CN111512545A - Lc滤波器组件和具有这种lc滤波器组件的电气或电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于装配在具有印制导线(15)的电路板(16)上的LC滤波器组件(1)，包括：具有第一和第二输入接头(2a，2b)的输入端，具有第一和第二输出接头(3a，3b)的输出端，第一和第二输出接头(3a)之间的滤波器电容器(8)，磁芯(5)，以及具有第一和第二扼流圈接头(4a，4b)和包围磁芯(5)的多个绕组(6.1‑6.n)的扼流圈(4)。绕组(6.1‑6.n)中的每个借助单独的、分别具有第一和第二端部(7.1.a‑7.n.a,7.1.b‑7.n.b)的导体段形成，所述导体段至少部分地包围磁芯(5)，在与电路板(16)装配的状态中分别电附接到电路板(16)的印制导线(15)上。导体段(7.1‑7.n)中的每个布置在定位导体段(7.1‑7.n)且与磁芯(5)电绝缘的保持架(20)中。导体段(7.1‑7.n‑1)的第二端部(7.1.b‑7.n‑l.b)与相邻导体段(7.2‑7.n)的第一端部(7.2.a‑7.n.a)电连接，其中，第一扼流圈接头(4a)和第二扼流圈接头(4b)由外置的导体段端部(7.1.a，7.n.b)形成。第一扼流圈接头(4a)与第一输入接头(2a)电连接，第二扼流圈接头(4b)与第一输出接头(3a)电连接。导体段(7.1‑7.n)彼此之间的电连接装置具有至少一个抽头(9.1‑9.n‑1)，在该抽头上连接有至少一个附加的阻抗(10.1‑10.n‑1)。

Description

LC滤波器组件和具有这种LC滤波器组件的电气或电子设备
技术领域
本发明涉及一种LC滤波器组件以及一种具有这种LC滤波器组件的电气或电子设备。LC滤波器组件理解为从有用信号和一个或多个干扰信号的混合中降低、理想地消除不期望的干扰信号份量的电路单元。在此，应尽可能少地衰减有用信号。在降低或衰减干扰信号时，充分利用电感式地以及电容式地起作用的构件的与频率相关的阻抗。LC滤波器组件例如作为所谓的正弦滤波器使用在连接与供电网输出上侧的光伏(PV)逆变器的输出端处，以便阻止干扰信号以不期望的水平馈入供电网中。在此，与常规的LC滤波器组件相比，根据本发明的LC滤波器组件的滤波器特性具有特别高的可重复性。还可以在LC滤波器组件的制造的相对较晚的阶段使滤波器特性匹配于所期望的走势，其中，可以特别成本有利地制造根据本发明的LC滤波器组件。
背景技术
电气或电子设备一方面可以通过设备的起天线作用的构件从周围环境中接收到干扰信号。然而另一方面，干扰信号也可能由设备自身例如由于高频开关操作而产生。干扰信号一般是不期望的，并且可能在设备自身中或在与设备连接的组件中导致错误运行。因此，通过适当的措施通过设备既降低干扰信号的接收也降低其继续传递。例如，连接与供电网上的光伏(PV)逆变器的高频干扰信号的允许馈入受到相应标准的限制。
为了降低外部干扰信号的接收和/或存在于设备中的干扰信号的传播，已知在设备的输入端或输出端处使用LC滤波器。然而，特定频率范围内的期望的干扰信号衰减经常仅能通过多级LC滤波器来实现。这一方面是由于以下事实：单级滤波器的通常每十倍频40db的滤波作用不足以将相关频率范围内的干扰信号电平衰减到所期望的程度。另一方面，滤波器扼流圈的始终存在的寄生绕组电容导致滤波器扼流圈的滤波作用从在截止频率之上的频率起停滞。在此，干扰信号的较高频分量被滤波器扼流圈的原则上始终存在的寄生绕组电容短接。
多级LC滤波器包括单级LC滤波器的级联互连。由于较高的部件数量，它们通常成本较高，并且占用较大的安装空间，这再次对设备的成本产生影响。另一成本因素是常规LC滤波器的扼流圈的费事的、经常是手动的绕组过程。绕组过程同时导致相同类型的不同LC滤波器的滤波器参数的仅有限的可重复性，并且因此导致大的容限。难以实现已设计好的LC滤波器的滤波作用的后续匹配。因此，至少在这些特性方面优化的LC滤波器是值得期望的。
文献US 2009/0160596 A1描述一种磁性设备，该磁性设备包括电路板、磁感应元件、绝缘结构和多个导电线段。由绝缘结构所覆盖的磁感应元件布置在电路板上。电路板具有导电层，其中，每个导电线段的两端与导电层电连接，以便形成线圈回路。
