CN105723598B - 噪声滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明的噪声滤波器被插入在要对噪声进行衰减的主电路的电源侧和负载侧之间，利用由线圈和电容器构成的滤波器电路使所述主电路的噪声得到衰减，使所述基板接地图案被分离为多个基板接地图案，并且分别与存在于所述基板之外的共用的接地构件连接，进一步地，使所述基板接地图案为面块图案，使相邻的所述基板接地图案之间的距离为规定间隔以下。

Description

噪声滤波器
技术领域
本发明涉及在AC/DC转换器、逆变器等电气设备的交流电源线路或输入电流平滑后的直流线路中插入的噪声滤波器。
背景技术
各种电气设备产品、电子设备产品由于EMC(Electromagnetic Compatibility：电磁兼容性)限制等，需要抑制从与电气设备、电子设备相连接的电源线路、通信线路等产生的传导噪声。因此，采用了在商用电源线路和各种电子设备之间连接噪声滤波器的结构。然而，即使采用像这样的噪声滤波器也无法得到所期望的噪声衰减特性，需要开发更有效地进行噪声抑制的技术。
以往，已知例如专利文献1所公开的技术，作为提高这样的噪声滤波器的噪声衰减特性的技术。该专利文献1所公开的技术提出了在由共模扼流线圈、电容器等构成的噪声滤波器中，在两个共模扼流圈之间插入与车辆的底盘、壳体等保持接地电位的结构物相连接的导电体。
根据上文的现有技术，通过利用在两个共模扼流圈之间插入的导电体来截断存在于两个共模扼流线圈之间的寄生静电电容所造成的各共模扼流线圈之间的耦合，从而对由于共模扼流线圈的绕组产生的寄生静电电容而恶化的噪声衰减特性进行改善，并且通过将在各共模扼流线圈和导电体之间产生的寄生静电电容用作为使噪声旁路至接地电位部的线路旁路电容器，从而可实现噪声衰减特性的提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平11－346472号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，上述的现有技术的噪声滤波器中存在如下课题。即，如上文所述，现有技术的噪声滤波器由于将在共模扼流线圈和导体之间产生的寄生静电电容用作为线路旁路电容器，因此等效于在主电路图案和接地电位部之间并联连接了电容。其结果是，由于截止频率向低频侧移动，在低频带中噪声滤波器的噪声衰减特性得到改善，但在高频带中由于电容器分量的阻抗(1/jωC)降低，可能产生由某个电容器流向接地电位部的噪声电流再次从接地电位部经由其它的电容器返回主电路图案的路径，在高频带中，噪声滤波器的噪声衰减特性发生恶化。另外，上文的现有技术的噪声滤波器所针对的对象噪声是传导噪声，未考虑辐射噪声的影响。因此，根据现有技术，在噪声滤波器的附近有噪声源的情况下，来自噪声源的辐射噪声会混入主电路图案。由此，利用以往的噪声滤波器，即使能使例如传导噪声衰减，在通过滤波器后来自外部的辐射噪声也会混入主电路图案，使EMC性能恶化。
以往，不太会对噪声滤波器的噪声衰减特性进行详细的解析，由于一直主要通过试凑法来进行应对的缘故，因此并没有确定噪声衰减特性劣化的原因究竟是什么，但通过本发明人的解析，能如前文所述地那样确定以往的噪声滤波器的噪声衰减特性劣化的原因。
本发明是为了解决以往的噪声滤波器中的上述问题而提出的，其目的在于提供一种在不使用特别的电路的情况下，不仅考虑到传导噪声还考虑了辐射噪声，能提高噪声衰减特性的噪声滤波器。
解决技术问题所采用的技术手段
本发明的噪声滤波器包括：
基板；线圈，该线圈安装于所述基板；基板接地图案，该基板接地图案形成于所述基板；以及电容器，该电容器安装于所述基板，连接在所述线圈和所述基板接地图案之间，该噪声滤波器被插入在要使噪声衰减的主电路的电源侧和负载侧之间，利用由所述线圈和所述电容器构成的滤波器电路使所述主电路的噪声得到衰减，其特征在于，
所述基板接地图案被分离为多个基板接地图案，
所述分离的多个基板接地图案分别与存在于所述基板之外的共用的接地构件相连接，
进一步地，所述多个基板接地图案由面块图案构成，并且被配置为与相邻的基板接地图案之间的间隔均为规定的距离以下。
发明效果
本发明的噪声滤波器中，基板接地图案被分离为多个基板接地图案，分离的多个基板接地图案分别与存在于基板之外的共用的接地构件相连接，进一步地，多个基板接地图案由面块图案构成，并且被配置为与相邻的基板接地图案之间的间隔均达到规定的距离以下，因此不使用特别的电路的情况下，即能提高噪声衰减特性。
附图说明
图1是示意性表示本发明的实施方式1的噪声滤波器的立体图。
图2是用于说明本发明的实施方式1的噪声滤波器的动作的等效电路图。
图3是示意性表示比较例1的噪声滤波器的立体图。
图4是用于说明比较例1的噪声滤波器的动作的等效电路。
图5是在比较例1的噪声滤波器中，示出了理想的噪声电流的电流路径的说明图。
图6是在比较例1的噪声滤波器中，示出了实际的噪声电流的电流路径的说明图。
图7是在本发明的实施方式1的噪声滤波器中，表示噪声电流的电流路径的说明图。
图8是示意性表示本发明的实施方式2的噪声滤波器的立体图。
图9是用于说明本发明的实施方式2的噪声滤波器的动作的等效电路图。
图10是示意性表示比较例2的噪声滤波器的立体图。
图11是用于说明比较例2的噪声滤波器的动作的等效电路。
图12是在本发明的实施方式2的噪声滤波器中，说明噪声电流的电流路径的图。
图13是表示噪声滤波器的噪声衰减特性的特性图。
图14是示意性表示本发明的实施方式3的噪声滤波器的立体图。
图15是用于说明本发明的实施方式3的噪声滤波器的动作的等效电路图。
图16是示意性表示本发明的实施方式4的噪声滤波器的立体图。
图17是用于说明本发明的实施方式4的噪声滤波器的动作的等效电路图。
图18是示意性表示本发明的实施方式5的噪声滤波器的立体图。
图19是用于说明本发明的实施方式5的噪声滤波器的动作的等效电路图。
具体实施方式
实施方式1.
