CN102447451B - 提供宽频率范围内的衰减的带阻滤波器 - Google Patents

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Abstract

在带阻滤波器中，多个电容器并联连接在电磁噪声源的第一和第二端子之间，该电磁噪声源生成连接到第一端子的连接引线中的电压波动，电容器在各自相应的分支点处连接到连接引线。对于每个电容器，使第一电路路径的总串联电感小于第二电路路径的总串联电感，其中第一电路路径从相应的分支点经由电容器延伸到第二端子，并且第二电路路径从该分支点延伸到电磁噪声源的第一端子。电阻器与至少一个电容器串联连接，用于阻尼由相邻电容器对的电感分量引起的并联谐振。

Description

提供宽频率范围内的衰减的带阻滤波器
技术领域
本发明涉及一种提供宽频率范围内的衰减的带阻滤波器。具体地，本发明涉及一种使供电网络能够有效地与从该网络供电的诸如电动机的源生成的电磁噪声隔离的带阻滤波器。
背景技术
这种滤波器的一种类型的应用如下。机动车辆正在日益配备有被称为“怠速-熄火”的功能，当车辆暂时停止在例如交通十字路口处时，该功能自动地停止车辆引擎。结果，引擎频繁地重新启动，并且在许多情况下这种重新启动将在车辆驾驶员使用诸如车载收音机的娱乐装置的同时执行。由于起动电机(starter motor)在激活时生成高水平的电磁噪声，因此出现由所生成的电磁噪声引起的干扰(例如，对无线电接收的干扰)的问题。
为了抑制该噪声，已提出了(例如，在德国专利申请公布第102008001570号中)使电容器与起动电机的供电端子并联连接，以旁通电磁噪声并且由此使电磁噪声衰减。然而这种方法具有如下缺点：在高于特定频率的频带处该噪声抑制效果变小。
在图13的曲线图中图示了该现象的原因，图13示出了由本发明的受让人进行的研究的结果。这示出了电容器阻抗和跨越电容器施加的信号的频率之间的理想关系(由虚线特性指示)，以及电容器阻抗和频率之间的实际关系(由实线特性指示)的示例。如所示出的，阻抗应理想地随着增加的频率值而下降。然而实际上，电容器具有小的电感分量(等效串联电感)。结果，在特定值以上的频率范围中，电感分量的影响开始变强，并且电容器的阻抗随后根据施加信号的增加的频率而增加。从而电容器用于衰减电磁噪声的效果在特定值以上的频率下极大地削弱。
发明内容
本发明的目的在于，通过提供一种用于抑制电磁噪声的带阻滤波器，从而能够使其中有效地实现噪声衰减的频率范围比现有技术中已实现的频率范围宽，来克服以上问题。
本发明提供了一种带阻滤波器，其包括与电磁噪声源并联连接的多个电容器。主连接引线连接到电磁噪声源的第一端子。每个电容器具有在相应的分支点处连接到主连接引线的一个端子，电容器各自的相对的端子共同连接到电磁噪声源的第二端子。
如下实现本发明的目的。对于每个电容器，确保使相应的第一电路路径的总串联电感值小于相应的第二电路路径的总串联电感值。第一电路路径从相应的分支点经由电容器延伸到电磁噪声源的第二端子。第二电路路径从相应的分支点延伸到电磁噪声源的第一端子。
此外，电阻器与每个相邻的并联电容器对中的至少一个电容器串联连接。
该带阻滤波器由此抑制所生成的电磁噪声，即阻止该噪声从噪声源传送到主连接引线的位于滤波器的相对侧的部分。这归于两个原因。首先，作为上述的对应于每个电容器的第一和第二路径之间的电感关系的结果，电磁噪声因每个电容器级处的噪声电压的分压而衰减，消除了上述的电容器阻抗随着频率增加的增加(上文参照图13描述的)。
其次，由于包含相邻的并联电容器对的闭合电路的电感分量，由该闭合电路形成了至少一个并联谐振电路。该电路具有主要由电容器对的电容值和这些电容器的等效串联电感值确定的并联谐振频率。对于本发明，电阻器与该相邻的电容器对中的至少一个电容器串联连接，用于阻尼并联谐振。
作为这些措施的结果，该带阻滤波器提供了预定的宽频率范围上的高度衰减，使得能够有效地抑制电磁噪声源。
电容器可以是各个单独的元件，或者每个电容器可以包括多个并联连接的电容器，或者多个串联连接的电容器。
每个电阻器可以包括单独的元件，或者可以包括多个并联连接的电阻器或者多个串联连接的电阻器。
每个电感可以由一部分连接引线构成，例如由主连接引线的在电容器的分支点和电磁噪声源之间延伸的部分的串联电感构成，或者由分支连接引线的串联电感构成。
可替选地，每个电感或者部分电感可以由线圈(电感线圈)构成。
在每个包含并联电容器对的闭合电路中、电阻器(用于如上文所述的谐振阻尼)可以串联连接在电容器的一个端子和与该电容器对应的分支点之间，或者串联连接在电容器的相对的端子和电磁噪声源的第二端子之间。
