专利名称：高频传导滤波器的制作方法
技术领域：
本高频传导滤波器是利用高频吸收材料形成的高频电阻来抑制并过滤导线中的高频电磁騷扰，同时使用接地的高频滤波电容，将高频騷扰信号旁路入地。在电子电气设备电路中实现抑制传导高频电磁騷扰的功能，属于电磁兼容技术领域。
背景技术：
当高频电磁騷扰信号在传输线中沿导线传输时，部分信号将沿导线表面向空间辐射，产生射频[1]騷扰。相关国际和国家标准要求高频騷扰不应超过规定的限值，而许多开关电源型电子电气设备不能满足标准的要求。目前，在电子电气设备中常用电磁兼容滤波器电路如图1所示，由电感电容构成。 两个电容Cy用于过滤高频騷扰信号，电感L用于阻止低频共模騷扰信号，电容Cx用于过滤低频差模信号。这样的滤波器电路能搞有效过滤低频騷扰信号和少量的高频騷扰信号。对于高频騷扰信号，它存在如下问题(1)电容Cy不能过大，否则导致泄漏电流过大；当高频騷扰信号很强时，两个Cy 电容不能足量旁路。(2)随着频率的升高，电感L磁芯的磁导率降低，电感量减小，分布电容增加，电感 L容性为主，对于高频騷扰信号相当于短路。(3)电容Cx对高频騷扰信号相当于短路。因此，对于高强度的高频騷扰信号，常用电磁兼容滤波器几乎没有滤波效果，大量的高频騷扰信号进入供电电路，导致电子电气设备电磁兼容不符合相关国际/国内标准的要求。为此，本发明专门设计了高频传导滤波器，利用高频吸收材料将大部分高频騷扰信号消耗掉；利用高频吸收材料的高频电阻特性，将高频騷扰信号阻止在设备内部，使其不进入供电电路；利用滤波电容将被阻止在设备内高频騷扰信号旁路入地。
发明内容金属导线设计成射频发射导体，将高频吸收材料包覆在发射导体上，制成具有射频騷扰吸收功能的高频电阻；在高频电阻的信号输入端连接接地的高频滤波电容，实现高频滤波功能；高频电阻与高频滤波电容共同构成高频传导滤波器。为防止高频騷扰信号泄漏，使用金属屏蔽外壳将高频传导滤波器包住；为防止可能出现的漏电，可在高频传导滤波器与金属屏蔽外壳之间加一层绝缘材料。
图1常用电磁兼容滤波器电路图图2高频传导滤波器结构图图3高频传导滤波器等效电路图4增强型高频传导滤波器结构图具体实施方式
选用圆形金属导体(空心或实心导线)加工成射频发射导体，结构如图2所示；将高频吸收材料包覆在射频发射导体上(烧结或者粘结)；将高频滤波电容连接在信号进入端导线上，电容另一端连接屏蔽外壳；屏蔽外壳接地。信号输入导线和输出导线应使用电磁屏蔽线。工作原理高频騷扰信号沿导体传输的同时，一部分沿导体表面向外辐射形成射频騷扰；高频吸收材料沿发射导体表面吸收射频騷扰信号，射频騷扰信号的电磁能转换为热能，热能消耗在高频吸收材料中。高频吸收材料相当于一个高频电阻，能够阻止高频騷扰信号的传输，为此，在信号输入端连接接地的高频滤波电容，提供高频騷扰信号一个旁路入地的通道。等效电路见图3。高频电阻等效于一个电阻和一个电感串联，电阻值和电感值都随频率变化；在输入端的接地电容构成高频旁路电路。高频传导滤波器特点(1)不仅能够抑制高频騷扰信号，同时能够旁路高频騷扰能量；(2)射频发射导体使用平面结构，能够最大程度减小分布电容，降低出现串扰的现象；(3)射频发射导体使用开环结构，能够最大程度减小分布电感，降低出现谐振的可能；(4)使用金属屏蔽外壳，不仅消除了内部射频信号的泄漏问题，同时避免了外部騷扰信号对传输信号的影响；(5)输入导线和输出导线使用屏蔽线，可以防止高频騷扰信号从输入端导线直接耦合到输出端导线。射频发射导体特征(1)射频发射导体的作用是在传输电流的同时辐射射频騷扰。由金属材料构成，常用的导体为铜、铝、铁等金属合金。(2)射频发射导体的形状如图1俯视图，在一个平面内呈并行弯曲开环结构，减小了分布电容和分布电感。(3)射频发射导体的截面积取决于通过的电流大小。电流大，截面积大；电流小， 截面积小。(4)为了增强趋肤效应[3]，小电流时选用圆形实心导线，大电流时选用圆形空心导线，导线表面经粗糙处理。高频吸收材料特征(1)高频吸收材料的作用是吸收高频騷扰信号，主要成份是软磁材料M。厚度越大，吸收效果越好，越不易饱和。不同的软磁材料，有不同的最佳吸收频率范围，通常磁导率越高，抑制的频率下限越低。选择磁导率大、饱和磁化强度高的材料，如铁氧体磁粉、羰基铁粉等。