CN1574132A - 可变电容器 - Google Patents
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Abstract
一种可变电容器，包括定子和相对于定子可转动地被支撑的转子。定子包括：具有两层或更多层的第一定子电极；以及设置在介电基质内部中的两层或更多层的第二定子电极。第一定子电极被连接到第一外部电极上，以及第二定子电极被连接到第二外部电极上。转子包括与定子电极相对的两块的转子电极，并且由定子电极和转子电极的重叠区域来确定电容。可将电容调整到极小水平。
Description
技术领域
本发明涉及可变电容器，尤其涉及一种具有定子和转子的可变电容器，所述转子相对于定子被可转动地支撑，其中，转子的转动改变定子电极和转子电极的重叠区域，以改变电容。
背景技术
在日本未审查专利申请公开出版物No.10-233338(以下称作专利文件1)和美国专利No.4,112,480(以下称作专利文件2)中公开了一种可变电容器，其中，具有转子电极的转子的转动改变定子中的定子电极和转子电极的重叠区域，以便改变其电容。
图8示出了专利文件1中公开的可变电容器的等价电路。单个转子的转动改变两个电容C11和C12。可变电容器被设计为：在转子的一次转动期间每一个电容C11或C12具有最小值和最大值。
遗憾的是，在这种电容器中，串连的电容C11和C12不利地增加电阻(ESR)，所述电阻由在定子电极中感应的电阻分量而产生。
另一方面，如图9的等价电路所示，专利文件2公开了一种可变电容，其中，定子电极层被设置在介电基质中，一个固定电容C13与一个可变电容C14并连。这个可变电容器可减小在定子电极中感应的电阻分量所产生的电阻(ESR)。
遗憾的是，在这个电容器中，电容C13的值是固定的，因此，固定电容C13确定了总电容的最小值。结果，可变电容器的电容不能被调整到极小值或零。即，可变电容器具有较低的自振荡频率，因此很难在高频范围内操作。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供了一种可变电容器，其具有减小的电阻(ESR)并可被调整到极小总电容。
根据本发明的优选实施例，可变电容器包括定子和相对于定子可转动地被支撑的转子。定子包括：设置在介电基质上的第一外部电极和第二外部电极；第一定子电极，其被连接到第一外部电极；以及第二定子电极，其在介电基质内部被连接到第二外部电极。转子包括转子电极。第一和第二定子电极中的每一个包括多个导体层，并从而由导体层和转子电极的重叠区域来确定电容。
在可变电容器中，第一定子电极和转子电极限定多个并连可变电容器的等价电路，第二定子电极和转子电极限定多个并连可变电容器的等价电路，并且并连可变电容器互相串连。
即，由于第一和第二定子电极互相并连，减小了在定子电极中所感应的电阻分量所产生的电阻(ERS)。此外，每个并连电容器是可变的，以便可将总电容调整到极小值或零。因此，可变电容器具有较高的自振荡频率及能够在高频范围内工作。
优选的是，在可变电容器中，对转子的每90度的转动，转子电极通过这样的位置，在所述位置时，转子电极和定子电极的重叠区域交替地具有最小值和最大值。这种设计可最有效地确定最大值和最小值电容。
参照附图，从下面对本发明优选实施例的描述中，本发明的其它特点、元件、特征和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1示出了根据本发明第一优选实施例的可变电容器的外部视图，其中图1A为平面图，图1B为侧视图，图1C为前视图及图1D为底视图；
图2是根据本发明第一优选实施例的可变电容器的剖视图；
图3示出了根据第一优选实施例的可变电容器的定子，其中，图3A为平面图，图3B为剖视图及图3C为底视图；
图4示出了根据本发明第一优选实施例的可变电容器的转子，其中，图4A为平面图，图4B为剖视图及图4C为底视图；
图5是说明根据本发明第一优选实施例的可变电容器的定子电极和转子电极之间的关系的视图；
图6示出了根据本发明第二优选实施例的可变电容器的定子，其中，图6A为平面图，图6B为剖视图及图6C为底视图；
图7是根据本发明优选实施例的可变电容器的等价电路图；
图8是公知可变电容器的第一例子的等价电路图；和
图9是公知可变电容器的第二例子的等价电路图。
具体实施方式
参照附图，现在将描述根据本发明的可变电容器的优选实施例。
第一优选实施例(图1至5)
参照图1和2，根据本发明的第一优选实施例的可变电容器包括：定子10、转子20和外盖30。转子20被设置在定子10上，所述转子20和定子10的中心对齐，所述转子20可转动地受到外盖30的上部31和侧部32的支撑。外盖30具有两个支腿部分33，每一支腿部分33沿定子10的侧部延伸，并啮合定子10底部中的凹陷10a，以便定子10和转子20结合成单一体。