以下，对本发明的实施方式1的噪声滤波器进行说明。图1是示意性表示本发明的实施方式1的噪声滤波器的立体图。图1中，噪声滤波器NF1包括安装在作为基板的滤波器基板P的表面上的、作为线圈的第一共模扼流线圈L1以及第二共模扼流线圈L2。另外，噪声滤波器NF1包括：安装在滤波器基板P的表面上作为电容器的、第一线路旁路电容器C1、第二线路旁路电容器C2、第三线路旁路电容器C3、第四线路旁路电容器C4、第五线路旁路电容器C5、和第六线路旁路电容器C6；以及作为基板接地图案的第一基板接地图案GND1、第二基板接地图案GND2、和第三基板接地图案GND3。这些基板接地图案GND1、GND2、GND3分别与车辆的底盘等保持接地电位的结构物即接地面G相连接，但在滤波器基板P的表面上相互电性分离。另外，基板接地图案GND1、GND2、GND3均为面块图案，相邻的基板接地图案彼此(GND1和GND2、GND2和GND3)的间隔被配置为规定的距离以下，以使其不会在规定的电磁波的半波以上。另外，第一基板接地图案GND1、第二基板接地图案GND2、第三基板接地图案GND3可以通过在滤波器基板P的表面上印刷导电体而构成。另外，滤波器基板P为多层基板，采用基板接地图案为外层、主电路图案为内层这样的图案结构。
第一共模扼流线圈L1横跨第一基板接地图案GND1和第二基板接地图案GND2，被放置在它们之上，第二共模扼流线圈L2横跨第二基板接地图案GND2和第三基板接地图案GND3，被放置在它们之上。第一线路旁路电容器C1和第二线路旁路电容器C2被配置在第一基板接地图案GND1上，第三线路旁路电容器C3和第四线路旁路电容器C4被配置在第二基板接地图案GND2上，第五线路旁路电容器C5和第六线路旁路电容器C6被配置在第三基板接地图案GND3上。
图1所示的噪声滤波器NF1中，图1的左下侧为输入侧，与电源侧的输入侧主电路图案相连接，右上侧为负载侧，与电气设备侧的负载侧主电路图案相连接。
图2是用于说明本发明的实施方式1的噪声滤波器的动作的等效电路图。图2中，本发明的实施方式1的噪声滤波器NF1中，其输入侧与输入侧主电路图案LI、NI相连接，负载侧与负载侧主电路图案LL、NL相连接。第一共模扼流线圈L1和第二共模扼流线圈L2串联连接在噪声滤波器NF1的输入侧和负载侧之间。
第一线路旁路电容器C1被连接在输入侧主电路图案NI和第一基板接地图案GND1之间。第二线路旁路电容器C2被连接在输入侧主电路图案LI和第一基板接地图案GND1之间。第三线路旁路电容器C3被连接在第一以及第二共模扼流线圈L1、L2的一方的相互连接部NC和第二基板接地图案GND2之间。第四线路旁路电容器C4被连接在第一以及第二共模扼流线圈L1、L2的另一方的相互连接部LC和第二基板接地图案GND2之间。
第五线路旁路电容器C5被连接在负载侧主电路图案NL和第三基板接地图案GND3之间。第六线路旁路电容器C6被连接在负载侧主电路图案LL和第三基板接地图案GND3之间。第一基板接地图案GND1利用螺钉等第一连接构件SC1与接地面G相连接。第二基板接地图案GND2利用螺钉等第二连接构件SC2与接地面G相连接。第三基板接地图案GND3利用螺钉等第三连接构件SC3与接地面G相连接。接地面G与车辆的底盘、壳体等保持接地电位的结构物相连接。
在如上文所述利用螺钉等第一～第三连接构件SC1、SC2、SC3连接的、第一～第三基板接地图案GND1、GND2、GND3和接地面G之间分别形成恒定的阻抗。
如上文所述，本发明的实施方式1的噪声滤波器，其特征在于，利用相互电性分离的第一～第三基板接地图案GND1、GND2、GND3构成设置在滤波器基板P的外层的基板接地图案，将第一以及第二线路旁路电容器C1、C2连接在第一共模扼流线圈L1的前方(输入侧)和第一基板接地图案GND1之间，将第三以及第四线路旁路电容器C3、C4连接在第一以及第二共模扼流线圈L1、L2的相互连接部NC、NL和第二基板接地图案GND2之间，将第五以及第六线路旁路电容器C5、C6连接在第二共模扼流线圈L2的后方(负载侧)和第三基板接地图案GND3之间，另外，相互电性分离的第一～第三基板接地图案GND1、GND2、GND3均为面块图案，相邻的基板接地图案之间的距离、即第一基板接地图案GND1和第二基板接地图案GND2之间的距离、以及第二基板接地图案GND2和第三基板接地图案GND3之间的距离均被配置为规定的距离以下。
比较例1.