文献DE 11 2016 002174 T5公开一种具有印刷电路板和带有环形芯的扼流线圈的干扰滤波器，在该印刷电路板上构造有布线图案。当在俯视图中观察环形扼流线圈时，在印刷电路板的与扼流线圈的空心区域重叠的位置处构造有壳体接地区域。该干涉滤波器还包括电容器，该电容器的第一接头通过布线图案与壳体接地区域连接。
文献DE 10 2016 224472 A1公开一种用于机动车的整流器装置。能以预给定的开关频率运行的开关单元与整流器装置的中间电路连接。在该中间电路中，多个滤波器元件互连，所述多个滤波器元件分别具有中间电路电容。滤波器元件如此设计，使得各个滤波器元件的幅度频率响应的最小值位于与其余滤波器元件的幅度频率响应的各自最小值不同的频率区间内。在此，频率区间分别具有开关频率的谐波作为中心频率和相应于开关频率的区间长度。
发明内容
本发明所基于的任务是，阐明根据独立权利要求1的前序部分的LC滤波器组件，该LC滤波器组件在其制造中具有良好可重复的滤波器特性。在此，LC滤波器组件在其制造的相对晚的阶段中也应允许匹配滤波作用。同时，LC滤波器组件应要求尽可能小的安装空间，并且可以特别成本有利地制造。另外，本发明的任务是，提供一种具有这种LC滤波器组件的电气或电子设备。
本发明的任务通过具有独立权利要求1的特征的LC滤波器组件来解决。从属权利要求2至17涉及LC滤波器组件的优选实施方式。权利要求18针对具有根据本发明的LC滤波器组件的电气或电子设备。
根据本发明的LC滤波器组件适合于安装在具有印制导线的电路板上。
在此，LC滤波器组件包括：
-具有第一和第二输入接头的输入端，
-具有第一和第二输出接头的输出端，
-滤波器电容器，该滤波器电容器将第一输出接头与第二输出接头连接，
-磁芯，
-扼流圈，该扼流圈具有包围磁芯的多个绕组以及第一和第二扼流圈接头。
在此，绕组中的每个借助单独的、至少部分地包围磁芯的导体段形成，这些导体段分别具有第一端部和第二端部。在LC滤波器组件的与电路板装配的状态中，第一和第二端部分别电附接到电路板的印制导线上。导体段中的每个布置在保持架中，该保持架具有电绝缘材料并且设计为用于将导体段定位在相对于彼此预限定的位置中并且使其与磁芯电绝缘。另外，一个导体段的第二端部与相邻导体段的第一端部电连接。第一扼流圈接头由外置的导体段的余留的第一端部形成，而第二扼流圈接头由另一外置的导体段的余留的第二端部形成。在此，第一扼流圈接头与LC滤波器组件的第一输入接头电连接，并且第二扼流圈接头与第一输出接头连接。该LC滤波器组件的特征在于，导体段彼此之间的电连接装置，至少在LC滤波器组件与电路板装配的状态中，具有至少一个抽头，其中，在所述至少一个抽头上连接有附加阻抗。
在此，滤波器电容器一方面可以直接地、即在没有中间连接其他阻抗的情况下将第一和第二输出接头相互连接。在这种情况下，滤波器电容器以其触点中的一个直接连接到扼流圈输出端上并从而连接到扼流圈的外置绕组上。然而，以下情况也在本发明的范畴内：滤波器电容器仅间接地、即在中间连接与滤波器电容器串联连接的其他阻抗、例如电阻器的情况下将第一输出接头与第二输出接头连接。尤其是，滤波器电容器也可以以其触点中的一个连接到配属于扼流圈内置绕组的抽头上。
通过将保持架设计成将导体段定位在相对于彼此预限定的位置中，保证扼流圈的绕组特性的高的可重复性并从而保证LC滤波器组件的滤波器参数的高的可重复性。由此同时使得除了LC滤波器组件的高度可重复制造外还能够简单且成本有利地制造LC滤波器组件。具体地，可以以高自动化程度(并且因此以大批量)成本有利地执行导体段在保持架中的定位。设置有导体段的保持架与电路板的组装、从而扼流绕组或扼流线圈的完成以及整个LC滤波器组件的完成可以没有困难地集成到通常高度自动化的电路板生产中。这尤其也适用于导体段的端部与电路板的相应印制导线的电连接，该电连接例如可以通过在电路板生产中无论如何都存在的焊接过程来进行。通过导体段的端部的电连接，可以不困难地制造抽头，即与各个绕组或其导体段的电触点。例如，一个这种抽头或不同绕组的多个这种抽头可以从一开始就通过相应的印制导线设置在电路板上。在所述至少一个抽头上可以电连接有所述至少一个阻抗，通过该阻抗然后可以有针对性地影响和匹配滤波作用。在匹配滤波作用时非常重要的是：绕组彼此之间通过磁芯电感耦合。如结合图2b所示，因此例如可以在适当选择阻抗和配属抽头的情况下如此进行匹配，使得显著降低扼流圈的否则由原理决定而始终存在的寄生绕组电容，在理想情况下甚至将其消除。通过在扼流圈的不同绕组上存在多个抽头，还可以在相对晚的阶段中进行滤波作用的匹配，在该阶段中LC滤波器组件的基本设计已经确定。例如可以在所有绕组上设置抽头，而不必强制地将这些抽头中的每个用于连接阻抗。
