CN112689453A - 一种新型双线平衡emi滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型双线平衡EMI滤波器，包括：屏蔽层基板及降噪层基板；屏蔽层基板包括第一屏蔽层基板、第二屏蔽层基板及第三屏蔽层基板；降噪层基板包括第一降噪层基板及第二降噪层基板；第一屏蔽层基板、第一降噪层基板、第二屏蔽层基板、第二降噪层基板及第三屏蔽层基板的边缘通过导电端子依次叠层连接；第一绝缘基板上涂层设置有第一导电区及第二导电区，第二绝缘基板上涂层设置有第三导电区及第四导电区，第三绝缘基板上涂层设置第五导电区，第一导电区涂层、第二导电区涂层及第五导电区上涂层不同类的导电材料；第五导电区分别关于第三绝缘基板的竖直中心线及水平中心线对称。本发明能够有效抑制噪声，提升滤波器的降噪能力。

Description

一种新型双线平衡EMI滤波器

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种新型双线平衡EMI滤波器。

背景技术

电磁干扰滤波器(EMI Filter)简称EMI滤波器，是一种能有效地抑制电网噪声，提高电子设备抗干扰能力及系统可靠性的一种滤波装置。它属于双向射频滤波器，一方面要滤除从交流电网引入的外部电磁干扰，另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声于扰，以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。现今电子设备随着小型化、多功能及高速率方向发展，在满足功能滤波器要求的同时，不可避免的会存在越来越多的电磁兼容问题(EMC)。因此，发明一种可靠性高的新型双线平衡EMI滤波器成为该领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种新型双线平衡EMI滤波器。

本发明公开了一种新型双线平衡EMI滤波器，包括屏蔽层基板及降噪层基板；所述屏蔽层基板包括第一屏蔽层基板、第二屏蔽层基板及第三屏蔽层基板；所述降噪层基板包括第一降噪层基板及第二降噪层基板；所述第一屏蔽层基板、所述第一降噪层基板、所述第二屏蔽层基板、所述第二降噪层基板及所述第三屏蔽层基板的边缘通过导电端子依次叠层连接；所述第一降噪层基板包括第一绝缘基板，所述第一绝缘基板上涂层设置有第一导电区及第二导电区，所述第一导电区及所述第二导电区相互隔离且于所述第一绝缘基板的中心对称设置；所述第一导电区上涂层为第一类导电材料，所述第二导电区上涂层为第二类导电材料；所述第二降噪层基板包括第二绝缘基板，所述第二绝缘基板上涂层设置有第三导电区及第四导电区，所述第三导电区及所述第四导电区相互隔离且于所述第二绝缘基板的中心对称设置；所述第三导电区上涂层为所述第二类导电材料，所述第四导电区上涂层为所述第一类导电材料；所述第一绝缘基板及所述第二绝缘基板在进行叠层时，所述第一导电区及所述第四导电区之间有重合区域，所述第二导电区与所述第三导电区之间有重合区域；所述第一屏蔽层基板、所述第二屏蔽层基板及所述第三屏蔽层基板均包括第三绝缘基板，所述第三绝缘基板上涂层设置第五导电区，所述第五导电区上涂层为第三类导电材料；所述第五导电区关于所述第三绝缘基板的竖直中心线对称，所述第五导电区关于所述第三绝缘基板的水平中心线对称。

优选地，所述第五导电区水平方向的长度小于所述第一导电区及所述第二导电区水平方向长度的总和，且小于所述第三导电区及所述第四导电区水平方向长度的总和。

优选地，在叠层时，所述第五导电区竖直方向上的总宽度大于所述第一导电区及所述第二导电区竖直方向上宽度的总和，且大于所述第三导电区及所述第四导电区竖直方向宽度的总和。

优选地，所述第一导电区及所述第二导电区在水平方向上的两边的边缘与所述第一绝缘基板的两边的边缘各自重合。

优选地，所述第三导电区及所述第四导电区在水平方向上的两边的边缘与所述第二绝缘基板的两边的边缘各自重合。

优选地，所述第五导电区在竖直方向上的两边的边缘与所述第三绝缘基板的两边的边缘重合。

优选地，所述第一导电区及所述第三导电区设为开口向上的倒“7”形，在竖直叠加时所述第一导电区及所述第三导电区的形状关于滤波器的中心线对称；所述第二导电区及所述第四导电区设为开口向下的倒“7”形，在竖直叠加时所述第二导电区及所述第四导电区的形状关于滤波器的中心线对称。