可替选地，第一电阻器可以串联连接在电容器的一个端子和相应的分支连接点之间，并且第二电阻器可以串联连接在该电容器的相对的端子和电磁噪声源的第二端子之间。
电磁噪声源可以是诸如起动电机或者连接到机动车辆的供电网络的其他电机的旋转机器。在该情况下带阻滤波器可以有效地防止由该电机生成的电磁噪声源进入供电网络并且由此影响车辆的其他设备(例如通过引起对无线电接收的干扰)。
附图说明
图1示出了起动电机的供电电路的一般配置，其并入了用于抑制起动电机生成的电磁噪声的带阻滤波器；
图2是带阻滤波器的第一实施例的等效电路图；
图3A、3B和3C是用于描述第一实施例的衰减效应的等效电路图；
图4是带阻滤波器的第二实施例的等效电路图；
图5是图示与电机的供电电路中的带阻滤波器连接的带阻滤波器测试电路的电路图；
图6是出于比较目的的，第二实施例的修改形式的等效电路图；
图7示出了出于比较目的的，图6的带阻滤波器提供的测量的衰减特性；
图8示出了第二实施例提供的测量的衰减特性；
图9是第二实施例的第一替选配置的等效电路图；
图10是第二实施例的第二替选配置的等效电路图；
图11是第二实施例的第三替选配置的等效电路图；
图12是第二实施例的第四替选配置的等效电路图；以及
图13是用于描述现有技术的缺点的示图。
具体实施方式
将参照图1至3描述由数字1表示的带阻滤波器的第一实施例。该实施例适用于与车辆的供电网络连接的车辆的起动电机2。起动电机2是直流(DC)电机，当起动器螺线管5的接触部闭合时从电池4向该直流电机供电，以施加用于起动车辆引擎的扭矩。带阻滤波器1用于在宽频率范围内抑制起动电机2产生的电压变化，即源自起动电机2的电磁噪声。
起动电机2是包括离合器的起动器装置的部件，该离合器将扭矩从起动电机的输出轴传输到小齿轮(pinion gear)，当驱动起动电机用于起动引擎时该小齿轮与引擎的环形齿轮啮合。
连接引线(以下被称为主连接引线8，图2中所示)经由起动器螺线管5和带阻滤波器1连接，以将电池4的高电位施加到起动电机2的端子2a(高电位端子)。电池4的低电位(即，供电网络3的参考地电位)经由连接引线或者经由其中安装起动电机2的车辆的金属底盘施加到起动电机2的端子2b(低电位端子)。这里，“高电位”表示绝对值不同于供电网络3的地电位的直流电位。由此当螺线管接触部闭合时，在引擎起动期间从电池4向起动电机2提供直流功率。当安装在车辆中时，供电网络3连接到车辆的各种其他电气设备(图中未示出)。带阻滤波器1使引擎起动期间从起动电机2进入供电网络3的电压波动水平衰减。
如所示出的，带阻滤波器1具有三个滤波器端子ta、tb和tc，并且串联连接在起动器螺线管5和起动电机2之间，并且与起动电机2并联连接。带阻滤波器1的一些导体元件(配线引线或线排)经由供电网络3的端子tc电连接到起动电机的金属壳体并且由此连接到供电网络3的地电位(低电位)。起动电机2的端子2b也直接电连接到起动电机2的壳体，而在引擎起动期间起动电机2的端子2a经由带阻滤波器1和起动器螺线管5连接到供电网络3的高电位。因此在引擎起动期间从电池4向起动电机2提供直流功率。
带阻滤波器1的端子ta直接连接到起动电机2的高电位端子2a并且端子tb连接到起动器螺线管5的一个接触部，而起动器螺线管5的另一接触部连接到电池4的高电位端子。端子tc直接连接到起动电机2的壳体，即连接到起动电机2的端子2b。
如图2中所示，端子ta和tb通过主连接引线8的在起动器螺线管5和起动电机2的高电位端子2a之间延伸的部分连接。部分分支连接引线9的将电容器C1的相对的端子分别连接到端子tc和主连接引线8上的分支连接点(以下被简单称为分支点)p。相似地，部分分支连接引线10将电容器C2的相对的端子分别连接到端子tc和主连接引线8上的分支点q。电容器C1和C2由此跨越起动电机2并联电连接。
在图2中以等效电路的形式示出了电容器和连接引线的电感和电阻分量。L1、L3和L7表示主连接引线8的部分8a、8b和8c的各自的串联电感值。这些部分分别在端子ta和分支点p之间，在分支点p和q之间，以及在分支点q和带阻滤波器1的端子tb之间延伸。L2和L4表示分支连接引线9和10的各自的串联电感值。ESL1和ESL2表示电容器C1和C2的各自的等效串联电感值，并且在下文中通常被共同表示为ESL。ESR1和ESR2表示电容器C1和C2的各自的等效串联电阻值，并且在下文中通常被共同表示为ESR。等效串联电感值和等效串联电阻值中的每个具有小的量值。
出于描述的目的，从主连接引线8的分支点(p或q)通过相应的电容器C1或C1(即，经由该电容器的分支连接引线)延伸到端子tc(即，延伸到起动电机2的低电位端子2b)的电路路径将被表示为与该电容器对应的“电容器侧路径”。从电容器的分支点(p或q)延伸到起动电机2的端子2a的电路路径将被表示为与该电容器对应的“电机侧路径”。将假设电容器C1的电机侧路径的总电感是L1，并且电容器C1的电机侧路径的总电感是(L1+L3)。