在LC滤波器组件的有利实施方式中，附加阻抗具有以下组件中的至少一个或其组合：
-电容器，
-由电容器、电阻器和可选的电感组成的串联电路，
-和电阻器的并联电路。在此有利的是，所述至少一个抽头通过附加阻抗与第二输出接头连接。
在LC滤波器组件的一种实施方式中，多个导体段除两个外置导体段之外还包括至少一个内置导体段，尤其包括多个内置导体段。因此，滤波器组件的扼流圈具有多于仅两个的(外置)绕组。在这种情况下，LC滤波器组件也可以具有多个抽头，在这些抽头上分别连接有附加阻抗。尤其是，扼流圈的两个导体段的每个连接装置可以具有抽头。在此，这些抽头中的多个、可选地每个可以分别通过附加阻抗与第二输出接头连接。在该实施方式中，一个导体段的第二端部与相邻导体段的第一端部的电连接可以仅针对内置的相邻导体段中的若干个存在，但是也可以针对每个内置的相邻导体段存在。具体地，一个导体段的第一端部分别可以与对应的前面的导体段的第二端部电连接，而该导体段的第二端部分别可以与对应的后面的导体段的第一端部电连接。
在LC滤波器组件的一种实施方式中，一个导体段的第二端部和随后的相邻的导体段的第一端部分别电附接到同一印制导线上，例如与其焊接。在这种情况下，通过电路板的同一印制导线引起相邻导体段的电连接，借助所述同一印制导线也将相邻导体段的端部电连接。在此，导体段中的每个可以具有圆形的或矩形的横截面。有利地，导体段中的每个可以具有弯曲的区域，该弯曲的区域相当于U形，具有两个臂和一个对应于该U形的基部。借助这种U形，导体段设计成在其周边的三侧包围磁芯。磁芯在第四侧上的包围、从而相应绕组的完成通过电路板的印制线路来进行。在此，可以通过所谓的通孔技术(THT，Through-Hole-Technology)工艺将扼流圈的导体段与电路板的印制导线连接，尤其与其焊接。在THT工艺的范畴内，将导体段的布置在所述U形的臂上的端部被引入电路板的相应孔中。在此，印制导线可以布置在电路板的背离扼流圈的背侧上，或者例如在多层电路板的情况下布置在电路板的中间层中。
替代U形，导体段中的每个也可以具有环形弯曲，并且可以包围磁芯的周边的四个侧，尽管未闭合。环形弯曲同时可以具有螺旋形错开，使得相邻导体段的端侧彼此对置。在这种情况下适宜的是，扼流圈的导体段通过所谓的表面贴装设备(SMD，Surface MountDevice)工艺与电路板的印制导线连接，尤其焊接。在SMD工艺中，印制导线通常布置在电路板的朝向扼流圈的一侧上，或者尤其是在多层电路板的情况下布置在电路板的中间层中。替代地，一个导体段的端侧也可以直接彼此对置，相邻导体段的电连接通过相应地错开地延伸的印制导线来实现。
在LC滤波器组件的一种实施方式中，磁芯由闭合的磁芯形成。在此，磁芯可以一件式地构建，即仅包含一个芯段。然而替代地，磁芯也可以由多个芯段组合成。磁芯可以具有一个或多个空隙。但是替代地，它也可以无空隙地构建。磁芯可以具有环形，尤其可以具有圆形或矩形的形状。
在LC滤波器组件的另一实施方式中，保持架设计成将导体段彼此平行地引导。在此，一方面，导体段可以在它们的总长度上分别彼此平行。例如当磁芯是具有直的、即不弯曲的磁芯区段并且保持架布置在直的或者说不弯曲的磁芯区段上时是这种情况。然而替代地也可能是：保持架设计成将导体段仅在其长度的一部分上彼此平行地引导。在弯曲的、例如环形的磁芯结合U形的或环形弯曲的导体段的情况下则是这种情况。在这样布置时，可能的是：导体段的仅两个(位于磁芯的内周上和外周上的)区域彼此平行，而其余区域(例如U形弯曲区域的基部)不是彼此平行地定向或引导。
在一种实施方式中，滤波器电容器可以仅具有一个滤波器电容器。然而替代地也可以是，滤波器电容器包括多个、尤其两个滤波器电容器的串联电路。在最后提到的情况下，抽头中的至少一个可以通过另一电感或者通过另一电感与另一电容器的并联电路而与滤波器电容器的串联电路的中间抽头连接。以这种方式，也如结合图3a和图3b所示，得出用于微调LC滤波器组件的另一选择。
