CN111768972A - 穿心电容滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种穿心电容滤波器，其包括：导电的金属外壳，其内部设有通孔；管状电感，其装入到所述通孔内；导电引针，其插入管状电感内，并延伸出通孔；圆环电容，其内侧壁设有内电极，其外侧壁设有外电极；所述圆环电容套接在导电引针上，所述内电极与所述导电引针接触，所述外电极与所述金属外壳接触；两个导电法兰，两个所述导电法兰分别套接在所述导电引针的上端和下端，并与所述金属外壳分别具有间隙；绝缘性的灌封胶，其填充在所述间隙中，使导电法兰与金属外壳之间绝缘。本发明有效地防止了高频信号从输入端直接耦合到输出端，在1GHz频率范围内，提供了极好的抑制效果。

Description

穿心电容滤波器
技术领域
本发明涉及滤波器领域，具体涉及一种穿心电容滤波器。
背景技术
穿心电容(滤波器)是一种三端电容，但与普通的三端电容相比，由于它直接安装在金属面板上，因此它的接地电感更小，几乎没有引线电感的影响，另外，它的输入输出端被金属板隔离，消除了高频耦合，这两个特点决定了穿心电容具有接近理想电容的滤波效果。
在实际工程中，要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz，甚至超过1GHz。对这样高频的电磁噪声必须使用穿心电容才能有效地滤除。普通电容之所以不能有效地滤除高频噪声，是因为两个原因，一个原因是电容引线电感造成电容谐振，对高频信号呈现较大的阻抗，削弱了对高频信号的旁路作用；另一个原因是导线之间的寄生电容使高频信号发生耦合，降低了滤波效果。
最简单的穿心结构是由内外电极和陶瓷构成的一个(C型)或两个电容(Pi型)，但是该最简单的穿心结构的穿心电容难以广泛应用，市场上往往需要更多能更广泛使用的穿心电容的设计。
发明内容
有鉴于此，为解决上述技术问题，本发明的目的在于提出一种穿心电容滤波器，其结构紧凑，能有更广泛的使用。
所采用的技术方案为：
一种穿心电容滤波器，包括：
导电的金属外壳，其内部设有通孔，所述通孔包括依次连通的第一圆柱孔、第二圆柱孔和第三圆柱孔，第一圆柱孔大于第二圆柱孔从而在通孔内壁形成第一台阶，第三圆柱孔大于第二圆柱孔从而在通孔内壁设有第二台阶；
管状电感，其贯穿有第四圆柱孔；所述管状电感装入到所述第二圆柱孔内；
导电引针，其插入所述第四圆柱孔内，并延伸出通孔；
圆环电容，其内侧壁设有内电极，其外侧壁设有外电极；所述圆环电容套接在导电引针上，所述内电极与所述导电引针接触，所述外电极与所述金属外壳接触；所述圆环电容包括第一圆环电容和第二圆环电容，所述第一圆环电容置于所述第一台阶上，所述第二圆环电容置于所述第二台阶上；
两个导电法兰，两个所述导电法兰分别套接在所述导电引针的上端和下端，并与所述金属外壳分别具有间隙；
绝缘性的灌封胶，其填充在所述间隙中，使导电法兰与金属外壳之间绝缘。
进一步地，所述第一圆环电容的高度小于第一圆柱孔的高度，所述第二圆环电容的高度小于第三圆柱孔的高度。
进一步地，所述导电引针的末端与所述导电法兰的末端处于同一平面上。
进一步地，所述导电法兰为铜镀银材质的导电法兰。
本发明的有益效果在于：
本穿心电容滤波器自电感较普通电容小得多，故而自谐振频率很高。同时，本穿心电容滤波器的穿心式设计，也有效地防止了高频信号从输入端直接耦合到输出端。这种低通高阻的组合，在1GHz频率范围内，提供了极好的抑制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为穿心电容滤波器除灌封胶外分解的剖视结构示意图。
图2为穿心电容滤波器的组合的剖视结构示意图。
图3为穿心电容滤波器的立体图。
图4为圆环电容的放大结构示意图。
其中，1-金属外壳；2-管状电感；3-导电引针；4-圆环电容；5-导电法兰；6-通孔；61-第一圆柱孔；62-第二圆柱孔；63-第三圆柱孔；7-第一台阶；8-第二台阶；9-第四圆柱孔；10-内电极；11-外电极；12-灌封胶，13-中间部分。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1-图4所示，一种穿心电容滤波器，包括导电的金属外壳1、管状电感2、导电引针3、圆环电容4和导电法兰5。
其中，导电的金属外壳1，其内部设有通孔6，通孔6包括依次连通的第一圆柱孔61、第二圆柱孔62和第三圆柱孔63，第一圆柱孔61大于第二圆柱孔62从而在通孔6内壁形成第一台阶7，第三圆柱孔63大于第二圆柱孔62从而在通孔6内壁设有第二台阶8。作为优选，第一圆柱孔61和第三圆柱孔63大小相同，第一圆柱孔61、第二圆柱孔62和第三圆柱孔63同轴设置，这样便于精确加工制备。
管状电感2，其贯穿有第四圆柱孔9；管状电感2装入到第二圆柱孔62内。