接着，为了理解本发明的实施方式1的噪声滤波器的动作，对比较例1的噪声滤波器进行说明。图3是示意性表示比较例1的噪声滤波器NFC1的立体图，图4是用于说明比较例1的噪声滤波器的动作的等效电路，对与图1以及图2所示的本发明的实施方式1的噪声滤波器相同或相当的部分标注相同的标号。在图3中，比较例1的噪声滤波器NFC1包括在滤波器基板P上的一块连续的基板共用接地图案GND4，第一以及第二共模扼流线圈L1、L2、和第一～第六线路旁路电容器C1～C6被安装在共用的基板接地图案GND4上，从基板共用接地图案GND4经由螺钉等第一～第三连接构件SC1～SC3与接地面G相连接。另外，图4中，假设负载侧LL、NL侧存在有噪声源V1。R1为噪声源电阻。其它结构与实施方式1的情况相同。
图5是在比较例1的噪声滤波器中，示出了理想的噪声电流的电流路径的说明图。通常，从噪声源V1产生的噪声电流的值由共模扼流线圈和线路旁路电容器的阻抗比决定。
噪声滤波器NFC1的负载侧的布线阻抗、即第二共模扼流线圈L2的阻抗ZL由下述式(1)表示，第五以及第六线路旁路电容器C5、C6的阻抗ZC由下述式(2)表示。
【数学式1】
ZL≡jωL 式(1)
在此，ZL＞＞ZC时，从噪声源V1产生的噪声电流的一部分经由第一噪声电流路径I1流动，返回噪声源V1。
同样地，第三以及第四线路旁路电容器C3、C4的阻抗ZC如上述的式(2)表示。在此，ZL＞＞ZC时，从噪声源V1产生的噪声电流的另一部分经由第二噪声电流路径I2流动，返回噪声源V1。
从噪声源V1产生的噪声电流的再另一部分经由第三噪声电流路径I3流动，返回噪声源V1。在此，流过第三噪声电流路径I3的噪声电流由噪声滤波器NFC1的输入侧的布线阻抗、即第一共模扼流线圈L1的阻抗ZL与第一以及第二线路旁路电容器C1、C2的阻抗ZC的阻抗比决定。第一共模扼流线圈L1的阻抗ZL同样由上述式(1)表示，第一以及第二线路旁路电容器C1、C2的阻抗ZC由上述式(2)表示。并且ZL＞＞ZC时，如上文所述从噪声源V1产生的噪声电流的再另一部分经由通过噪声滤波器NFC1的输入侧的第三噪声电流路径I3流动，返回噪声源V1。
如上文所述，比较例1的噪声滤波器中的理想的噪声电流的电流路径如图5所示。然而，实际上由于存在螺钉等连接构件的阻抗，在基板共用接地图案GND4和接地面G之间存在固有的阻抗，因此噪声电流流过与上述图5所示的路径不同的噪声电流路径。
图6是在比较例1的噪声滤波器中，示出了实际的噪声电流的电流路径的说明图。图6中，若使滤波器基板P上的基板接地图案如上文所述成为一块基板共用接地图案GND4，则通过例如第三～第六线路旁路电容器C3、C4、C5、C6流向基板共用接地图案GND4的噪声电流的一部分经由该基板共用接地图案GND4，通过阻抗小于由螺钉等构成的第一～第三连接构件SC1、SC2、SC3的阻抗的第一以及第二线路旁路电容器C1、C2，流过向滤波器基板P的输入侧流动的第五噪声电流路径I5、以及第六噪声电流路径I6，向噪声滤波器NFC1的输入侧、即主电路的电源侧流出。
另外，共模扼流线圈存在绕组的寄生静电电容。其结果是，同样地，流过第五以及第六线路旁路电容器C5、C6的噪声电流的一部分流过第四噪声电流路径I4，该第四噪声电流路径I4经由基板共用接地图案GND4，通过第三以及第四线路旁路电容器C3、C4，以及第一共模扼流线圈L1的寄生静电电容，到达噪声滤波器NFV1的输入侧。
如比较例1的噪声滤波器NFC1那样，在滤波器基板P具备一块基板共用接地图案GND4的情况下，如上文所述噪声电流经由第四～第六噪声电流路径I4、I5、I6从噪声滤波器NFC1的输入侧向主电路的电源侧流出，该噪声电流成为在高频带中噪声滤波器的噪声衰减特性恶化的原因。
在此，对如上述的图1以及图2所示的本发明的实施方式1的噪声滤波器的动作进行说明。图7是在本发明的实施方式1的噪声滤波器中，示出噪声电流的电流路径的说明图。图7中，如上文所述设置在滤波器基板P上的基板接地图案被相互分割，由在滤波器基板P上相互未电连接的第一～第三基板接地图案GND1、GND2、GND3构成。由此，没有形成像比较例1的噪声滤波器NFC1的情况那样的第四～第六噪声电流路径I4、I5、I6，而是形成图5所示的理想的噪声电流路径即第一～第三噪声电流路径I1、I2、I3，由噪声源V1产生的噪声电流从第一～第三连接构件SC1、SC2、SC3经由接地面G返回噪声源V1。
以上，对抑制针对传导噪声的噪声衰减特性的恶化进行了说明。接着，对抑制由于辐射噪声的影响造成的噪声衰减特性的恶化进行说明。
在噪声滤波器NF1的附近有噪声源的情况下，从噪声源经由空中向滤波器基板P的主电路图案混入噪声(未图示)。由此，例如即使改善了传导噪声的衰减特性，若向主电路图案混入了辐射噪声，结果也会使衰减特性恶化。为此，通过将表层图案形成为作为基板接地图案的第一～第三基板接地图案GND1、GND2、GND3，将各基板接地图案形成为面块图案，从而由于辐射噪声经由表层的第一～第三基板接地图案GND1、GND2、GND3在接地面G接地，因此抑制了噪声混入主电路图案。另外，若拉大相邻的第一和第二基板接地图案GND1和GND2之间的距离、以及第二和第三基板接地图案GND2和GND3之间的距离，达到规定的电磁波的半波长以上则电磁波会穿过，为了防止该问题，将相邻的第一基板接地图案GND1和第二基板接地图案GND2之间的间隔、以及第二基板接地图案GND2和第三基板接地图案GND3之间的间隔配置为规定的距离以下，抑制规定的频率以下的辐射噪声混入主电路图案。
如上文所述，本发明的实施方式1的噪声滤波器NF1中，利用相互电性分离的第一～第三基板接地图案GND1、GND2、GND3构成设置在滤波器基板P的外层的基板接地图案，将第一以及第二线路旁路电容器C1、C2连接在第一共模扼流线圈L1的前方(输入侧)和第一基板接地图案GND1之间，将第三以及第四线路旁路电容器C3、C4连接在第一以及第二共模扼流线圈L1、L2的相互连接部NC、NL和第二基板接地图案GND2之间，将第五以及第六线路旁路电容器C5、C6连接在第二共模扼流线圈L2的后方(负载侧)和第三基板接地图案GND3之间，因此未形成从噪声滤波器NF1的输入侧到达主电路的电源侧的噪声电流路径，由此，由噪声源V1产生的噪声电流经由第一～第三噪声电流路径I1、I2、I3返回至噪声源V1，因此噪声滤波器NF1的针对传导噪声的噪声衰减特性没有恶化。另外，使相互电性分离的第一～第三基板接地图案GND1、GND2、GND3均为面块图案，通过将相邻的第一基板接地图案GND1和第二基板接地图案GND2之间的间隔、以及第二基板接地图案GND2和第三基板接地图案GND3之间的间隔配置为规定的距离以下，从而防止辐射噪声混入主电路图案，因此针对辐射噪声的噪声滤波器NF1的噪声衰减特性没有恶化。
实施方式2.