在一种实施方式中，LC滤波器组件具有包围磁芯的另一扼流圈，该另一扼流圈尤其与前述扼流圈结构相同。在此，另一扼流圈以其第一扼流圈接头与第二输入接头连接，并且以其第二扼流圈接头与第二输出接头连接。在此，滤波器电容器的一个触点与扼流圈的内置的、尤其居中的抽头连接，并且滤波器电容器的另一触点与该另一扼流圈的内置的、尤其居中的抽头连接。另外，扼流圈的抽头通过附加阻抗与另一扼流圈的对应抽头连接。可选地，扼流圈的多个抽头分别通过附加阻抗与另一扼流圈的对应抽头连接。在LC滤波器组件的第一变型方案中，扼流圈的和另一扼流圈的绕组方向相对于彼此如此取向，使得LC滤波器组件在其滤波器功能方面设计为共模扼流圈。在该变型方案中，从第一输入接头流向第一输出接头的第一电流结合从第二输入接头流向第二输出接头的第二电流导致通过电流生成的磁通量的相长叠加(konstruktive
Figure BDA0002547895140000061
)，第二电流与第一电流同步流动。相应地，在该变型方案中，导致共模信号的衰减并且LC滤波器组件具有类似于共模扼流圈的滤波作用。与此相对，从第一输入接头流向第一输出接头的第一电流结合从第二输入接头流向第二输出接头的第二电流导致通过电流生成的磁通量的相消叠加(destruktive
Figure BDA0002547895140000071
)，第二电流与第一电流推挽式流动。因此，在这种装置中，推挽信号较少衰减甚至几乎没有衰减。作为第一变型方案的替代方案，在该实施方式的第二变型方案中，扼流圈和另一扼流圈的绕组方向相对于彼此如此取向，使得LC滤波器组件在其滤波器功能方面设计为差模扼流圈。在第二变型方案中，从第一输入接头流向第一输出接头的第一电流结合从第二输入接头流向第二输出接头的第二电流导致通过电流生成的磁通量的相长叠加，第二电流与第一电流推挽式流动。由此导致推挽信号的衰减，而共模信号的衰减不太强甚至几乎没有衰减。
根据本发明的电气或电子设备包括根据本发明的LC滤波器组件。该设备可以是逆变器，尤其上可连接到供电网上的光伏(PV)逆变器，用于将直流电转换成匹配电网的交流电。在此，根据本发明的LC滤波器组件可以构造成逆变器的电网侧输出端滤波器的至少一部分。然而替代地或累积地也可以是，逆变器的DC侧输入端滤波器具有根据本发明的LC滤波器组件。可以得到已经结合LC滤波器组件所列举的优点。
附图说明
下面基于在附图中示出的优选实施例进一步阐述和描述本发明。附图中示出：
图1a：根据本发明的LC滤波器组件及其在具有印制导线的电路板上的布置在为THT工艺设计的第一实施方式中的分解图；
图1b：根据本发明的LC滤波器组件的为SMD工艺所设计的扼流圈在第二实施方式中；
图2a：根据本发明的LC滤波器组件在第三实施方式中的拓扑的示意图；
图2b：根据图2a的LC滤波器组件的频率响应的仿真结果；
图3a：根据本发明的LC滤波器组件的在第四实施方式中的拓扑的示意图；
图3b：根据图3a的LC滤波器组件的频率响应的仿真。
具体实施方式
在图1a中以分解图示意性地示出根据本发明的LC滤波器组件1的第一实施方式及其在电路板16上的布置。LC滤波器组件1包括扼流圈4，该扼流圈在与电路板16一起装配的状态中具有多个(在此示范性地9个)绕组。绕组中的每个包括一个U形弯曲的导体段7.1-7.9。导体段7.1-7.9布置在由电绝缘材料制成的保持架20中。在此，保持架20设计成将导体段7.1-7.9彼此平行地引导和固定。保持架20与固定在其中的导体段7.1-7.9一起设计为用于布置在磁芯5上。为此，磁芯5示范性地具有矩形形状，该矩形形状具有弯曲的磁芯区段5.1和不弯曲的磁芯区段5.2。在装配LC滤波器组件1时，将导体段7.1-7.9的第一端部7.1.a-7.9.a和第二端部7.1.b-7.9.b插入电路板16的相应孔中。在此，这些孔分别成对地通过布置在电路板16的背侧上(并且因此以虚线示出)的印刷导线15彼此连接。通过导体段7.1-7.9的端部7.1,a,b-7.9.a,b与对应的印制导线15的电连接(例如焊接)得到扼流圈4的围绕磁芯5的闭合绕组。扼流圈4的外置的第一端部7.1.a通过印制导线15与LC滤波器组件1的第一输入接头2a电连接。扼流圈4的余下的外置的第二端部7.9.b与LC滤波器组件1的第一输出接头3a电连接。第二输入接头2b通过印制导线15与第二输出接头3b连接。在电路板16上布置有滤波器电容器8，该滤波器电容器将第一输出接头3a(在此：直接地)与第二输出接头3b连接。
