CN106028774A - 一种抑制尖峰噪声的小型emi滤波器装置 - Google Patents

一种抑制尖峰噪声的小型emi滤波器装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置，属电子领域，它包括双层印制电路板，以解决采用微动开关实现换向过程中电动机构产生的尖峰发射（包括传导发射和辐射发射）超标，特别是对于高频段（主要是辐射发射）信号干扰问题。普通的EMI抗干扰能力不足问题，同时解决频带宽且体积限制而普通EMI滤波器与穿心电容和屏蔽组合的方式难以得到应用等问题。

Description

一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置
技术领域
本发明涉及一种小型EMI滤波器装置，尤其涉及一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置。
背景技术
电动机构由微动开关实现转换，在转换时会产生较大的尖峰干扰，这种干扰会影响与电动机构传导发射和辐射发射的电磁兼容性能，导致电动机构或与之相连的设备性能下降甚至失效。并且尖峰干扰频谱宽，一般可达到1GHz以上，难以抑制。通常解决此类问题多采用电感和电容构成Π型或L型EMI滤波器，此类EMI滤波器通常能较好的解决低频段（10kHz～30MHz）的传导发射，但是对于高频段（主要是辐射发射），则抗干扰能力不足，通常要通过屏蔽和穿心电容组合的措施解决，但往往造成体积较大，且穿心电容可靠性较差，应用困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置，以解决采用微动开关实现换向过程中电动机构产生的尖峰发射（包括传导发射和辐射发射）超标，特别是对于高频段（主要是辐射发射）信号干扰问题。普通的EMI抗干扰能力不足问题，同时解决频带宽且体积限制而普通EMI滤波器与穿心电容和屏蔽组合的方式难以得到应用等问题。
本发明的技术方案是提供一种EMI滤波器，它包括双层印刷电路板，其特征在于：双层印刷电路板安装在金属腔体内，第一引线穿过腔体盖板开孔与供电电源连接，第二引线穿过腔体底部开孔与电动机构连接，内金属圆管与外金属圆管之间填充陶瓷材料。
所述的内金属圆管为金属铝材，安装在外金属圆管内部中心位置。
所述的外金属圆管安装在双层印刷电路板夹层内，为金属铝材，外金属圆管与双层印刷电路板底面金属搭接。
所述的填充材料为COG陶瓷。
所述的低频滤波器电路为片式封装结构，安装在双层印刷电路板顶层上。
所述的双层印刷电路板通过金属螺钉与金属腔体连接。
所述的双层印刷电路板底层为除过孔位置外全敷裸露的铜面。
采用本发明的上述技术方案，一旦电动机构由微动开关实现换向，由于双层印刷电路板顶层为EMI滤波器低频电路，包括电容电感等低频电路元器件均采用片式封装，低频干扰即被本发明的低频滤波器电路滤除，因此低频干扰被抑制。剩下尖峰发射高频段干扰信号，由于本发明的屏蔽腔体和屏蔽腔体盖板均为金属铝材，安装在屏蔽腔体内的双层印刷电路板引线与引线之间线路均填充陶瓷材料，且双层印刷电路板底层为全敷铜面（除过孔位置外），铜采用裸露的方式大面积接地；双层印刷电路板顶层与底层之间的过孔采用同心孔，同心孔中间填充陶瓷材料，外孔金属与底层金属360°连接，通过双层印刷电路板底层与金属腔体外壳良好搭接后，双层印刷电路板的过孔引线都有一对地电容，此电容容量虽较小，但能与底层的金属地形成360°的接地，本发明的EMI滤波器安装在电动机构的电源线段，利用金属腔体屏蔽良好就能非常有效的实现高频的传导滤波和屏蔽。
本发明的电动机构电源引线穿管用内、外金属圆管均为金属铝材，金属铝材有良好的干扰屏蔽功能，且金属搭接良好。
本发明的填充材料为COG陶瓷，COG陶瓷具有低介电常数，微型化，高频化，超低损耗，低ESR, 高稳定，高耐压，高绝缘，高可靠，无极性，低容量以及低成本特点，只要应用在高频电路中即有非常好的屏蔽高频信号干扰效果。
本发明的低频滤波器电路包括的电容电感等低频电路元器件均采用片式封装，安装所占的空间较小，每个封装的电路元器件能刚好吻合匹配在双层印刷电路板的相对位置。
本发明外金属圆管与双层印刷电路板底面金属搭接良好，使得金属外管具有良好的屏蔽功能。
本发明的双层印刷电路板通过金属螺钉与金属腔体连接，金属螺钉固定可靠，金属螺钉导电性好，增加了双层印刷电路板与金属腔体的金属搭接性能。
本发明双层印刷电路板底层为除过孔位置外全敷裸露的铜面，增加了接地面积，起到更好的屏蔽效果。
采用本技术方案可以解决因微动开关实现换向的电动机构产生的尖峰发射（包括传导发射和辐射发射）超标，能顺利完成对微动开关产生的尖峰高频信号进行抑制，从而保护与电动结构互连的设备，此外低频滤波器电路包括的电容电感等低频电路元器件均采用片式封装，安装所占的空间较小，解决了频带宽且体积限制而普通EMI滤波器与穿心电容和屏蔽组合的方式难以得到应用的问题。
附图说明：
图1为抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以使本领域技术人员能参照说明书得以实施。
图1示出了抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置结构示意图，它包括内金属圆管1、外金属圆管2、填充陶瓷材料3、双层印刷电路板4、低频滤波器电路5、双层印刷电路板底面6、金属腔体7、金属螺钉8、正面的引线9、底面引线10、盖板11。
外金属圆管2与双层印刷电路板底面6连接，内金属圆管1与外金属圆管2之间填充陶瓷材料3，双层印刷电路板4顶层安装低频滤波器电路5；双层印刷电路板4安装在金属腔体7内部，双层印刷电路板4通过金属螺钉8与金属腔体7连接；盖板11通过金属螺钉8固定在腔体7上；双层印刷电路板4正面的引线9穿过腔体盖板11与供电电源连接，双层印刷电路板4底面引线10穿过腔体7底部开孔与电动机构连接。
在试验时，按照上述技术方案，将各个部件连接完成。通上电源，启动电动机构，通过微动开关实现电动机构换向，由于操作电动机构微动开关换向，随即产生较大的干扰，由于双层印刷电路板4顶层为EMI滤波器低频电路5，低频干扰信号即被本发明的低频滤波器电路5滤除，因此低频干扰被抑制。
此外在试验时，通过微动开关实现电动机构换向产生尖峰发射的高频段干扰信号，由于屏蔽腔体7和屏蔽腔体盖板11均为金属铝材，安装在屏蔽腔体7内的双层印刷电路板4采用双层板，双层板之间引线9与引线10线路均填充陶瓷材料3，由于COG陶瓷具有低介电常数，微型化，高频化，超低损耗，低ESR, 高稳定，高耐压，高绝缘，高可靠，无极性，低容量以及低成本特点，应用在本发明高频电路中即有非常好的屏蔽高频信号干扰效果。
试验时可以看出，双层印刷电路板底层为全敷铜面（除过孔位置外），铜采用裸露的方式大面积接地；双层印刷电路板实际有多个位置的过孔，附图仅给出一个孔的示意，外孔金属与底层金属360°连接，通过双层印刷电路板底4层与金属腔体7外壳良好搭接后，双层印刷电路板4的过孔引线都有一对地电容，此电容容量虽较小，但能与底层的金属地形成360°的接地，在通过微动开关实现电动机构换向的过程中，产生的尖峰发射的高频段干扰信号就被EMI滤波器非常好的屏蔽掉了。
本发明的EMI滤波器安装在电动机构的电源线段，其金属腔体内安装的双层印制电路板低频滤波器电路的电容电感等低频电路元器件均采用片式封装，所占的空间较小，利于实现，能够频带宽且体积限制而普通EMI滤波器与穿心电容和屏蔽组合的方式难以得到应用的问题。