图8是示意性表示本发明的实施方式2的噪声滤波器的立体图。图8中，在滤波器基板P上设置第一以及第二扼流线圈L1、L2；第一～第四线路旁路电容器C1、C2、C3、C4；以及作为基板接地图案的第一以及第二基板接地图案GND1、GND2。在此，将由第一扼流线圈L1和第一以及第二线路旁路电容器C1、C2构成的滤波器电路F1称为第一滤波器电路，将由第二扼流线圈L2和第三以及第四线路旁路电容器C3、C4构成的滤波器电路F2称为第二滤波器电路。
第一基板接地图案GND1和第二基板接地图案GND2在第一以及第二滤波器电路F1、F2的每一电路中被分离，在滤波器基板P上相互未电连接。第一基板接地图案GND1利用由螺钉等构成的第一连接构件SC1与接地面G相连接，第二基板接地图案GND2利用由螺钉等构成的第二连接构件SC2与接地面G相连接。由此，第一基板接地图案GND1和第二基板接地图案GND2经由第一以及第二连接构件SC1、SC2、接地面G相互电连接。接地面G与车辆的底盘、壳体等保持接地电位的结构物相连接。另外，与实施方式1同样地，第一以及第二基板接地图案GND1、GND2均为面块图案，相邻的第一以及第二基板接地图案GND1和GND2之间的间隔被配置为规定的距离以下，以使其不在规定的电磁波的半波以上，滤波器基板P为多层基板，形成第一以及第二基板接地图案为外层、主电路图案为内层这样的图案结构。
第一共模扼流线圈L1被载放在第一基板接地图案GND1上，第二共模扼流线圈L2被载放在第二基板接地图案GND2上。第一线路旁路电容器C1和第二线路旁路电容器C2被配置在第一基板接地图案GND1上，第三线路旁路电容器C3和第四线路旁路电容器C4被配置在第二基板接地图案GND2上。
图8所示的噪声滤波器NF2中，图8的左下侧为输入侧，与电源侧的输入侧主电路图案相连接，右上侧为负载侧，与电气设备侧的负载侧主电路图案相连接。
图9是用于说明本发明的实施方式2的噪声滤波器的动作的等效电路图。图9中，本发明的实施方式2的噪声滤波器NF2中，其输入侧与输入侧主电路图案LI、NI相连接，负载侧与负载侧主电路图案LL、NL相连接。第一共模扼流线圈L1和第二共模扼流线圈L2串联连接在噪声滤波器NF2的输入侧和负载侧之间。输入侧主电路图案LI和负载侧主电路图案LL经由第一以及第二共模扼流线圈L1、L2相连接，输入侧主电路图案NI和负载侧主电路图案NL经由第一以及第二共模扼流线圈L1、L2相连接。
第一线路旁路电容器C1被连接在第一以及第二共模扼流线圈L1、L2的一方的相互连接部NC和第一基板接地图案GND1之间。第二线路旁路电容器C2被连接在第一以及第二共模扼流线圈L1、L2的另一方的相互连接部LC和第一基板接地图案GND1之间。第三线路旁路电容器C3被连接在负载侧主电路图案NL和第二基板接地图案GND2之间。第四线路旁路电容器C4被连接在负载侧主电路图案LL和第二基板接地图案GND2之间。
如上文所述，第一滤波器电路F1中的第一以及第二线路旁路电容器C1、C2被配置在第一共模扼流线圈L1的负载侧，第二滤波器电路F2中的第三以及第四线路旁路电容器C3、C4被配置在第二共模扼流线圈L2的负载侧，这是假设噪声源存在于主电路的负载侧的缘故，在假设噪声源存在于主电路的输入侧的情况下，第一滤波器电路F1中的第一以及第二线路旁路电容器C1、C2被配置在第一共模扼流线圈L1的输入侧，第二滤波器电路F2中的第三以及第四线路旁路电容器C3、C4被配置在第二共模扼流线圈L2的输入侧。
比较例2.
接着，为了理解本发明的实施方式2的噪声滤波器的动作，对比较例2的噪声滤波器进行说明。图10是示意性表示比较例2的噪声滤波器的立体图。图10所示的比较例2的噪声滤波器NFC2与上述图8的实施方式2的噪声滤波器NF2具有相同的滤波器结构，与实施方式2的噪声滤波器NF2的不同点在于，滤波器基板P上的基板接地图案由一块基板共用接地图案GND3构成。图11是用于说明比较例2的噪声滤波器NFC2的动作的等效电路。
在比较例2的噪声滤波器NFC2中，由于存在螺钉等连接构件的阻抗，在基板共用接地图案GND3和接地面G之间存在固有的阻抗。另外，在第一共模扼流线圈L1存在绕组的寄生静电电容。因此，像比较例2的噪声滤波器NFC2那样由一块基板共用接地图案GND3构成基板接地图案的情况下，如图11中虚线的箭头所示，由噪声源V1产生的噪声电流的一部分利用第七电流路径I7，向主电路的电源侧流出，该第七电流路径I7经由第二滤波器电路F2的第二共模扼流线圈L2、第三以及第四线路旁路电容器C3、C4以及基板共用接地图案GND3，通过第一滤波器电路F1的第一以及第二线路旁路电容器C1、C2，以及第一共模扼流线圈L1，到达输入侧。这成为高频带中噪声滤波器NFC2的噪声衰减特性恶化的原因。
在此，对如上述的图8以及图9所示的本发明的实施方式2的噪声滤波器的动作进行说明。图12是在本发明的实施方式2的噪声滤波器中，说明噪声电流的电流路径的图。图12中，如上文所述设置在滤波器基板P上的基板接地图案被相互分割，由在滤波器基板P上相互未电连接的第一以及第二基板接地图案GND1、GND2构成。由此，不形成像比较例2的噪声滤波器NFC2的情况那样的第七噪声电流路径I7，而是形成第八以及第九噪声电流路径I8、I9，由噪声源V1产生的噪声电流从第一以及第二连接构件SC1、SC2经由接地面G返回至噪声源V1。
在此，第八噪声电流路径I8是经由第一共模扼流线圈L1、第一以及第二线路旁路电容器C1、C2、第一基板接地图案GND1、第一连接构件SC1、以及接地面G到达噪声源V1的路径，第九噪声电流路径I9是经由第二扼流线圈L2、第三以及第四线路旁路电容器C3、C4、第二基板接地图案GND2、第二连接构件SC2、以及接地面G到达噪声源V1的路径。