LC滤波器组件1具有多个抽头9.2、9.4、9.6，这些抽头分别与两个对应的导体段7.2与7.3、7.4与7.5以及7.6与7.7之间通过印制导线15引起的电连接装置连接。在抽头9.2、9.4、9.6中的一个(在此：9.4)上连接有附加阻抗10.4，该附加阻抗将抽头9.4与第二输出接头3b连接。在此，附加阻抗10.4具有电容器，该电容器的电容如此选择，使得其至少降低由绕组引起的寄生电容对LC组件1的滤波作用的负面影响。以这种方式得到LC滤波器组件1的不期望的干扰信号的更强的衰减，尤其在较高频率时。
尽管在所示的实施方式中滤波器电容器8直接且在没有中间连接其他阻抗的情况下连接输出接头3a、3b，但是在本发明的范畴内，输出接头3a、3b通过滤波器电容器8间接地电连接也是可能的。例如，另外的阻抗可以与滤波器电容器8串联连接。具体地，滤波器电容器8也可以借助其触点之一连接到扼流圈4的内置抽头9.2-9.8上，只要该内置抽头9.2-9.8不同于连接有另外的阻抗10.4的抽头9.4。
图2示出扼流圈4和另一扼流圈21的详细视图，所述扼流圈和另一扼流圈分别预装配在LC滤波器组件1的第二实施方式的磁芯5上。在此，为了清楚起见未示出电路板16。具有扼流圈4和另一扼流圈21的LC滤波器组件1的第二实施方式在LC滤波器组件1完成装状态中设置为用于：根据扼流圈4和另一扼流圈21的绕组方向的取向而定在其滤波作用方面作为共模扼流圈或作为差模扼流圈运行。根据图1a的实施方式中的导体段7.1-7.9是U形弯曲的，并且因此适合于借助THT工艺与电路板16装配，而现在根据图1b的实施方式中的导体段7.1-7.9具有环形的弯曲。在此，导体段7.1-7.9中的每个包围磁芯5的周边的四个侧，虽然不是完全包围。附加地，导体段7.1-7.9在轴向上具有螺旋形错开的弯曲，该弯曲导致相邻导体段7.1-7.9的端部分别在端侧彼此对置。
导体段7.1-7.9的这种布置适合于借助SMD工艺与电路板16装配。在SMD工艺中，将扼流圈4、另一扼流圈21和磁芯5的预装配组件以导体段7.1-7.9的端部7.1.a,b-7.9.a,b彼此对置的状态定位在电路板16的相应的印制导线15上。在此，印制导线15布置在电路板16的朝向扼流圈4或另一扼流圈21的前侧上并且设置有焊料。在SMD工艺中，焊料被液化，并且形成扼流圈4和另一扼流圈21的完全包围磁芯5的绕组6.1-6.9。在此，也如在根据图1b的实施方式中那样，通过焊料和/或对应的印制导线15引起相邻导体段7.1-7.9彼此的电连接。
在图2a中示出根据本发明的LC滤波器组件1的第三实施方式的拓扑，该拓扑用作模拟LC滤波器组件1的电特性、尤其是其频率响应的基础。LC滤波器组件1的第一输入接头2a通过扼流圈4与第一输出接头3a连接，该扼流圈具有第一和第二扼流圈接头4b。第一输出接头3a通过滤波器电容器8与第二输出接头3b连接。另外，第二输入接头2b与第二输出接头3b电连接。
在示范性地示出的该实施例中，扼流圈4具有四个绕组6.1-6.4。绕组6.1-6.4通过磁芯5彼此感应耦合，在该磁芯上布置有扼流圈4。与绕组6.1-6.4并联地分别画出扼流圈4的因原理决定而始终存在的对应寄生电容Cpar。在常规的LC滤波器中寄生电容Cpar导致：输入接头2a、2b之间的高频信号仅不充分地被衰减，并且因此还以不期望的水平存在于输出接头3a、3b上。
为了例如在抑制寄生电容Cpar和与此相关的效应方面对LC滤波器组件进行微调，LC滤波器组件1对于彼此相继的绕组6.1-6.4的每个电连接装置具有抽头9.1-9.3。在抽头9.1-9.3上连接有阻抗10.1-10.3，在此示范性地分别呈电容器的形式，这些阻抗将抽头9.1-9.3中的每个与第二输出接头3b连接。通过适当选择阻抗10.1-10.3可以执行LC滤波器组件1的优化和/或微调。
在图2b中示出图2a的LC滤波器组件的频率响应针对作为阻抗10.1-10.3的不同电容值的仿真结果。在仿真时，将配属于第一阻抗10.1和第三阻抗10.3的电容器的电容选择为可忽略不计地小。仅配属于第二阻抗10.2的电容器的电容在最小值和最大值之间以多个离散的步距变化。