优选地，所述第五导电区均设为“十字”形。

优选地，所述第一导电区及所述第二导电区在所述第一绝缘基板的两边的边缘处各自设置有若干个贯穿通孔，所述导电端子穿过所述贯穿通孔，所述贯穿通孔用于实现所述屏蔽层基板及所述降噪层基板的叠层连接。

本发明的一种新型双线平衡EMI滤波器具有如下有益效果，本发明公开的一种新型双线平衡EMI滤波器中，所述屏蔽层基板穿插于不同层级的降噪层基板之间，给降噪层基板提供屏蔽效应，减少电磁噪声往外辐射能量；

所述屏蔽层基板给所述降噪层基板提供共模噪声回流路径，所述屏蔽层基板放置于滤波器中央，且叠层设置，能平衡所述第一导电区及所述第四导电区到所述屏蔽层基板，以及所述第二导电区及所述第三导电区到所述屏蔽层基板的路径长度，使得两路径长度一致及最短化，从而更好地抑制噪声信号；

另外，所述第一降噪层基板的第一导电区及第二导电区、所述第二降噪层基板的第三导电区及第四导电区由于其相互隔离且于中心对称的特殊结构使得通过所述第一绝缘基板及所述第二绝缘基板的噪声电路产生的磁场相互抵消，进而降低噪声能力；

再者，所述第一绝缘基板及所述第二绝缘基板在进行叠层时，所述第一导电区及所述第四导电区之间有重合区域，所述第二导电区与所述第三导电区之间有重合区域，从而形成电容结构，能够更好地形成磁抵消。因此，本发明能够有效抑制噪声，提升滤波器的降噪能力及电磁干扰能力。

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，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明较佳实施例的一种新型双线平衡EMI滤波器的结构示意图；

图2是本发明较佳实施例的一种新型双线平衡EMI滤波器的平铺示意图；

图3是本发明较另一佳实施例的一种新型双线平衡EMI滤波器的平铺示意图；

图4是本发明较佳实施例的一种新型双线平衡EMI滤波器的磁效应示意图；

图5是本发明较佳实施例的一种新型双线平衡EMI滤波器的导电端子的噪声平衡示意图；

图6是本发明较佳实施例的一种新型双线平衡EMI滤波器的滤波前的信号曲线图；

图7是本发明较佳实施例的一种新型双线平衡EMI滤波器的滤波后的信号曲线图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明较佳实施例的如图1及图2所示，包括屏蔽层基板及降噪层基板；所述屏蔽层基板包括第一屏蔽层基板1、第二屏蔽层基板3及第三屏蔽层基板5；所述降噪层基板包括第一降噪层基板2及第二降噪层基板4；所述第一屏蔽层基板1、所述第一降噪层基板2、所述第二屏蔽层基板3、所述第二降噪层基板4及所述第三屏蔽层基板5的边缘通过导电端子依次叠层连接；所述第一降噪层基板2包括第一绝缘基板21，所述第一绝缘基板21上涂层设置有第一导电区22及第二导电区23，所述第一导电区22及所述第二导电区23相互隔离且于所述第一绝缘基板21的中心对称设置；所述第一导电区22上涂层为第一类导电材料，所述第二导电区23上涂层为第二类导电材料；所述第二降噪层基板4包括第二绝缘基板41，所述第二绝缘基板41上涂层设置有第三导电区42及第四导电区43，所述第三导电区42及所述第四导电区43相互隔离且于所述第二绝缘基板41的中心对称设置；所述第三导电区42上涂层为所述第二类导电材料，所述第四导电区43上涂层为所述第一类导电材料；所述第一绝缘基板21及所述第二绝缘基板41在进行叠层时，所述第一导电区22及所述第四导电区43之间有重合区域，所述第二导电区23与所述第三导电区42之间有重合区域；所述第一屏蔽层基板1、所述第二屏蔽层基板3及所述第三屏蔽层基板5均包括第三绝缘基板51，所述第三绝缘基板51上涂层设置第五导电区52，所述第五导电区52上涂层为第三类导电材料(图1中为保持整洁只标注了第三屏蔽层基板的标号)；所述第五导电区52关于所述第三绝缘基板的竖直中心线对称，所述第五导电区52关于所述第三绝缘基板51的水平中心线对称。在本发明中，所述屏蔽层基板穿插于不同层级的降噪层基板之间，给降噪层基板提供屏蔽效应，减少电磁噪声往外辐射能量；

