[發(fā)明專利]一種自屏蔽式低通濾波模塊

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• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107395153A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟小社;要文波;宋政湘;王良;張國鋼;王建華
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: H03H7/01
• 分類號: H03H7/01;H01F27/24;H01F27/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濾波器領(lǐng)域，具體涉及一種自屏蔽式低通濾波模塊。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子設(shè)備在運行時會產(chǎn)生電磁干擾信號，日益復雜的電磁環(huán)境要求電子設(shè)備以及電源有更高的電磁兼容性能，于是抑制電磁干擾的措施也日益受到重視，主要有接地、屏蔽和濾波，使用屏蔽式的EMI濾波器，可以有效抑制電磁干擾。

目前濾波器主要分為兩類。一類是分立式濾波器，另一類是一體式濾波器。分立式濾波器是把分立的電容和電感元件焊接在印刷電路板，這種濾波器可以通過調(diào)節(jié)參數(shù)達到不同的濾波效果，但是由于分立式器件高頻寄生參數(shù)的存在，影響了濾波器的高頻性能，而且體積較大，屏蔽性能較差，不滿足現(xiàn)在對濾波器小型化、集成化的要求。一體式濾波器是把電容和電感集成在一個結(jié)構(gòu)中，這種濾波器簡化了印刷電路板的設(shè)計、減少對印制板的占用面積，同時也方便了濾波器的安裝，而且高頻性能較好，但是參數(shù)不能調(diào)節(jié)，可能達不到理想的濾波目標。

隨著濾波器技術(shù)的發(fā)展，濾波器如何在小型化、集成化的同時，也能通過改變電路參數(shù)來符合不同電路的需要，并且有很好的高頻濾波效果，是目前研究的熱點。另外，由于目前的濾波器種類繁多，并且濾波特性較差，高頻段的濾波也一直是難以解決的難題，普通的電源濾波器最高的有效濾波頻率只能達到30MHz，信號線纜的濾波磁通的濾波效果極為有限，并且屏蔽措施很差，極易受到外界電磁耦合干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種自屏蔽式低通濾波模塊，能夠在小型化的同時達到較好的高頻濾波效果。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

包括若干個濾波單元，每個濾波單元均包括電感組件和電容組件；電容組件上設(shè)置凹槽，凹槽的底部開設(shè)通孔；電感組件嵌入電容組件的凹槽內(nèi)，電感組件的頂部連接金屬接頭，金屬接頭能夠與通孔配合相連，電感組件的底部與電容組件的內(nèi)側(cè)面相連。

進一步地，電感組件包括環(huán)形磁芯和纏繞在環(huán)形磁芯上的漆包銅線；漆包銅線的一端連接金屬接頭，另一端連接電容組件的內(nèi)側(cè)面，形成L型濾波電路。

進一步地，環(huán)形磁芯的材質(zhì)為猛鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體或鐵硅鋁合金。

進一步地，電容組件包括桶狀的介質(zhì)層，通孔開設(shè)在介質(zhì)層的底部；介質(zhì)層的外側(cè)面設(shè)置外部極板層，介質(zhì)層的內(nèi)側(cè)面設(shè)置內(nèi)部極板層。

進一步地，外部極板層的底部開設(shè)有直徑大于通孔直徑的圓孔；外部極板層的頂部寬度小于介質(zhì)層的側(cè)壁厚度。

進一步地，介質(zhì)層的材質(zhì)為高頻陶瓷；外部極板層和內(nèi)部極板層的材質(zhì)均為銀。

進一步地，金屬接頭采用金屬螺柱接頭，通孔為螺紋孔。

進一步地，電感組件與電容組件之間通過環(huán)氧樹脂固定封裝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明通過將電感組件鑲嵌在電容組件內(nèi)，在實現(xiàn)電磁屏蔽的同時，充分利用了結(jié)構(gòu)電容內(nèi)部的空間，實現(xiàn)了濾波器的小型性與高頻抑制性。為了增強濾波效果，可以利用金屬接頭和通孔的相互串聯(lián)，將多個模塊級聯(lián)，增大濾波器階數(shù)，使濾波器具有更陡峭的插入損耗特性的同時，可以使外部極板層相互連接，實現(xiàn)良好接地與電磁屏蔽，對EMI噪聲的輻射和傳導均有較好的抑制作用，具有較好的性能與應用前景。本發(fā)明可以明顯簡化印刷電路板的設(shè)計、減小對濾波器的體積，同時也減少了分立元件的寄生參數(shù)，方便了濾波器的安裝與調(diào)試。本發(fā)明濾波模塊濾波器級聯(lián)能夠形成的屏蔽艙，通過電容的屏蔽濾波作用，可以對外界的電磁脈沖環(huán)境有很好的屏蔽作用，本發(fā)明濾波器在濾波頻段能達到80dB以上的插入損耗，使濾波器可以有效濾出高達1GHz的耦合干擾；本發(fā)明主要應用在對濾波效果要求極高的軍用、屏蔽室等電源、信號線纜濾波器當中。

進一步地，本發(fā)明通過采用環(huán)形磁芯，減少漏磁的同時，可以最大程度的提升電感量，增強電磁兼容性能；通過形成L型濾波電路，電感值可根據(jù)目標濾波特性進行調(diào)節(jié)。

進一步地，本發(fā)明通過采用猛鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體或鐵硅鋁作為環(huán)形磁芯，能夠適應于不同的濾波頻率；濾波器采用環(huán)形磁芯作為電感可以最大程度增加電感值，通過改變尺寸及電感材料，可以分別實現(xiàn)低頻電源和高頻信號的有效濾波。

進一步地，本發(fā)明通過采用桶狀的介質(zhì)層，節(jié)省了內(nèi)部空間，同時可以最大程度地增大電容兩極板的面積，從而提高電容值，改善了濾波器低頻段的性能，可以改變電容組件的內(nèi)外徑大小使電容組件達到不同的電容值。