在附接到第二抽头9.2上的电容器的电容值小的情况下，频率响应还相当于实际LC低通链路的典型频率响应，该典型频率响应在图2b中通过粗体绘制的变化曲线30a示出。在此，低频处的起振表示LC滤波器组件的预先设定的谐振频率，该谐振频率由扼流圈4的电感和滤波器电容器8的电容得出。在较高频率处产生谐振降低(Resonanzerniedrigung)，因为在那里满足在扼流圈4的电感及其寄生电容Cpar方面的第二谐振条件。之后，不再存在输入信号的附加衰减。而是频率响应平行于横坐标延伸。
随着连接到第二抽头9.2上的电容器的电容的增加，首先产生谐振降低向更高频率的偏移。这在图2b中通过变化曲线30b、30c和30d示出。在配属于第二阻抗10.2的电容器的特定电容值的情况下，产生对扼流圈4的寄生电容Cpar的几乎完全补偿。在这种情况下，LC滤波器组件1即使在较高频率时也具有增加的衰减，这在图2b中通过变化曲线30e示出。随着连接到第二抽头9.2上的电容器的电容值的进一步增加，在高频处的衰减再次下降，并且在那里接近最初讨论的变化曲线30a，但现在没有谐振降低。这在图2b中通过变化曲线30f、30g、30h和30i示出。
LC滤波器组件1的所选择的设计，例如选择阻抗10.1-10.3作为电容器，以及在该仿真中扼流圈4的绕组6.1-6.3的数量，仅是示范性的。更大程度的仿真表明，通过变化曲线30e所示出的频率响应也可以(至少近似地)通过另外选择阻抗10.1-10.3来实现。
LC滤波器组件1的主要优点是，通过保持架20，导体段7.1-7.9相对于彼此被良好引导并且由此造成扼流圈4的特定几何形状在很大程度上是可重复地预先给定的。扼流圈4的特定类型和与此相关的LC滤波器组件1的特定的预限定的滤波器特性可以很好地重复再现并且仅具有极小的分散性。根据本发明的LC-滤波器组件1的滤波器特性的可重复再现性明显比在具有经常手动绕线的扼流圈4的常规LC滤波器组件情况下强。通过抽头9.1-9.3和适当选择连接于抽头上的阻抗10.1-10.3，即使在制造的后期阶段中也可以很大程度上降低LC滤波器组件1的频率响应中的不期望的效应。通过有针对性地增加和/或改变相应的抽头9.1-9.3上的阻抗10.1-10.3，可以以简单的方式来均衡相同类型的不同LC滤波器组件1之间的低、但仍然存在的偏差。在此，滤波器特性的高度可重复性以特别有利的方式与LC滤波器组件1的相对简单的制造相结合。这也以相同的方式适用于LC滤波器组件1的在图3a中所示的布置。
在图3a中示出第四实施方式中的根据本发明的LC滤波器组件1的拓扑。该拓扑在很大程度上类似于LC滤波器组件1的已经在图2a中示出的实施方式，因此关于一致的方面参阅针对图2a的说明书。然而，不同于在图2a中所示的变型方案，根据图3a的LC滤波器组件1的滤波器电容器8现在具有两个滤波器电容器8.1、8.2的串联电路。两个滤波器电容器8.1、8.2的串联电路的中间抽头19经由另一电感17和另一电容器18的并联电路而与LC滤波器组件1的第三抽头9.3连接。
在图3b中，相应于根据在图3a中所示的拓扑，以不同的变化曲线30a-30g的形式示出LC滤波器组件1的仿真结果。在此，变化曲线中的每一个都分别体现与频率相关的仿真的频率响应。在仿真时，相应于在图2a中所讨论的布置来选择第一阻抗10.1和第三阻抗10.3。对于第二阻抗10.2，选择具有相应于图2b中的变化曲线30e的电容值的电容器。在仿真期间，使第一阻抗10.1、第二阻抗10.2、第三阻抗10.3以及另一电感18的值保持恒定。与此相对，另一电容器18的电容在最小值与最大值之间以6个离散的步距变化。因此，随着另一电容器18的电容的增加，得出根据所示变化曲线40b-40g的频率响应。为了比较，变化曲线40a再次示出以下LC滤波器组件1的频率响应：该LC滤波器组件没有附接到抽头9.1-9.3上的阻抗10.1-10.3、没有另一电感17并且没有另一电容器18。
该仿真的目的是，设计在100kHz至1500kHz的频率范围内具有尽可能高的衰减的LC滤波器组件1。在此，根据要遵守的极限值曲线的预给定情况而定，可以选择变化曲线40b-40g中的一个或者另一电容器18的配属于该变化曲线40b-40g的电容值，以便实现期望的衰减。在这种情况下，LC滤波器组件1的制造中的非常好的可重复性也是有利的，以使具有特定扼流圈类型的LC滤波器组件1的滤波器特性的分散性最小化。