以上，对抑制针对传导噪声的噪声衰减特性的恶化进行了说明。接着，对抑制由于辐射噪声的影响造成的噪声衰减特性的恶化进行说明。
与实施方式1同样地，在噪声滤波器NF2的附近有噪声源的情况下，从噪声源经由空中向滤波器基板P的主电路图案混入噪声(未图示)。为了防止该情况，将相邻的第一基板接地图案GND1和第二基板接地图案GND2之间的间隔配置为规定的距离以下，抑制规定的频率以下的辐射噪声混入主电路图案。
如上文所述，本发明的实施方式2的噪声滤波器NF2利用相互电性分离的第一以及第二基板接地图案GND1、GND2构成设置在滤波器基板P的外层的基板接地图案，将第一以及第二线路旁路电容器C1、C2连接在第一以及第二共模扼流线圈L1、L2的相互连接部NC、NL和第一基板接地图案GND1之间，将第三以及第四线路旁路电容器C3、C4连接在第二共模扼流线圈L2的后方(负载侧)和第二基板接地图案GND2之间，因此未形成从噪声滤波器NF2的输入侧到达主电路的电源侧的噪声电流路径，由此，由噪声源V1产生的噪声电流经由第八以及第九噪声电流路径I8、I9返回至噪声源V1，因此提高噪声滤波器NF2的噪声衰减特性。另外，由于使相互电性分离的第一以及第二基板接地图案GND1、GND2均为面块图案，将相邻的第一基板接地图案GND1和第二基板接地图案GND2之间的间隔配置为规定的距离以下，防止辐射噪声混入主电路图案，因此不会使噪声滤波器NF2针对辐射噪声的噪声衰减特性恶化。
图13是表示噪声滤波器的噪声衰减特性的特性图，横轴为频率[Hz]，纵轴表示增益(噪声衰减量)[dB]，增益的值越小则噪声衰减量越大。图13中，特性X1表示在基板上具备共用的基板共用接地图案的、以往的噪声滤波器中的噪声衰减特性，特性X2表示利用了本发明的实施方式2的噪声滤波器的情况下的噪声衰减特性。如图13所示，可知通过采用本发明的实施方式2的噪声滤波器的结构，提高了噪声滤波器的衰减特性。上述的本发明的实施方式1的噪声滤波器的情况下，这一情况也相同。
另外，在本发明的实施方式2的噪声滤波器中，对由线圈和电容器构成的滤波器电路为两段结构的情况进行了说明，但不限于此，滤波器电路为三段以上的结构也同样有效。
实施方式3.
图14是示意性表示本发明的实施方式3的噪声滤波器的立体图。图14中，在滤波器基板P上设置第一以及第二扼流线圈L1、L2；第一～第四线路旁路电容器C1、C2、C3、C4；第一以及第二基板接地图案GND4、GND5；和第三以及第四基板接地图案GND6、GND7。在此，第一扼流线圈L1被配置为横跨在第一以及第二基板接地图案GND4、GND5上，第二扼流线圈L2被配置为横跨在第三以及第四基板接地图案GND6、GND7上。
第一～第四基板接地图案GND4、GND5、GND6、GND7被相互分割，在滤波器基板P上相互未电连接。第一基板接地图案GND4利用由螺钉等构成的第一连接构件SC1与接地面G相连接，第二基板接地图案GND5利用由螺钉等构成的第二连接构件SC2与接地面G相连接，第三基板接地图案GND6利用由螺钉等构成的第三连接构件SC3与接地面G相连接，第四基板接地图案GND7利用由螺钉等构成的第四连接构件SC4与接地面G相连接。由此，第一～第四基板接地图案GND4、GND5、GND6、GND7经由第一～第四连接构件SC1、SC2、SC3、SC4和接地面G相互电连接。接地面G与车辆的底盘、壳体等保持接地电位的结构物相连接。另外，第一～第四基板接地图案GND4、GND5、GND6、GND7均为面块图案。并且相邻的第一基板接地图案GND4和第二基板接地图案GND5之间的间隔、相邻的第一基板接地图案GND4和第三基板接地图案GND6之间的间隔、相邻的第三基板接地图案GND6和第四基板接地图案GND7之间的间隔、相邻的第二基板接地图案GND5和第四基板接地图案GND7之间的间隔均被配置为规定的距离以下，以使其不在规定的电磁波的半波以上。进一步地，滤波器基板P为多层基板，形成第一～第四基板接地图案GND4、GND5、GND6、GND7为外层、主电路图案为内层这样的图案结构。
第一线路旁路电容器C1被配置在第一基板接地图案GND4上，第二线路旁路电容器C2被配置在第二基板接地图案GND5上，第三线路旁路电容器C3被配置在第三基板接地图案GND6上，第四线路旁路电容器C4被配置在第四基板接地图案GND7上。
图14所示的噪声滤波器NF3中，图14的左下侧为输入侧，与电源侧的输入侧主电路图案相连接，右上侧为负载侧，与电气设备侧的负载侧主电路图案相连接。
图15是用于说明本发明的实施方式3的噪声滤波器的动作的等效电路图。图15中，本发明的实施方式3的噪声滤波器NF3中，其输入侧与输入侧主电路图案LI、NI相连接，负载侧与负载侧主电路图案LL、NL相连接。第一共模扼流线圈L1和第二共模扼流线圈L2串联连接在噪声滤波器NF3的输入侧和负载侧之间。输入侧主电路图案LI和负载侧主电路图案LL经由第一以及第二共模扼流线圈L1、L2相连接，输入侧主电路图案NI和负载侧主电路图案NL经由第一以及第二共模扼流线圈L1、L2相连接。
第一线路旁路电容器C1被连接在第一以及第二共模扼流线圈L1、L2的一方的相互连接部NC和第一基板接地图案GND4之间。第二线路旁路电容器C2被连接在第一以及第二共模扼流线圈L1、L2的另一方的相互连接部LC和第二基板接地图案GND5之间。第三线路旁路电容器C3被连接在负载侧主电路图案NL和第三基板接地图案GND6之间。第四线路旁路电容器C4被连接在负载侧主电路图案LL和第四基板接地图案GND7之间。
