要求9所述的共模靜噪濾波器，其特徵在於， 在事先設定的支點，第I及第2導線體的截面直徑和所述第3導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 優先權日:2012年8月13日
【發明者】皇甫穿 申請人:現代摩比斯株式會社