附图标记列表
1 LC滤波器组件
2a，2b 输入接头
3a，3b 输出接头
4 扼流圈
4a，4b 扼流圈接头
5 磁芯
5.1 磁芯区段
5.2 磁芯区段
6.1-6.n 绕组
7.1-7.n 导体段
7.1.a-7.n.a 端部
7.1.b-7.n.b 端部
8，8.1，8.2 滤波器电容器
9.1-9.n-1 抽头
10.1-10.n-1 阻抗
11.1-11.n-1 电容器
12.1-12.n-1 电阻器
13.1-13.n-1 电感
14 区域
15 印制导线
16 电路板
17 电感
18 电容器
19 中间抽头
20 保持架
21 扼流圈
30a-30i 变化曲线
40a-40f 变化曲线

Claims (18)

1.一种用于装配在具有印制导线(15)的电路板(16)上的LC滤波器组件(1)，所述LC滤波器组件包括：
具有第一输入接头(2a)和第二输入接头(2b)的输入端；
具有第一输出接头(3a)和第二输出接头(3b)的输出端；
滤波器电容器(8)，所述滤波器电容器将所述第一输出接头(3a)与所述第二输出接头(3b)连接；
磁芯(5)；
扼流圈(4)，所述扼流圈具有包围所述磁芯(5)的多个绕组(6.1-6.n)以及第一扼流圈接头(4a)和第二扼流圈接头(4b)；
其中，所述绕组(6.1-6.n)中的每个借助单独的、至少部分地包围所述磁芯(5)的导体段(7.1-7.n)形成，所述导体段分别具有第一端部(7.1.a-7.n.a)和第二端部(7.1.b-7.n.b)；
其中，在所述LC滤波器组件(1)与所述电路板(16)装配的状态中，所述第一端部(7.1.a-7.n.a)和所述第二端部(7.1.b-7.n.b)分别电附接到所述电路板(16)的印制导线(15)上；
其中，所述导体段(7.1-7.n)中的每一个布置在一个保持架(20)中，所述保持架设计成使所述导体段(7.1-7.n)定位在相对于彼此预限定的位置中并且与所述磁芯(5)电绝缘；
其中，一个导体段(7.1-7.n-1)的第二端部(7.1.b-7.n-1.b)与相邻导体段(7.2-7.n)的第一端部(7.2.a-7.n.a)电连接；并且
其中，所述第一扼流圈接头(4a)由外置的导体段(7.1)的余留的第一端部(7.1.a)形成，所述第二扼流圈接头(4b)由另一外置的导体段(7.n)的余留的第二端部(7.n.b)形成；
其中，所述第一扼流圈接头(4a)与所述第一输入接头(2a)电连接，所述第二扼流圈接头(4b)与所述第一输出接头(3a)电连接，其特征在于：
所述导体段(7.1-7.n)彼此之间的电连接装置具有至少一个抽头(9.1-9.n-1)，其中，在所述至少一个抽头(9.1-9.n-1)上连接有附加的阻抗(10.1-10.n-1)。
2.根据权利要求1所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述附加的阻抗(10.1-10.n-1)包括以下组件中的至少一个或其组合：
电容器(11.1-11.n)，
由电容器(11.1-11.n-1)、电阻器(12.1-12.n-1)和可选地电感(13.1-13.n-1)组成的串联电路，和
电容器(11.1-11.n-1)和电阻器(12.1-12.n-1)的并联电路。
3.根据以上权利要求中任一项所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，除两个外置的导体段(7.1，7.n)之外，所述导体段(7.1-7.n)中的多个导体段包括一个内置的导体段(7.2)，尤其包括多个内置的导体段(7.2-7.n-1)。
4.根据权利要求3所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述LC滤波器组件(1)具有多个抽头(9.1-9.n-1)，在所述抽头上分别连接有附加的阻抗(10.1-10.n-1)。
5.根据以上权利要求中任一项所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述至少一个抽头(9.1-9.n-1)通过所述附加的阻抗(10.1-10.n-1)与所述第二输出接头(3b)连接。