参照图3，定子10包括介电基质11，其由层压的电介质薄片(陶瓷印刷电路基板)制成。在基质11的两个相对侧上，分别设置有第一外部电极12和第二外部电极13。在基质11的内部，设置有包括两层14a和14b的第一定子电极和包括两层15a和15b的第二定子电极。第一定子电极和第二定子电极分别连接到第一外部电极12和第二外部电极13上。定子电极层14a、14b、15a和15b通过将用于电极的材料以预定的形状涂在各个陶瓷印刷电路基板上而形成(参照图3A)。
与上层的定了电极14a和15a相比，下层的定子电极14b和15b在相对较宽的区域中形成。
参照图4，转子20由导电材料形成盘状。转子20底表面上的突出部用作两件的转子电极21，所述突出部与定子10相接触。此外，驱动槽23形成在转子20的顶表面上，用于转动转子20。
参照图5，现在来描述定子电极14a、14b、15a和15b和转子电极21的定位。在图5中，转子电极21与定子电极14a、14b、15a和15b不相对，因此，电极之间的电容为零。例如，若转子20沿箭头a所示的方向转动，转子电极21的上部件与定子电极14a和14b相对，并且，转子电极21的下部件与定子电极15a和15b相对。因此，在相对电极之间产生电容，所述电容与重叠区域成比例。
所产生的电容通过将转子20的转动角度设定到所希望的值来确定。对于转子20的每一90度转动，每一电极重叠区域变为最小，即电容变为最大值，每一电极重叠区域变为最大，即电容变为最小值。
图7示出了可变电容器的等价电路。即，定子电极层14a和14b与转子电极21限定并连的电容C1和C2。定子电极层15a和15b与转子电极2 1限定并连的电容C5和C6。此外，电容C1和C2与电容C5和C6串联。
参照图7，各个定子电极层14a和14b的电阻分量R1和R2并连。再者，各个定子电极层15a和15b的电阻分量R5和R6并连。结果减小了电阻(ESR)，图中的标号R表示两件的转子电极21的电阻分量。
此外，由于电容C1、C2、C5或C6从零到其最大值变化，可将总电容调整到极小值，甚至调整到零。
第二优选实施例(图6)
根据本发明的第二优选实施例的可变电容器所包括的部件基本上与第一优选实施例所包括的部件相同。参照图6，其区别是第一定子电极的层14a、14b和14c和第二定子电极的层15a、15b和15c被设置在定子10的介电基质11的三层上。在图6中，与相对于图3所描述的和图示的元件和部件相同的元件和部件被指定相同的标号，并且省略重复的描述。
图7还示出了第二优选实施例的等价电路。在这个优选实施例中，增加了电容C3和C7(未示出)。效果与本发明的第一优选实施例所描述的效果相同。
其它优选实施例
根据本发明的可变电容器并不限于上述的优选实施例。在不偏离本发明实质的情况下，可有许多不同的变化。
例如，可自由地确定定子、转子和外盖的结构和形状。具体而言，定子电极和转子电极的形状以及定子电极的层数可自由地确定。除了定子电极外，其它元件可被合并到定子的基质中。
尽管相对于优选实施例对本发明进行了描述，本领域技术人员将会明白，所公开的发明可有多种变化形式，并可设想与上述描述的和特别提出的实施例不同的许多实施例。因此，所附的权利要求旨在覆盖落入本发明的实质和范围内的本发明的所有变化形式。
Claims (12)
1.一种可变电容器，包括：
定子，其具有介电基质；
设置在介电基质上的第一外部电极和第二外部电极；
被连接到第一外部电极的第一定子电极和在介电基质内部被连接到第二外部电极的第二定子电极；和
转子，其相对于定子可转动地被支撑，所述转子包括转子电极；
其中，每个第一和第二定子电极包括多个导体层，电容限定在导体层和转子电极的重叠区域中。
2.根据权利要求1所述的可变电容器，其特征在于，第一定子电极和转子电极限定多个并连可变电容器的等价电路，第二定子电极和转子电极限定多个并连可变电容器的等价电路，并且，并连的可变电容器互相串连。
3.根据权利要求1所述的可变电容器，其特征在于，对转子的每90度的转动，转子电极通过这样的位置，在所述位置时，转子电极与第一和第二定子电极的重叠区域交替地具有最小值和最大值。
4.根据权利要求1所述可变电容器，其特征在于，定子和转子的中心对齐。
5.根据权利要求1所述可变电容器，进一步包括外盖，所述外盖包括相对于定子可转动地支撑转子的上部和侧部。
6.根据权利要求1所述可变电容器，其特征在于，定子和转子组成整体。
7.根据权利要求1所述可变电容器，其特征在于，每个第一和第二定子电极包括两个导体层。
8.根据权利要求1所述的可变电容器，其特征在于：第一和第二定子电极包括上层和下层，下层较上层具有较宽的区域。
9.根据权利要求1所述可变电容器，其特征在于，转子由导电材料制成并为盘形。
10.根据权利要求1所述可变电容器，其特征在于，转子电极由转子底表面上的至少一个突出来限定。
11.根据权利要求1所述可变电容器，其特征在于，转子包括在其上表面上形成的驱动槽。
12.根据权利要求1所述可变电容器，其特征在于，第一和第二定子电极包括设置在介电基质的三层内的三个电极层。
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