如下文所述，对于该实施例，使与电容器对应的电容器侧分支的总电感小于相应的电机侧路径的总电感。
结果，由起动电机2生成的电磁噪声被多级分压，即，被包含电容器C1的电路和被包含电容器2的电路分压，并且由此阻止该电磁噪声影响供电网络3的其他部分。将参照图3A至3C以及下式(1)至(3)描述第一实施例的这种噪声抑制效应。在图3A至3C中指示了下式(1)至(7)的阻抗值Z1至Z4和图2的电感L1、ESL1等之间的关系。由于仅评估带阻滤波器电路自身的元件提供的衰减效应，因此省略考虑起动电机2的内部电感(定子绕组电感)。
电容器C1提供的衰减(参照图3A的等效电路)被表示为衰减1，其被表述为：
衰减1＝20log10(V1/V噪声).........(1)
这里，如图3A的等效电路所示，V噪声是在未连接带阻滤波器1的情况下将施加到供电电路3的噪声电压的幅度，而V1是连接带阻滤波器1时(仅考虑电容器C1的衰减效应)施加的噪声电压的幅度。
可以根据下式计算比V1/V噪声：
V1/V噪声＝|Z2|/(|Z1|+|Z2|).........(2)
在其中电容器C1的电容阻抗基本为零的频率范围内，|Z1|＝2πf(L1)并且|Z2|＝2πf(ESL1+L2)，其中f表示频率。通过将式(2)应用于式(1)，可以如下获得电容器C1提供的衰减：
衰减1＝20log10{(ESL1+L2)/(L1+ESL1+L2)}.........(3)
接下来，将计算由并联的电容器C1和C2提供的衰减(参见图3B)，其被表示为衰减2。首先在图3B的等效电路中使用如图3A中所示的电容器C1提供的衰减1来获得包含电容器C2的图3C的等效电路。由电容器2提供的衰减2被表述为：
衰减2＝20log10(V2/V1).........(4)
V2/V1被计算为：
V2/V1＝|Z4|/(|Z1//Z2|+|Z3|+|Z4|).........(5)
在其中电容器C1和C2的电容阻抗基本为零的频率范围内：
|Z1|＝2πf(L1)，|Z2|＝2πf(ESL1+L2)，|Z3|＝2πf(L3)，|Z4|＝2πf(ESL2+L4)。
因而，将式(5)应用于式(4)以获得下式(6)，电容器C2提供的衰减2可以被计算为：
衰减2＝20log10{(ESL2+L4)/(L1//(ESL1+L2)+L3+ESL2+L4)}...(6)
由C1和C2提供的组合衰减是衰减1和2的和，即：
20log10(V1/V噪声)+20log10(V2/V1)＝20log10{(ESL1+L2)/(L1+ESL1+L2)}+20log10{(ESL2+L4)/(L1//(ESL1+L2)+L3+ESL2+L4)}.........(7)
如式(7)所示并且如可以根据图3A、3B和3C的等效电路理解的，可以如下分别增加电容器C1和C2提供的衰减。如图3A所示，应使与电容器C1串联的电感量(即，ESL1和L2的和)相对于L1小。在该条件下，如图3C所示，应使与电容器C2串联的电感量(即，ESL2和L4的和)相对于L3小。
换言之，使与电容器C1对应的电容器侧路径(来自分支点p)的总串联电感小于相应的电机侧路径(如上文定义的)的总串联电感，并且使与电容器C2对应的电容器侧路径(来自分支点q)的总串联电感小于相应的电机侧路径的总串联电感。
如可以根据上文理解的，通过建立关于每个电容器C1和C2的电容器侧路径和电机侧路径的上述电感值关系，可以消除电容器C1和C2的电感分量在特定频率下使衰减减少(即，由于上文参照图13描述的增加的阻抗)的效应。由此可以获得期望频率范围上的令人满意的衰减特性。
此外，对于第一实施例，电阻器R1与电容器C1串联连接。如下文所述，基于电容器C1和C2以及相关联的电感的值确定电阻器R1的适当的值。
在具有多个并联连接的电容器的带阻滤波器中，由于连接引线的电感分量和电容器的等效串联电感，在滤波器电路中出现串联谐振电路和并联谐振电路。通常，并联谐振电路导致特定频率下的减少的衰减，而串联谐振电路导致其他频率下的增加的衰减。对于该实施例，电阻器R1与电容器C1串联连接，用于阻尼该并联谐振并且由此防止衰减减少，电阻器R1具有高于电容器C1的等效串联电阻的电阻。
更具体地，并联谐振电路由图1中指示的闭合电路X形成，其包含电容器C1和C2。该电路具有由电容器C1和C2的组合值以及关于闭合电路X的总电感值确定的并联谐振频率。对于该实施例，通过插入与电容器C1串联的电阻器R1来阻尼并联谐振，由此防止跨越C1、C2的阻抗由于并联谐振而增加。因此，防止了由于电容器C1和C2的ESL的影响引起的特定频率下的滤波器的衰减的降低。