第一以及第二线路旁路电容器C1、C2被配置在第一共模扼流线圈L1的负载侧，第三以及第四线路旁路电容器C3、C4被配置在第二共模扼流线圈L2的负载侧，但这是假设噪声源在主电路的负载侧的缘故，在假设噪声源在主电路的输入侧的情况下，第一以及第二线路旁路电容器C1、C2被配置在第一共模扼流线圈L1的输入侧，第三以及第四线路旁路电容器C3、C4被配置在第二共模扼流线圈L2的输入侧。
如图14所示，本发明的实施方式3的噪声滤波器NF3中，对应于每个第一～第四线路旁路电容器C1、C2、C3、C4，将基板接地图案分离为第一～第四基板接地图案GND4、GND5、GND6、GND7。由此，当然能起到上文的实施方式2所述的效果，还能不形成例如图15所示那样的、从第二线路旁路电容器C2经由基板接地图案以及从第一线路旁路电容器C1经由第一共模扼流线圈L1到达输入侧主电路的第十噪声电流路径I10，由此能防止噪声衰减特性的恶化。
以上，对抑制针对传导噪声的噪声衰减特性的恶化进行了说明。接着，对抑制由于辐射噪声的影响造成的噪声衰减特性的恶化进行说明。
与上述各实施方式同样地，在噪声滤波器NF3的附近有噪声源的情况下，从噪声源经由空中向滤波器基板P的主电路图案混入噪声(未图示)。为了防止该情况，将外层图案形成为作为基板接地图案的第一～第四基板接地图案GND4、GND5、GND6、GND7，将各基板接地图案形成为面块图案，从而由于辐射噪声经由表层的第一～第四基板接地图案GND4、GND5、GND6、GND7在接地面G接地，因此抑制噪声混入主电路图案。另外，如上文所述，将相邻的基板接地图案之间的距离配置为规定的距离以下，抑制了规定的频率以下的辐射噪声混入主电路图案。
另外，在本发明的实施方式3的噪声滤波器中，对由线圈和电容器构成的滤波器电路为两段结构的情况进行了说明，但不限于此，滤波器电路为三段以上的结构也同样有效。
实施方式4.
接着，对本发明的实施方式4的噪声滤波器进行说明。图16是示意性表示本发明的实施方式4的噪声滤波器的立体图。如图16所示，本发明的实施方式4的噪声滤波器中，在滤波器基板P上包括一个共模扼流线圈L3，并且包括配置在该共模扼流线圈L3的输入侧的第一以及第二线路旁路电容器C5、C6；以及配置在共模扼流线圈L3的负载侧的第三以及第四线路旁路电容器C7、C8。
另外，如图16所示在滤波器基板P上，形成相互分离的第一基板接地图案GND8和第二基板接地图案GND9。并且，共模扼流线圈L3被配置为横跨第一基板接地图案GND8和第二基板接地图案GND9。另外，第一以及第二线路旁路电容器C5、C6被配置在第一基板接地图案GND8上，第三以及第四线路旁路电容器C7、C8被配置在第二基板接地图案GND9上。另外，第一以及第二基板接地图案GND8、GND9均为面块图案，将相邻的第一以及第二基板接地图案GND8、GND9的间隔配置为规定的距离以下，以使其不在规定的电磁波的半波以上。滤波器基板P为多层基板，形成基板接地图案为外层、主电路图案为内层这样的图案结构。
图16所示的噪声滤波器NF4中，图16的左下侧为输入侧，与电源侧的输入侧主电路图案相连接，右上侧为负载侧，与电气设备侧的负载侧主电路图案相连接。
图17是用于说明本发明的实施方式4的噪声滤波器的动作的等效电路图。图17中，本发明的实施方式4的噪声滤波器NF4中，其输入侧与输入侧主电路图案LI、NI相连接，负载侧与负载侧主电路图案LL、NL相连接。输入侧主电路图案LI和负载侧主电路图案LL经由共模扼流线圈L3相连接，输入侧主电路图案NI和负载侧主电路图案NL经由共模扼流线圈L3相连接。
在共模扼流线圈L3的输入侧，第一线路旁路电容器C5被连接在输入侧主电路图案NI和第一基板接地图案GND8之间。在共模扼流线圈L3的输入侧，第二线路旁路电容器C6被连接在输入侧主电路图案LI和第一基板接地图案GND8之间。在共模扼流线圈L3的负载侧，第三线路旁路电容器C7被连接在负载侧主电路图案NL和第二基板接地图案GND9之间。在共模扼流线圈L3的负载侧，第四线路旁路电容器C8被连接在负载侧主电路图案LL和第二基板接地图案GND9之间。
本发明的实施方式4的噪声滤波器NF4中，如图17所示，对应于每个第一以及第二线路旁路电容器C5、C6；和第三以及第四线路旁路电容器C7、C8，将基板接地图案分离为第一以及第二基板接地图案GND8、GND9。由此，不形成从第二以及第三线路旁路电容器C7、C8经由基板接地图案、和经由第一以及第二线路旁路电容器C5、C6到达输入侧主电路图案的第十一噪声电流路径I11，由此，由噪声源V1产生的噪声电流不向输入侧主电路流出，能防止噪声衰减特性的恶化。
以上，对抑制针对传导噪声的噪声衰减特性的恶化进行了说明。接着，对抑制由于辐射噪声的影响造成的噪声衰减特性的恶化进行说明。
与上述各实施方式同样地，在噪声滤波器NF4的附近有噪声源的情况下，从噪声源经由空中向滤波器基板P的主电路图案混入噪声(未图示)。为了防止该情况，将外层图案形成为GND即基板接地图案GND8、GND9，将各基板接地图案形成为面块图案，从而由于辐射噪声经由表层的第一以及第二基板接地图案GND8、GND9在接地面G接地，因此抑制噪声混入主电路图案。另外，相邻的第一以及第二基板接地图案之间(GND8和GND9)的距离被配置为规定的距离以下，抑制了规定的频率以下的辐射噪声混入主电路图案。
实施方式5.