请参阅图5，所述屏蔽层基板给所述降噪层基板提供共模噪声回流路径，所述屏蔽层基板放置于滤波器中央，且叠层设置，能平衡所述第一导电区22及所述第四导电区43到所述屏蔽层基板，以及所述第二导电区23及所述第三导电区42到所述屏蔽层基板的路径长度，使得两路径长度一致及最短化，从而更好地抑制噪声信号；

另外，所述第一降噪层基板2的第一导电区22及第二导电区23、所述第二降噪层基板4的第三导电区42及第四导电区43由于其相互隔离且于中心对称的特殊结构使得通过所述第一绝缘基板21及所述第二绝缘基板41的噪声电路产生的磁场相互抵消，进而降低噪声能力；

再者，所述第一绝缘基板21及所述第二绝缘基板41在进行叠层时，所述第一导电区22及所述第四导电区43之间有重合区域，所述第二导电区23与所述第三导电区42之间有重合区域，从而形成电容结构，能够更好地形成磁抵消。因此，本发明能够有效抑制噪声，提升滤波器的降噪能力及电磁干扰能力。

优选地，在本实施例中，所述第一导电区22及所述第三导电区23上涂层均为第一类导电材料，所述第一类导电材料为银；所述第三导电区42及所述第四导电区43上涂层为第三类导电材料，所述第二类导电材料为铜；所述第五导电区52上涂层为第三类材料，所述第三类导电材料为镍。所述第一绝缘基板21、所述第二绝缘基板41及所述第三绝缘基板51的绝缘材料为陶瓷绝缘材料。在另一个优选地实施例中，所述第一类导电材料、所述第二类导电材料及所述第三类导电材料可以是银、铜、镍或铝等强导电性材料；所述述第一绝缘基板、所述第二绝缘基板及所述第三绝缘基板的绝缘材料还可以是FR4绝缘材料等，在此不作具体限定。

优选地，请参阅图3及图5，所述第五导电区52水平方向的长度a小于所述第一导电区22及所述第二导电区23水平方向长度的总和b1，且小于所述第三导电区42及所述第四导电区43水平方向长度的总和b2。因此，本发明所述的一种新型双线平衡EMI滤波器形成导电端子A及导电端子B，且保证导电端子A及导电端子B的无干扰工作。所述导电端子A及所述导电端子B用于形成信号输入端，外部电信号通过导电端子A及所述导电端子B进入滤波器，完成滤波动作。

优选地，请参阅图3，在叠层时，所述第五导电区52竖直方向上的总宽度c大于所述第一导电区22及所述第二导电区23竖直方向上宽度的总和d1，且大于所述第三导电区42及所述第四导电区43竖直方向宽度的总和d2。因此，本发明所述的一种新型双线平衡EMI滤波器形成导电端子G1及导电端子G2，且保证所述导电端子G1及导电端子G2的无干扰工作，所述导电端子G1及所述导电端子G2用于形成信号输入或地端。

具体地，当本发明的滤波器需要滤除DC-DC电源或相关电路的差分信号杂波时，导电端子A及导电端子B分别与差分信号的两根信号线电连接，导电端子G1或导电端子G2接地线，用于滤除差分信号的共模噪声及差模噪声；当本发明的滤波器需要滤除单端信号杂波时，导电端子G1或导电端子G2与单端信号线电连接，导电端子A或导电端子B接地线，用于滤除单端信号的噪声。

优选地，请参阅图4，由于所述降噪层基板的特殊结构性，使得导电端子A及导电端子B两端的电容有谐振频率一致、容值一致、相位一致老化特性一致、震动特性一致等平衡特兹那个，从而差分信号在进入滤波器时由于磁效应相互抵消。在所述第一降噪层基板2中，所述第一导电区22及所述第二导电区23之间电磁相互抵消，形成噪声抑制；同时，所述第一降噪层基板21中的第一导电区22与所述第二降噪层基板41的第四导电区2之间，所述第一降噪层基板21中的所述第二导电区23及所述第二降噪层基板41的第三导电区43之间形成电容结构，从而强化了磁抵消效应。因此本发明能有效降低电磁噪声的差模噪声和共模噪声之间的转换。

优选地，所述第一导电区22及所述第二导电区23在水平方向上的两边的边缘与所述第一绝缘基板21的两边的边缘各自重合。

优选地，所述第三导电区42及所述第四导电区43在水平方向上的两边的边缘与所述第二绝缘基板41的两边的边缘重合。因此，所述第一导电区22、所述第二导电区23、所述第三导电区42及所述第四导电区43的电极面积足够大，在叠层时往外延伸形成导电端子A及导电端子B，从而达到更好的降噪效果。