参照图2，如下计算电阻器R1的适当的值。
首先，计算并联电容器C1和C2形成的闭合电路X的总电感值L全，以及电容器C1和C2的组合值。通过将电容器C1和C2的ESL1和ESL2的值的和加到闭合电路X中的连接引线部分的总等效串联电感值(L2、L3、L4)，获得了总电感值L全。
将电容器C1和C2的值分别指定为c1和c2，获得如下电容器C1和C2的组合电容C全：
C全＝(c1×c2)/(c1+c2)
随后抑制闭合电路X中的并联谐振所需的电阻值R全被计算为：
R全＝2√(L全/C全)
随后通过从R全中减去闭合电路X的总串联电阻值来获得电阻器R1的所需值。
应当注意，本发明不限于使用关于电阻器R1的该特定电阻值，然而该值应大于ESR1。包含电容器C1和C2的闭合电路中的并联谐振的阻尼程度由为电阻器R1选择的值确定。
对于该实施例，将单个电阻器R1并入在带阻滤波器1中，然而同样可以使用多个电阻器。例如，两个电阻器可以分别与每个电阻器C1和C2串联连接。在该情况下，按与计算单个电阻器R1的电阻值相同的方式计算多个电阻器的所需的总电阻值。
第一实施例的效果
通过如上文所述的第一实施例的带阻滤波器1，对于每个并联电容器对C1、C2，针对分支点p和q中的相应的一个，使相应的电容器侧路径的电感小于相应的电机侧路径(如上文定义的)的电感。由此消除了由于电容器的等效串联电感分量引起的每个电容器的增加的阻抗的影响，使得能够在所需频率范围上实现有效的衰减。此外，电阻器R1与电容器对中的至少一个电容器串联连接。电阻器的值被预先确定，诸如以阻尼包含电容器C1、C2的闭合电路的并联谐振。
由此在预定的宽频率范围上获得了改进的衰减，使得能够实现来自起动电机2的电磁噪声源的有效抑制。
第二实施例
将参照图4至8描述带阻滤波器的第二实施例。将仅详细描述与第一实施例的不同之处。
第二实施例的带阻滤波器100与第一实施例的不同之处在于额外的电容器C3连接在主连接引线8和端子tc之间，其与电容器C3相邻。如图4中所示，电容器C3具有等效串联电感值ESL3和等效串联电阻值ESR3。电容器C3的分支连接引线11在分支点r处连接到主连接引线8，L5表示主连接引线8的在分支点r和带阻滤波器100的端子ta之间的部分8d的串联电感值，而L6表示分支连接引线11的串联电感值。
电阻器R1在分支连接引线9中串联连接在电容器C1和端子c之间，而电阻器R2在分支连接引线10中串联连接在电容器C2和端子tc之间。电容器C1、C2和C3因而彼此并联连接并且与起动电机2并联连接。在其他方面，该实施例与第一实施例的带阻滤波器1相同。
可以按与第一实施例的电阻器R1的计算相似的方式计算该实施例的电阻器R1和R2的适当的值。由此分别使电阻器R1、R2的电阻值大于相应的电容器C1和C2的等效串联电阻值。
将首先参照图5描述电阻器R1和R2减少由电容器C1、C2和C3提供的衰减的降低(如上文所述由于电容器的电感分量的影响)程度的效应。这示出了测试装置，其由向起动电机2供电的供电网络、第二实施例的带阻滤波器100以及作为连接到供电网络3的供电阻抗稳定化电路的LISN(线路阻抗稳定化网络)15形成。LISN 15在这里用于对在起动电机2安装在车辆中并且被激活时连接到供电网络3的(起动电机2以外的)电气设备的影响建模。
车辆的这种其他电气设备包括诸如风挡刮水器电机、车辆空调装置的吹风电机等的辅助设备。这些辅助设备具有各自的阻抗值，当评估起动电机的电气特性时必须考虑这些阻抗值。因此通常使用具有图5所示形式的电路执行评估，其中LISN 15连接到供电网络3。
LISN 15包括电容器Cs1和Cs2、电阻器Rs1以及具有电感Ls1的，供电网络3的与起动电机2串联连接的部分。电阻器Rs1连接到电容器Cs1的低电位端子，电容器Cs1和电阻器Rs1的串联连接组合与起动电机2并联连接。电阻器Rs2与起动电机2并联连接。Lx和Ly分别表示带阻滤波器100和LISN 15之间的以及LISN 15和电池4之间的连接引线部分的电感分量。起动电机2以等效电路形式被表示为电磁噪声源，其具有源阻抗Z并且生成噪声电压V噪声。
出于比较目的，将首先在省略电阻器R1和R2的情况下描述带阻滤波器100提供的衰减效果。图6中示出了得到的带阻滤波器100A。如所示出的，这具有包含电容器C1和C2的闭合电路X，以及包含电容器C2和C3的闭合电路Y。如使用图5的LISN 15测量的带阻滤波器100A提供的衰减可以被表述为20log10(VLISN/V噪声)。这里，VLISN是起动电机2生成的电噪声电压的值，其呈现在图5中示出的LISN 15的端子t处。