接着，对本发明的实施方式5的噪声滤波器进行说明。图18是示意性表示本发明的实施方式5的噪声滤波器的立体图。如图18所示，本发明的实施方式5的噪声滤波器NF5中，在滤波器基板P上设置第一以及第二共模扼流线圈L5、L6；第一～第四线路旁路电容器C9、C10、C11、C12；和第一以及第二基板接地图案GND10、GND11。在此，将由第一扼流线圈L5和第一以及第二线路旁路电容器C9、C10构成的滤波器电路F1称为第一滤波器电路F1，将由第一扼流线圈L6和第三以及第四线路旁路电容器C11、C12构成的滤波器电路称为第二滤波器电路F2。各滤波器电路F1、F2的线路旁路电容器C9、C10、C11、C12分别连接在各共模扼流线圈L5、L6的负载侧。
第一基板接地图案GND10、第二基板接地图案GND11对应于每个第一以及第二滤波器电路F1、F2被分离，在滤波器基板P上相互未电连接。第一基板接地图案GND10利用由螺钉等构成的第一连接构件SC1与接地面G相连接，第二基板接地图案GND11利用由螺钉等构成的第二连接构件SC2与接地面G相连接。由此，第一基板接地图案GND10和第二基板接地图案GND11经由第一以及第二连接构件SC1、SC2和接地面G相互电连接。接地面G与车辆的底盘、壳体等保持接地电位的结构物相连接。另外，第一以及第二基板接地图案GND10和GND11均为面块图案。并且相邻的第一以及第二基板接地图案GND10和GND11之间的间隔被配置为规定的距离以下，以使其不在规定的电磁波的半波以上。进一步地，滤波器基板P为多层基板，形成基板接地图案为外层、主电路图案为内层这样的图案结构。
在滤波器基板P上设置未配置基板接地图案的区域Z。能通过去除第一基板接地图案GND10的一部分而形成该未配置基板接地图案的区域Z。第一共模扼流线圈L5被配置为横跨第一基板接地图案GND10和未配置基板接地图案的区域Z。下文所述的从输入电源侧到第一扼流线圈L5为止的主电路图案L1、N1被配置在滤波器基板P中未配置基板接地图案的区域Z，滤波器基板P的第一基板接地图案GND10被配置为不重叠在主电路图案LI、NI上。
图18所示的噪声滤波器NF5中，图18的左下侧为输入侧，与电源侧的输入侧主电路图案相连接，右上侧为负载侧，与电气设备侧的负载侧主电路图案相连接。
图19是用于对本发明的实施方式5的噪声滤波器的动作进行说明的等效电路图，是说明噪声电流的电流路径的图。图19中，本发明的实施方式5的噪声滤波器NF5中，其输入侧与输入侧主电路图案LI、NI相连接，负载侧与负载侧主电路图案LL、NL相连接。输入侧主电路图案LI和负载侧主电路图案LL经由第一以及第二共模扼流线圈L5、L6相连接，输入侧主电路图案NI和负载侧主电路图案NL经由第一以及第二共模扼流线圈L5、L6相连接。如上文所述，从输入电源侧到第一扼流线圈L5为止的主电路图案L1、N1被配置在滤波器基板P中未配置基板接地图案的区域Z，滤波器基板P的第一基板接地图案GND10被配置为不重叠在主电路图案LI、NI上。
第一线路旁路电容器C9被连接在第一以及第二共模扼流线圈L5、L6的一方的相互连接部NC和第一基板接地图案GND10之间。第二线路旁路电容器C10被连接在第一以及第二共模扼流线圈L5、L6的另一方的相互连接部LC和第一基板接地图案GND10之间。第三线路旁路电容器C11被连接在负载侧主电路图案NL和第二基板接地图案GND11之间。第四线路旁路电容器C12被连接在负载侧主电路图案LL和第二基板接地图案GND11之间。
在此，为了理解本发明的实施方式5的噪声滤波器的动作，作为比较，考虑基板接地图案GND10与从输入侧到滤波器电路2为止的主电路图案重叠的情况。该情况下，由于存在螺钉等连接构件的阻抗，在基板共用接地图案GND3和接地面G之间存在固有的阻抗。其次，在基板接地图案10与输入侧到第一共模扼流线圈L5的主电路图案重叠的部位上存在图案间的第一、第二寄生电容C13、C14。因此，如图19中虚线的箭头所示，由噪声源V1产生的噪声电流的一部分利用第十二电流路径I12，向主电路的电源侧流出，该第十二电流路径I12通过第二滤波器电路F2的第二共模扼流线圈L6、第一以及第二线路旁路电容器C9、C10、GND10以及第一、第二寄生电容C13、C14到达输入侧。这是高频带中噪声滤波器的噪声衰减特性恶化的原因。
这里，对本发明的实施方式5的噪声滤波器的动作进行说明。图19中，如上文所述由于第一基板接地图案GND10被配置为不重叠在从输入电源侧到第一扼流线圈L5的主电路图案LI、NI上，因此不存在第一、第二寄生电容C13、C14，由此，不形成上文所述的噪声电流路径I12，由噪声源V1产生的噪声电流从第一以及第二连接构件SC1、SC2经由接地面G返回至噪声源V1。由此，由噪声源V1产生的噪声电流不向输入侧主电路流出，能防止噪声衰减特性的恶化。
另外，上文所述的本发明的各实施方式中，对利用电容器件构成线路旁路电容器的情况进行了说明，但不限于此，也可采用基板接地图案和共模扼流线圈之间的寄生电容分量。
另外，如实施方式3的噪声滤波器所示，对应于每个线路旁路电容器分离基板接地图案的结构也可适用于其它实施方式。
进一步地，本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。
上文所述的本发明的噪声滤波器，其特征在于，具备构成如下特征。