导电引针3，其插入第四圆柱孔9内，并上下两端均延伸出通孔6。
圆环电容4，其内侧壁设有内电极10，其外侧壁设有外电极11，中间部分13为绝缘材质。圆环电容4套接在导电引针3上，内电极10与导电引针3接触，外电极11与金属外壳1接触；圆环电容4包括第一圆环电容4和第二圆环电容4，第一圆环电容4置于第一台阶7上，第二圆环电容4置于第二台阶8上。
两个导电法兰5，两个导电法兰5分别套接在导电引针3的上端和下端，并与金属外壳1分别具有间隙。即第一个导电法兰5套接在导电引针3的上端，第二个导电法兰5套接在导电引针3的下端，第一个导电法兰5与金属外壳1有第一间隙，第二个导电法兰5与金属外壳1有第二间隙。
绝缘性的灌封胶12，其填充在第一间隙和第二间隙中，使两个导电法兰5均与金属外壳1之间绝缘。灌封胶12同时也填充了未被第一圆环电容4和第二圆环电容4占据的第一圆柱孔61和第三圆柱孔63的全部容积，如果第一圆环电容4没有全部占据第一圆柱孔61，第二圆环电容4没有全部占据第三圆柱孔63的话。
在图2所示的实施例中，管状电感2是可以活动的，即管状电感2可以在第二圆柱孔62内上下运动，不影响整体产品的性能。这使得管状电感2长短是可以选择的，管状电感2的长度的大小决定了电感量的大小。长度越长，电感量越大。根据每个产品的电感量的需求，会选择不同长度的管状电感2。这样，可以根据实际用户需求选择所需电感量大小的管状电感2。当然，在某个实施例下，如果选择的管状电感2的长度较长，使得第二圆柱孔62的高度与管状电感2的长度大小相等，管状电感2定位在第一圆环电容4和第二圆环电容4之间，管状电感2不会上下运动了。
第一圆环电容4的高度可以等于或者小于第一圆柱孔61的高度，第二圆环电容4的高度可以等于或者小于第三圆柱孔63的高度。因此，可以根据需要选择第一圆环电容4和第二圆环电容4的高度。
管状电感2在第一圆环电容4和第二圆环电容4之间，这样，就形成了Pi型滤波器，Pi型滤波器即是由两个电容元件和在两个电容元件之间的一个电感元件组成。其中，两个电容元件即是第一圆环电容4和第二圆环电容4，电感元件即是管状电感2。Pi型滤波器比简单的C型或LC型结构能够提供更好的高频滤波性能，适用于源阻抗和负载阻抗都高，并且对干扰抑制性能要求高(插入损耗)的场合。
作为一种优选的实施例，导电引针3的末端与导电法兰5的末端处于同一平面上。即是使导电引针3没有延伸出导电法兰5。导电法兰5套接在导电引针3上，导电引针3将内电极10引申出。这样连接导电法兰5即是连接内电极10。导电法兰5可以优选为铜镀银材质的导电法兰5。
其中内电极10通过导电引针3，并和导电法兰5套接，其上下作为两个端口，外电极11通过金属外壳1引出作为第三个端口。例如第一导电法兰5作为输入端，第二导电法兰5作为输出端，金属外壳1作为接地端。
本穿心电容滤波器自电感较普通电容小得多，故而自谐振频率很高。同时，本穿心电容滤波器的穿心式设计，也有效地防止了高频信号从输入端直接耦合到输出端。这种低通高阻的组合，在1GHz频率范围内，提供了极好的抑制效果。
需要说明的是，发明人在ZL2020211568391号中设计出了一款穿心电容滤波器。但是其与本申请设计出的穿心电容滤波器在结构上是不相同的，虽然均为Pi型电容器，但是两者结构设计的发明构思不相同。
本说明书中术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种穿心电容滤波器，其特征在于，包括：
导电的金属外壳，其内部设有通孔，所述通孔包括依次连通的第一圆柱孔、第二圆柱孔和第三圆柱孔，第一圆柱孔大于第二圆柱孔从而在通孔内壁形成第一台阶，第三圆柱孔大于第二圆柱孔从而在通孔内壁设有第二台阶；
管状电感，其贯穿有第四圆柱孔；所述管状电感装入到所述第二圆柱孔内；
导电引针，其插入所述第四圆柱孔内，并延伸出通孔；
圆环电容，其内侧壁设有内电极，其外侧壁设有外电极；所述圆环电容套接在导电引针上，所述内电极与所述导电引针接触，所述外电极与所述金属外壳接触；所述圆环电容包括第一圆环电容和第二圆环电容，所述第一圆环电容置于所述第一台阶上，所述第二圆环电容置于所述第二台阶上；
两个导电法兰，两个所述导电法兰分别套接在所述导电引针的上端和下端，并与所述金属外壳分别具有间隙；
绝缘性的灌封胶，其填充在所述间隙中，使导电法兰与金属外壳之间绝缘。
2.根据权利要求1所述的穿心电容滤波器，其特征在于，所述第一圆环电容的高度小于第一圆柱孔的高度，所述第二圆环电容的高度小于第三圆柱孔的高度。
3.根据权利要求2所述的穿心电容滤波器，其特征在于，所述导电引针的末端与所述导电法兰的末端处于同一平面上。
4.根据权利要求1所述的穿心电容滤波器，其特征在于，所述导电法兰为铜镀银材质的导电法兰。
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