图7示出了在这样测量时带阻滤波器100A的衰减特性，其示出了由于电容器C1、C2和C3的等效串联电感导致的谐振引起的衰减增加和减少的频率区域。如所示出的，该特性具有三个衰减增加的串联谐振区域1、2和3，以及两个衰减减少的并联电阻器区域1和2。三个串联谐振区域由包含电容器C1、C2和C3的串联谐振电路导致。并联谐振区域1由包含电容器C1和C2的闭合电路X导致，而并联谐振区域2由包含电容器C2和C3的闭合电路Y导致。
如可根据图7理解的，并联谐振电路部分导致了，在电容器C1、C2和C3的等效串联电感起作用的频率范围中，滤波器提供的衰减降低。
图8示出了当使用LISN 15测量时的，具有分别与电容器C1和C2串联连接的电阻器R1和R2的带阻滤波器100的衰减特性。如通过与图7所示的特性的比较所示，基本上消除了特定频率处的衰减(由于如上文所述的并联谐振电路部分的影响)程度的降低。这归因于分别用于阻尼闭合电路X和Y的并联谐振的电阻器R1和R2的插入。
与针对闭合电路X的谐振的第一实施例的电阻器R1的效果相似，用于阻尼闭合电路Y的并联谐振的第二实施例的电阻器R2提供了相似的效果。
此外，对于带阻滤波器100，使与电容器C1对应的电容器侧路径(来自分支点p)的电感小于相应的电机侧路径(如上文针对第一实施例定义的)的电感，并且使与电容器C2对应的电容器侧路径(来自分支点q)的电感小于相应的电机侧路径的电感，并且使与电容器C3对应的电容器侧路径(来自分支点r)的电感小于相应的电机侧路径的电感。这些电感关系确保了消除电容器阻抗随着特定值以上的频率增加而增加(如上文参照图13所示，由于电容器的等效串联电感分量)的效应。
将其中电容器的电容阻抗基本为零的频率范围指定为电容器的“有效频率范围”，建立如下关系。在第一实施例的情况下，电容器C1和C2的值被选择为使得电容器各自的有效频率范围相对彼此连续移位。相似地，对于第二实施例，电容器C1、C2和C3的值被选择为使得电容器各自的有效频率范围相对彼此连续移位。
替选实施例
对于第一实施例的带阻滤波器1，其具有与起动电机2并联连接的两个电容器C1和C2，单个电阻器R1与电容器C1串联连接。然而如上文所述，同样可以通过使各个电阻器与电容器C1和C2串联连接来修改第一实施例，获得了相似的结果。
本发明不限于具有与起动电机2并联连接的两个电容器或三个电容器的第一和第二实施例的配置。同样可以将该带阻滤波器配置为具有与起动电机2并联连接的四个或更多个电容器。在该情况下，如针对以上实施例描述的，电容器的值应被选择为使得电容器各自的有效频率范围(如上文定义的)连续移位。
对于第二实施例，电阻器R1在电容器C1的低电位端子和端子tc之间与电容器C1串联连接，而电阻器R2在电容器C2的低电位端子和端子tc之间与电容器C2串联连接。然而，将这些电阻器中的每个与电容器串联连接不是必须的。同样可以例如如图9中所示，在分支点p和q之间连接电阻器R3。
此外可以将该电阻器连接到相应的电容器的低电压端子或高电压端子。这由图10中示出的带阻滤波器102示出，其中电阻器R4连接在电容器C1的高电位端子和分支点p之间。可替选地，对于图11所示的带阻滤波器103，电阻器R4可以连接在电容器C1的高电位端子和分支点p之间，而电阻器R1连接在电容器C1的低电位端子和端子tc之间。
此外可以利用与带阻滤波器的电容器串联连接的多个电阻器代替单个电阻器。例如在图12所示的带阻滤波器104中，电阻器R1由并联连接的一对电阻器形成，而电阻器R2由串联连接的一对电阻器形成。相似地，可以利用多个电容器代替带阻滤波器的单个电容器。例如在带阻滤波器104中，电容器C1由串联连接的一对电容器形成。
此外不必将电阻器R1、R2等构造为离散元件，因为通过适当地调整分支连接引线9、10、11或者主连接引线8的部分的性质(例如，材料、长度、形状等)以提供所需的电阻值，可以实现相同的效果。
此外，在假设对于每个电容器C1、C2等存在如下条件的情况下描述了以上实施例：“使相应的电容器侧路径的总电感小于相应的电机侧路径的总电感”，通过使主连接引线8的各个部分8a、8b等以及分支连接引线9、10等具有适当的串联电感值来满足该条件。然而，同样可以通过插入具有适当电感值的线圈(电感线圈)来确保满足以上条件。
例如参照图2或图6，线圈可以串联连接在分支点q和端子ta之间，线圈电感是L1。因而线圈可以连接在电容器C1、C2、C3中的一个或多个电容器的电机侧路径和电容器侧路径至少之一中。这样可以任意确定线圈电感值，使得满足以上规定的电感条件。
上文针对作为车辆的起动电机的电磁噪声源描述了本发明，然而本发明同样可应用于各种其他类型的旋转机器，诸如车辆空调装置的吹风电机等。此外，本发明不限于对电动机的应用，而是同样可以应用于生成电磁噪声并且连接到供电网络的其他类型的装置。
因而应当理解，在如所附权利要求中阐述的本发明的要求保护的范围内，可以设想以上实施例的各种修改和替选配置。