Claims (7)

1.一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置，它包括双层印刷电路板（4），其特征在于：双层印刷电路板（4）安装在金属腔体（7）内，第一引线（9）穿过腔体（7）盖板开孔与供电电源连接，第二引线（10）穿过腔体（7）底部开孔与电动机构连接，内金属圆管（1）与外金属圆管（2）之间填充陶瓷材料（3）。
2.根据权利要求1所述的一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置，其特征在于：所述的内金属圆管（1）为金属铝材，安装在外金属圆管（2）内部中心位置。
3.根据权利要求1所述的一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置，其特征在于：所述的外金属圆管（2）安装在双层印刷电路板（4）夹层内，为金属铝材，外金属圆管（2）与双层印刷电路板底面（6）金属搭接。
4.根据权利要求1所述的一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置，其特征在于：所述的填充材料（3）为COG陶瓷。
5.根据权利要求1所述的一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置，其特征在于：所述的低频滤波器电路（5）为片式封装结构，安装在双层印刷电路板（4）顶层上。
6.根据权利要求1所述的一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置，其特征在于：所述的双层印刷电路板（4）通过金属螺钉（8）与金属腔体（7）连接。
7.根据权利要求1所述的一种抑制尖峰噪声的小型EMI滤波器装置，其特征在于：所述的双层印刷电路板底层为除过孔位置外全敷裸露的铜面。
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