(2)对低频段(这里指小于IMHz)，吸收材料损耗很小，尽管高频吸收材料有较高的磁导率；由于射频发射导体在一个平面上开环分布(不形成闭合回路)，因此产生的电感量较小，导体内阻也很小，整条电缆是一条小电感小电阻的导线。(3)对高频段(这里指大于IMHz)，随着频率升高，高频吸收材料的磁导率降低，电感量减小，高频吸收材料的损耗增加，高频电阻成分增加，能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗。当高频信号通过高频吸收材料时，射频騷扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉， 从而实现高频抑制效果。(4)高频吸收材料可以直接烧结成型，也可以用耐温粘结剂混合构成，紧密均勻地包覆在导体线芯上。厚度越大，吸收效果越好，越不易饱和。高频滤波电容特征高频滤波电容的作用是旁路高频騷扰信号，宜选用高压瓷片电容，接线越短越好。金属屏蔽外壳特征金属屏蔽外壳材料的作用是屏蔽内外高频信号的串扰，可选用铜、铝、铁合金等。 为了实现滤波功能，外壳应接地；外壳不接地只能实现高频吸收功能。输入导线/输出导线特征输入导线/输出导线用于传输信号电流，选用带金属屏蔽外套的绝缘导线。绝缘保护层特征绝缘保护层的作用是对电绝缘，防止射频发射导体或高频滤波电容可能出现的漏电现象。高频传导滤波器变种以图1的结构为基础，对大电流强騷扰情况，选用直径粗的导体作为射频发射导体，用细导线垂直穿过射频发射导体，形成发射天线结构，增强射频发射效率，如图4所示。 为了减小分布电容，天线结构不宜太长。[0044]使用方法输入端接输入信号，输出端接输出信号，外壳接地。参考文献[1]ffikipedia. Radio frequency[EB/OL]. http//en. wikipedia. org/wiki/ Radio_frequency,2010-11-26/2010-12-01.[2]百度百科.磁珠[EB/OL]· http://baike. baidu. com/view/^eiegS. htm， 2010-08-17/2010-12-01.[3]ffikipedia. Skin effect [EB/OL]. http://en. wikipedia. org/wiki/Skin_ effect,2010-11-28/2010-12-01.[4]百度百科·软磁材料[EB/OL], http://baike. baidu. com/view/30113. htm,
2010-08-26/2010-12-01 ο
权利要求1. 一种高频传导滤波器，金属导线设计成射频发射导体，将高频吸收材料包覆在发射导体上，制成具有射频騷扰吸收功能的高频电阻；在高频电阻的信号输入端连接接地的高频滤波电容，实现高频滤波功能；高频电阻与高频滤波电容共同构成高频传导滤波器。
专利摘要高频传导滤波器。本高频传导滤波器对传导高频电磁骚扰具有吸收和滤波功能，适用于产生高频骚扰的电子电气设备。金属导线经特殊设计构成射频发射导体，将高频吸收材料包覆在发射导体上，制成具有射频骚扰吸收功能的高频电阻；在高频电阻的信号输入端连接接地的滤波电容，实现高频滤波功能；高频电阻与滤波电容共同构成高频传导滤波器。为防止高频骚扰信号泄漏，在高频传导滤波器上外套金属屏蔽外壳；为防止可能出现的漏电，可在高频传导滤波器与金属屏蔽外壳之间加一层绝缘材料。特点(1)不仅能够抑制高频骚扰信号，同时能够泄放高频骚扰能量；(2)射频发射导体使用平面结构，能够最大程度减小分布电容，降低出现串扰的现象；(3)射频发射导体使用开环结构，能够最大程度减小分布电感，降低出现谐振的可能；(4)使用金属屏蔽外壳，不仅消除了内部射频信号的泄漏问题，同时避免了外部骚扰信号对传输信号的影响；(5)输入导线和输出导线使用屏蔽线，可以防止高频骚扰信号从输入端导线直接耦合到输出端导线。
文档编号H03H7/06GK202009367SQ201020644880
公开日2011年10月12日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者刘晓东 申请人:刘晓东