在所附权利要求中，术语“连接引线”将被理解为通常表示电导线，或者诸如线排等的电导体部件。直流电源的“低电位”表示与直流电源的参考地电位对应的电位，并且“高电位”表示具有与低电位不同的绝对值的直流电位。

Claims (23)

1.一种带阻滤波器，包括并联连接在电磁噪声源的第一端子和第二端子之间的多个电容器，所述电磁噪声源产生连接到所述的电磁噪声源的第一端子的主连接引线的电压波动，所述电容器在各自相应的分支连接点处电连接到所述主连接引线；
其中：
对于所述电容器中的每个电容器，第一电路路径的电感被预先确定为小于第二电路路径的电感，所述第一电路路径从所述电容器的相应的分支连接点经由所述电容器延伸到所述的电磁噪声源的第二端子，并且所述第二电路路径从所述相应的分支连接点延伸到所述的电磁噪声源的第一端子；
所述带阻滤波器包括至少一个电阻器，所述电阻器在所述第一电路路径上与所述电容器中的相应的一个电容器串联连接；以及
所述电阻器的电阻值被预先确定为大于所述相应的电容器的等效串联电阻值的值。
2.根据权利要求1所述的带阻滤波器，其中所述电阻器的所述电阻值被预先确定用于施加闭合电路中的并联谐振的阻尼，所述闭合电路包含所述相应的电容器和所述电容器中的紧邻的一个电容器。
3.根据权利要求2所述的带阻滤波器，其中所述电阻器的所述电阻值基于所述闭合电路的所述电容器的参数值被预先确定，所述参数值包括所述的闭合电路的电容器的各自的电容值，各自的等效串联电感值和各自的等效串联电阻值。
4.根据权利要求2所述的带阻滤波器，其中多个闭合电路由所述电容器的各个并联连接的相邻电容器对构成，以及其中所述闭合电路中的每个包括至少一个电阻器，所述电阻器与所述闭合电路的电容器中的至少一个串联连接，用于施加所述闭合电路中的并联谐振的阻尼。
5.根据权利要求1所述的带阻滤波器，其中所述电容器中的至少一个电容器包括多个并联连接的电容器。
6.根据权利要求1所述的带阻滤波器，其中所述电容器中的至少一个电容器包括多个串联连接的电容器。
7.根据权利要求1所述的带阻滤波器，其中所述电阻器包括多个串联连接的电阻器。
8.根据权利要求1所述的带阻滤波器，其中所述电阻器包括多个并联连接的电阻器。
9.根据权利要求1所述的带阻滤波器，其中所述电阻器由连接引线的电阻分量构成。
10.根据权利要求1所述的带阻滤波器，其中所述第一电路路径的所述电感和所述第二电路路径的所述电感中的至少一个的至少一部分由连接引线的串联电感分量构成。
11.根据权利要求1所述的带阻滤波器，包括至少一个电感线圈，其中所述第一电路路径的所述电感和所述第二电路路径的所述电感中的至少一个的至少一部分由所述电感线圈的电感构成。
12.根据权利要求1所述的带阻滤波器，其中直流DC电源的高电位经由所述主连接引线施加到所述电磁噪声源的所述第一端子并且经由所述分支连接点施加到所述电容器各自的高电位端子，
所述DC电源的低电位被施加到所述电磁噪声源的所述第二端子以及所述电容器各自的低电位端子。
13.根据权利要求12所述的带阻滤波器，其中所述电阻器串联连接在电容器的所述高电位侧和与所述电容器对应的所述分支连接点之间。
14.根据权利要求12所述的带阻滤波器，其中所述电阻器串联连接在电容器的所述低电位侧和所述的电磁噪声源的第二端子之间。
15.根据权利要求12所述的带阻滤波器，其中所述电阻器包括串联连接在电容器的所述高电位端子和与所述电容器对应的所述分支连接点之间的至少一个电阻器，以及串联连接在所述电容器的所述低电位端子和所述的电磁噪声源的第二端子之间的至少一个电阻器。
16.根据权利要求1所述的带阻滤波器，其中所述电磁噪声源包括旋转机器。
17.根据权利要求10所述的带阻滤波器，其中所述电磁噪声源包括内燃机的起动电机。
18.一种带阻滤波器包括：
主连接引线，具有第一滤波器端子，所述第一滤波器端子适于连接到电磁噪声源的第一端子，
第一分支连接引线，在所述主连接引线上的第一分支连接点和第二滤波器端子之间延伸，所述第二滤波器端子适于连接到所述电磁噪声源的第二端子，
第二分支连接引线，在所述主连接引线上的第二分支连接点和所述第二滤波器端子之间延伸，
第一电容器，串联连接在所述第一分支连接引线中，和第二电容器，串联连接在所述第二连接引线中，以及
电阻器，在所述第一分支连接引线中与所述第一电容器串联连接；
其中
所述第一电容器的等效串联电感值和所述第一分支连接引线的电感值的总和被预先确定为小于所述第一分支连接点和所述第一滤波器端子之间的电感值，
所述第二电容器的等效串联电感值和所述第二分支连接引线的电感值的总和被预先确定为小于所述第二分支连接点和所述第一分支连接点之间的电感值，以及
所述电阻器的电阻值被预先确定用于施加由包含所述第一电容器和所述第二电容器的闭合电路构成的并联谐振电路的谐振的阻尼。