(1)该噪声滤波器包括：基板；线圈，该线圈安装于所述基板；基板接地图案，该基板接地图案形成于所述基板；以及电容器，该电容器安装于所述基板，连接在所述线圈和所述基板接地图案之间，该噪声滤波器被插入在要对噪声进行衰减的主电路的电源侧和负载侧之间，利用由所述线圈和所述电容器构成的滤波器电路使所述主电路的噪声得到衰减，其特征在于，所述基板接地图案被分离为多个基板接地图案，分离的所述多个基板接地图案分别与存在于所述基板之外的共用的接地构件相连接，进一步地，所述多个基板接地图案由面块图案构成，并且被配置为与相邻的基板接地图案之间的间隔均为规定的距离以下。
(2)如上述(1)所述的噪声滤波器，其特征在于，所述电容器由配置在所述线圈的所述电源侧的电容器以及配置在所述线圈的所述负载侧的电容器构成，所述滤波器电路由所述多个电容器以及所述线圈构成，所述基板接地图案在配置于所述线圈的所述电源侧的电容器和配置于所述线圈的所述负载侧的电容器之间被分离。
(3)如上述(1)或(2)所述的噪声滤波器，其特征在于，所述线圈被设置有多个。
(4)如上述(1)所述的噪声滤波器，其特征在于，所述线圈被设置有多个，所述电容器由配置在所述线圈的所述电源侧的电容器以及配置在所述线圈的所述负载侧的电容器构成，所述滤波器电路由所述各个电容器、和至少一个所述线圈构成，所述基板接地图案对应于每个所述电容器被分离。
(5)如上述(1)所述的噪声滤波器，其特征在于，所述主电路包括正侧的线路和负侧的线路，
所述电容器由与所述正侧的线路相连接的电容器、和与所述负侧的线路相连接的电容器构成，
所述基板接地图案在与所述正侧的线路相连接的电容器、和与所述负侧的线路相连接的电容器之间被分离。
(6)如上述(1)所述的噪声滤波器，其特征在于，所述滤波器电路包括多个由所述线圈和所述电容器构成的滤波器模块，所述基板接地图案对应于每个所述滤波器模块被分离。
(7)如上述(1)所述的噪声滤波器，其特征在于，所述电容器由配置在所述线圈的所述电源的电容器以及配置在所述线圈的所述负载侧的电容器构成，所述基板接地图案在所述线圈的所述电源侧和所述负载侧被分离，配置在所述电源侧的所述电容器与所述分离的所述电源侧的基板接地图案相连接，配置在所述负载侧的所述电容器与所述分离的所述负载侧的基板接地图案相连接。
(8)如上述(6)所述的噪声滤波器，其特征在于，所述滤波器模块的所述电容器被配置在所述滤波器模块的所述线圈的所述负载侧，所述基板接地图案被配置为与从所述电源侧到最靠近所述电源侧的所述线圈为止的主电路不重叠。
(9)如上述(1)或(2)所述的噪声滤波器，其特征在于，所述基板由多层基板构成，所述基板接地图案被配置在所述基板的外层，所述主电路的图案被配置在所述基板的内层。
产业上的可应用性
本发明能用于AC/DC转换器、逆变器等电气设备领域，进一步地能用于搭载这些电气设备的汽车等车辆领域。

Claims (9)

1.一种噪声滤波器，包括：
基板；线圈，该线圈安装于所述基板；基板接地图案，该基板接地图案形成于所述基板；以及电容器，该电容器安装于所述基板，连接在所述线圈和所述基板接地图案之间，该噪声滤波器被插入在要对噪声进行衰减的主电路的电源侧和负载侧之间，利用由所述线圈和所述电容器构成的滤波器电路使所述主电路的噪声得到衰减，其特征在于，
所述基板接地图案被分离为多个基板接地图案，
分离的所述多个基板接地图案分别与存在于所述基板之外的共用的接地构件相连接，
进一步地，所述多个基板接地图案由面块图案构成且形成于所述基板的表面，并且被配置为与相邻的基板接地图案之间的间隔均为作为辐射噪声的电磁波的二分之一波长以下的距离。
2.如权利要求1所述的噪声滤波器，其特征在于：
所述电容器由配置在所述线圈的所述电源侧的电容器以及配置在所述线圈的所述负载侧的电容器构成，所述滤波器电路由所述多个电容器以及所述线圈构成，
所述基板接地图案在配置于所述线圈的所述电源侧的电容器和配置于所述线圈的所述负载侧的电容器之间被分离。
3.如权利要求1或2所述的噪声滤波器，其特征在于：
所述线圈被设置有多个。
4.如权利要求1或2所述的噪声滤波器，其特征在于：
所述线圈被设置有多个，
所述电容器由配置在所述线圈的所述电源侧的电容器以及配置在所述线圈的所述负载侧的电容器构成，
所述滤波器电路由所述各个电容器、和至少一个所述线圈构成，
所述基板接地图案对应于每个所述电容器被分离。
5.如权利要求1所述的噪声滤波器，其特征在于：
所述主电路包括正侧的线路和负侧的线路，
所述电容器由与所述正侧的线路相连接的电容器、和与所述负侧的线路相连接的电容器构成，
所述基板接地图案在与所述正侧的线路相连接的电容器、和与所述负侧的线路相连接的电容器之间被分离。
6.如权利要求1所述的噪声滤波器，其特征在于：
所述滤波器电路包括多个由所述线圈和所述电容器构成的滤波器模块，
所述基板接地图案对应于每个所述滤波器模块被分离。
7.如权利要求1所述的噪声滤波器，其特征在于：
所述电容器由配置在所述线圈的所述电源侧的电容器以及配置在所述线圈的所述负载侧的电容器构成，
所述基板接地图案在所述线圈的所述电源侧和所述负载侧被分离，
配置在所述电源侧的所述电容器与所述分离的所述电源侧的基板接地图案相连接，
配置在所述负载侧的所述电容器与所述分离的所述负载侧的基板接地图案相连接。
8.如权利要求6所述的噪声滤波器，其特征在于：
所述滤波器模块的所述电容器被配置在所述滤波器模块的所述线圈的所述负载侧，
所述基板接地图案被配置为与从所述电源侧到最靠近所述电源侧的所述线圈为止的主电路不重叠。
9.如权利要求1或2所述的噪声滤波器，其特征在于：
所述基板由多层基板构成，
所述基板接地图案被配置在所述基板的外层，
所述主电路的图案被配置在所述基板的内层。
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