优选地，所述第五导电区52在竖直方向上的两边的边缘与所述第三绝缘基板51的两边的边缘重合。因此，所述第五导电区52的导电面积足够大，在叠层时往外延伸形成导电端子G1及导电端子G2，从而达到更好的屏蔽效果。

优选地，所述第一导电区22及所述第三导电区23设为开口向上的倒“7”形，在竖直叠加时所述第一导电区22及所述第三导电区23的形状关于滤波器的中心线对称；所述第二导电区42及所述第四导电区43设为开口向下的倒“7”形，在竖直叠加时所述第二导电区42及所述第四导电区43的形状关于滤波器的中心线对称。在另一个优选地实施例中，所述第一导电区22及所述第三导电区23、所述第二导电区42及所述第四导电区43的形状不作具体限定。

优选地，所述第五导电区52均设为“十字”形。在另一个优选地实施例中，所述第五导电区5的形状不作具体限定。

优选地，所述第一导电区22及所述第二导电区23在所述第一绝缘基板21的两边的边缘处各自设置有若干个贯穿通孔，所述导电端子穿过所述贯穿通孔，所述贯穿通孔用于实现所述屏蔽层基板及所述降噪层基板的叠层连接。在本实施例中，导电端子A及导电端子B的叠层面上各自设置了两个贯穿通孔，导电端子G1及导电端子G2的叠层面上各自设置了四个贯穿孔。

优选地，请参阅图6，当本发明的滤波器工作在200MHZ-450MHZ频段时，在滤波前，差分信号的最高噪声点为60MHZ；在滤波后，差分信号的最高噪声点为40MHZ，对比图6及图7可知，差分信号的最高噪声点降低了约20MHZ，差分信号曲线整体也有明显的平滑效果。因此，本发明的一种新型双线平衡EMI滤波器有效抑制噪声，提升滤波器的降噪能力及电磁干扰能力。

综上所述，本发明所提供的一种新型双线平衡EMI滤波器，包括屏蔽层基板及降噪层基板；所述屏蔽层基板包括第一屏蔽层基板1、第二屏蔽层基板3及第三屏蔽层基板5；所述降噪层基板包括第一降噪层基板2及第二降噪层基板4；所述第一屏蔽层基板1、所述第一降噪层基板2、所述第二屏蔽层基板3、所述第二降噪层基板4及所述第三屏蔽层基板5的边缘通过导电端子依次叠层连接；所述第一降噪层基板2包括第一绝缘基板21，所述第一绝缘基板21上涂层设置有第一导电区22及第二导电区23，所述第一导电区22及所述第二导电区23相互隔离且于所述第一绝缘基板21的中心对称设置；所述第一导电区22上涂层为第一类导电材料，所述第二导电区23上涂层为第二类导电材料；所述第二降噪层基板4包括第二绝缘基板41，所述第二绝缘基板41上涂层设置有第三导电区42及第四导电区43，所述第三导电区42及所述第四导电区43相互隔离且于所述第二绝缘基板41的中心对称设置；所述第三导电区42上涂层为所述第二类导电材料，所述第四导电区43上涂层为所述第一类导电材料；所述第一绝缘基板21及所述第二绝缘基板41在进行叠层时，所述第一导电区22及所述第四导电区43之间有重合区域，所述第二导电区23与所述第三导电区42之间有重合区域；所述第一屏蔽层基板1、所述第二屏蔽层基板3及所述第三屏蔽层基板5均包括第三绝缘基板51，所述第三绝缘基板51上涂层设置第五导电区52，所述第五导电区52上涂层为第三类导电材料(图1中为保持整洁只标注了第三屏蔽层基板的标号)；所述第五导电区52关于所述第三绝缘基板的竖直中心线对称，所述第五导电区52关于所述第三绝缘基板51的水平中心线对称。所述屏蔽层基板穿插于不同层级的降噪层基板之间，给降噪层基板提供屏蔽效应，减少电磁噪声往外辐射能量；

所述屏蔽层基板给所述降噪层基板提供共模噪声回流路径，所述屏蔽层基板放置于滤波器中央，能平衡所述第一导电区22及所述第四导电区43到所述屏蔽层基板，以及所述第二导电区23及所述第三导电区42到所述屏蔽层基板的路径长度，使得两路径长度一致及最短化，从而更好地抑制噪声信号；