19.根据权利要求18所述的带阻滤波器，其中所述电阻器包括多个串联连接的电阻器。
20.根据权利要求18所述的带阻滤波器，其中所述电阻器包括多个并联连接的电阻器。
21.一种带阻滤波器包括：
主连接引线，具有第一滤波器端子，所述第一滤波器端子适于连接到电磁噪声源的第一端子，
第一分支连接引线，在所述主连接引线上的第一分支连接点和第二滤波器端子之间延伸，所述第二滤波器端子适于连接到所述电磁噪声源的第二端子，
第二分支连接引线，在所述主连接引线上的第二分支连接点和所述第二滤波器端子之间延伸，
第三分支连接引线，在所述主连接引线上的第三分支连接点和所述第二滤波器端子之间延伸，
第一电容器，串联连接在所述第一分支连接引线中，第二电容器，串联连接在所述第二分支连接引线中，和第三电容器，串联连接在所述第三分支连接引线中，以及
第一电阻器，在所述第一分支连接引线中与所述第一电容器串联连接，和第二电阻器，在所述第二分支连接引线中与所述第二电容器串联连接；
其中
所述第一电容器的等效串联电感值和所述第一分支连接引线的电感值的总和被预先确定为小于所述第一分支连接点和所述第一滤波器端子之间的电感值，
所述第二电容器的等效串联电感值和所述第二分支连接引线的电感值的总和被预先确定为小于所述第二分支连接点和所述第一分支连接点之间的电感值，
所述第三电容器的等效串联电感值和所述第三分支连接引线的电感值的总和被预先确定为小于所述第三分支连接点和所述第二分支连接点之间的电感值，
所述第一电阻器的电阻值被预先确定用于施加由包含所述第一电容器和所述第二电容器的闭合电路构成的并联谐振电路的谐振的阻尼，以及
所述第二电阻器的电阻值被预先确定用于施加由包含所述第二电容器和所述第三电容器的闭合电路构成的并联谐振电路的谐振的阻尼。
22.根据权利要求21所述的带阻滤波器，其中所述第一电阻器和所述第二电阻器中的至少一个包括多个串联连接的电阻器。
23.根据权利要求21所述的带阻滤波器，其中所述第一电阻器和所述第二电阻器中的至少一个包括多个并联连接的电阻器。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8565709B2 (en) * 2010-12-30 2013-10-22 Apple Inc. Digital signal filter
JP2012246905A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Denso Corp スタータ
FR2982911B1 (fr) * 2011-11-18 2013-11-15 Valeo Equip Electr Moteur Demarreur electrique a filtre electronique integre pour moteur a combustion interne
CN104170235B (zh) * 2012-03-12 2016-12-07 三菱电机株式会社 功率转换装置
RU2513764C2 (ru) * 2012-07-02 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения"(ОАО "ОНИИП") Полосовой lс-фильтр с компенсацией отражений в полосе задерживания
RU2513762C2 (ru) * 2012-07-19 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Полосовой lc-фильтр с постоянным входным сопротивлением в полосах задерживания
JP2014045539A (ja) * 2012-08-24 2014-03-13 Denso Corp スタータ用ノイズ抑制装置
US9660734B2 (en) * 2013-03-15 2017-05-23 Intel Corporation Method, apparatus, and system to mitigate broadband radio frequency interference
US20160172942A1 (en) * 2013-07-04 2016-06-16 Linak A/S Actuator system
US9780754B2 (en) * 2014-04-14 2017-10-03 Yazaki Corporation Noise removal circuit of wire harness and wire harness assembly including the same