6.根据以上权利要求中任一项所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述保持架(20)设计成将所述导体段(7.1-7.n)彼此平行地引导。
7.根据以上权利要求中任一项所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述导体段(7.1-7.n)中的每一个具有圆形的或矩形的横截面。
8.根据以上权利要求中任一项所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述导体段(7.1-7.n)中的每一个具有弯曲区域(14)，所述弯曲区域相当于U形。
9.根据权利要求8所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述导体段(7.1-7.n)中的每个是环形弯曲的，使得相邻导体段(7.1-7.n)的端侧彼此对置。
10.根据以上权利要求中任一项所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，一个导体段(7.1-7.n-1)的第二端部(7.1.b-7.n-1.b)和相邻导体段(7.2-7.n)的第一端部(7.2.a-7.n.a)电附接到同一印制导线(15)上，使得通过所述电路板(16)的印制导线(15)引起相邻导体段(7.1-7.n)的电连接。
11.根据权利要求10所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述扼流圈(4)的所述导体段(7.1-7.n)通过THT(通孔技术，Through-Hole-Technology)工艺或通过SMD(表面贴装装置，Surface Mount Device)工艺与所述电路板连接。
12.根据以上权利要求中任一项所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述磁芯(5)由闭合的磁芯(5)形成，尤其具有环面或矩形的形状。
13.根据以上权利要求中任一项所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述滤波器电容器(8)由两个滤波器电容器(8.1，8.2)的串联电路形成。
14.根据权利要求13所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述抽头(9.1-9.2)中的至少一个通过另一电感(17)或通过由另一电感(17)和另一电容器(18)组成的并联电路而与所述滤波器电容器(8.1，8.2)的所述串联电路的中间抽头(19)连接。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于：
所述LC滤波器组件(1)具有与所述扼流圈(4)结构相同的、包围所述磁芯(5)的另一扼流圈(21)，所述另一扼流圈以其第一扼流圈接头(21a)与所述第二输入接头(2b)连接并且以其第二扼流圈接头(21b)与所述第二输出接头(3b)连接，
其中，所述滤波器电容器(8)的一个触点与所述扼流圈(4)的内置的抽头、尤其是居中的抽头(9.n/2)连接，所述滤波器电容器(8)的另一触点与所述另一扼流圈(21)的内置的抽头、尤其是居中的抽头(9.n/2)连接，
其中，所述扼流圈(4)的抽头(9.1-9.n-1)通过所述附加的阻抗(10.1-10.n-1)与所述另一扼流圈(21)的对应的抽头(9.1-9.n-1)连接。
16.根据权利要求15所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述扼流圈(4)和所述另一扼流圈(21)的绕组方向相对于彼此如此取向，使得所述LC滤波器组件(1)在其滤波器功能方面设计为共模扼流圈。
17.根据权利要求15所述的LC滤波器组件(1)，其特征在于，所述扼流圈(4)和所述另一扼流圈(21)的绕组方向相对于彼此如此取向，使得所述LC滤波器组件(1)在其滤波器功能方面设计为差模扼流圈。
18.一种电气或电子设备，尤其是逆变器，所述设备具有根据以上权利要求中任一项所述的LC滤波器组件(1)。
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