另外，所述第一降噪层基板2的第一导电区22及第二导电区23、所述第二降噪层基板4的第三导电区42及第四导电区43由于其相互隔离且于中心对称的特殊结构使得通过所述第一绝缘基板21及所述第二绝缘基板41的噪声电路产生的磁场相互抵消，进而降低噪声能力；

再者，所述第一绝缘基板21及所述第二绝缘基板41在进行叠层时，所述第一导电区22及所述第四导电区43之间有重合区域，所述第二导电区23与所述第三导电区42之间有重合区域，从而形成电容结构，能够更好地形成磁抵消。因此，本发明能够有效抑制噪声，提升滤波器的降噪能力及电磁干扰能力。

以上对本发明所提供的一种新型双线平衡EMI滤波器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种新型双线平衡EM I滤波器，其特征在于，包括屏蔽层基板及降噪层基板；所述屏蔽层基板包括第一屏蔽层基板、第二屏蔽层基板及第三屏蔽层基板；所述降噪层基板包括第一降噪层基板及第二降噪层基板；所述第一屏蔽层基板、所述第一降噪层基板、所述第二屏蔽层基板、所述第二降噪层基板及所述第三屏蔽层基板的边缘通过导电端子依次叠层连接；所述第一降噪层基板包括第一绝缘基板，所述第一绝缘基板上涂层设置有第一导电区及第二导电区，所述第一导电区及所述第二导电区相互隔离且于所述第一绝缘基板的中心对称设置；所述第一导电区上涂层为第一类导电材料，所述第二导电区上涂层为第二类导电材料；所述第二降噪层基板包括第二绝缘基板，所述第二绝缘基板上涂层设置有第三导电区及第四导电区，所述第三导电区及所述第四导电区相互隔离且于所述第二绝缘基板的中心对称设置；所述第三导电区上涂层为所述第二类导电材料，所述第四导电区上涂层为所述第一类导电材料；所述第一绝缘基板及所述第二绝缘基板在进行叠层时，所述第一导电区及所述第四导电区之间有重合区域，所述第二导电区与所述第三导电区之间有重合区域；所述第一屏蔽层基板、所述第二屏蔽层基板及所述第三屏蔽层基板均包括第三绝缘基板，所述第三绝缘基板上涂层设置第五导电区，所述第五导电区上涂层为第三类导电材料；所述第五导电区关于所述第三绝缘基板的竖直中心线对称，所述第五导电区关于所述第三绝缘基板的水平中心线对称。

2.根据权利要求1所述的一种新型双线平衡EM I滤波器，其特征在于，在叠层时，所述第五导电区水平方向的长度小于所述第一导电区及所述第二导电区水平方向长度的总和，且小于所述第三导电区及所述第四导电区水平方向长度的总和。

3.根据权利要求1所述的一种新型双线平衡EM I滤波器，其特征在于，在叠层时，所述第五导电区竖直方向上的总宽度大于所述第一导电区及所述第二导电区竖直方向上宽度的总和，且大于所述第三导电区及所述第四导电区竖直方向宽度的总和。

4.根据权利要求2所述的一种新型双线平衡EM I滤波器，其特征在于，所述第一导电区及所述第二导电区在水平方向上的两边的边缘与所述第一绝缘基板的两边的边缘各自重合。

5.根据权利要求2所述的一种新型双线平衡EM I滤波器，其特征在于，所述第三导电区及所述第四导电区在水平方向上的两边的边缘与所述第二绝缘基板的两边的边缘各自重合。

6.根据权利要求3所述的一种新型双线平衡EM I滤波器，其特征在于，所述第五导电区在竖直方向上的两边的边缘与所述第三绝缘基板的两边的边缘重合。

7.根据权利要求1所述的一种新型双线平衡EM I滤波器，其特征在于，所述第一导电区及所述第三导电区设为开口向上的倒“7”形，在竖直叠加时所述第一导电区及所述第三导电区的形状关于滤波器的中心线对称；所述第二导电区及所述第四导电区设为开口向下的倒“7”形，在竖直叠加时所述第二导电区及所述第四导电区的形状关于滤波器的中心线对称。

8.根据权利要求1所述的一种新型双线平衡EM I滤波器，其特征在于，所述第五导电区均设为“十字”形。

9.根据权利要求4所述的一种新型双线平衡EM I滤波器，其特征在于，所述第一导电区及所述第二导电区在所述第一绝缘基板的两边的边缘处各自设置有若干个贯穿通孔，所述导电端子穿过所述贯穿通孔，所述贯穿通孔用于实现所述屏蔽层基板及所述降噪层基板的叠层连接。

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