CN105356018B (zh) * 2014-08-19 2020-03-17 德昌电机(深圳)有限公司 微波滤波器及应用该微波滤波器的电机
US20160285360A1 (en) * 2015-03-24 2016-09-29 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for electromagnetic interference reduction
US10581414B2 (en) 2015-10-14 2020-03-03 Mediatek Inc. Semiconductor integrated circuit device
US20190372542A1 (en) * 2017-02-06 2019-12-05 Mitsubishi Electric Corporation Noise filter
TWI683602B (zh) * 2018-12-03 2020-01-21 英業達股份有限公司 雜訊抑制電路裝置
RU207251U1 (ru) * 2021-05-31 2021-10-20 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") Интегральный полосовой lc-фильтр
US11742770B2 (en) * 2021-07-29 2023-08-29 Ford Global Technologies, Llc Power converter busbar for use across a range of frequencies

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5280808A (en) * 1975-12-27 1977-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Filter circuit
JPS6177409A (ja) * 1984-09-21 1986-04-21 Sharp Corp ノイズフイルタ
JPH08167822A (ja) * 1994-12-13 1996-06-25 Nemic Lambda Kk 高調波電流抑制器
FR2817412A1 (fr) * 2000-11-30 2002-05-31 St Microelectronics Sa Filtre passe-bas ou passe-bande integre
US6717485B2 (en) * 2002-02-19 2004-04-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Interference signal decoupling using a board-level EMI shield that adheres to and conforms with printed circuit board component and board surfaces
JP2003338722A (ja) * 2002-05-20 2003-11-28 Tdk Corp ノイズ抑制回路
JP4037208B2 (ja) * 2002-08-09 2008-01-23 三菱電機株式会社 フィルタ回路
JP3957206B2 (ja) * 2003-06-26 2007-08-15 イーエムシー株式会社 保安アース線用ノイズフィルタ及びこれを備えた電子装置
JP4424476B2 (ja) * 2004-01-30 2010-03-03 Ｔｄｋ株式会社 ノイズ抑制回路
JP4483863B2 (ja) * 2004-03-31 2010-06-16 Ｔｄｋ株式会社 ノイズ抑制回路
JP4716967B2 (ja) * 2006-09-28 2011-07-06 三菱電機株式会社 フィルタ回路
DE102008001570A1 (de) 2008-05-06 2009-11-12 Robert Bosch Gmbh Elektrischer Starter für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
JP2010220838A (ja) 2009-03-24 2010-10-07 Shimadzu Corp 放射線撮影装置

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