CN218004624U - 一种电容屏蔽装置及磁性器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电容屏蔽装置及磁性器件,该装置包括电容本体和屏蔽外壳,所述屏蔽外壳罩设于所述电容本体的外表面或者所述屏蔽外壳盖设于所述电容本体的上方,形成非全封闭式的嵌套结构,以阻隔或反射辐射干扰以及吸收消耗辐射干扰。本实用新型采用非全封闭式的屏蔽外壳对电容进行屏蔽,不仅能够保证其具有一定的散热效果,还可以保证磁性器件或者PCB板的整体结构不会变得更加复杂,并且可以直接嵌套于相应的器件上,适用性强。同时通过屏蔽外壳切断隔断磁性器件的耦合路径,从而减小磁性器件的高频EMC干扰。同时将屏蔽结构和原有器件相结合,可以在无需增加额外空间的情况下提高EMI,从而提高磁性器件的性能及使用寿命等。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子器件技术领域,具体涉及一种电容屏蔽装置及磁性器件。
背景技术
扼流圈是传统强电滤波必不可少的滤波器件,由于其工作在强电流下加之本身磁性器件的特性,无论是对相邻的其他磁性器件、亦或是对同一块PCB板上的开关电源电路,都具有一定的辐射干扰。这大大降低了产品的EMI(Electromagnetic Interference,电磁干扰)性能,所以一般会选择将滤波器件单独取出集成滤波板,并对滤波板进行整体的屏蔽。但是这样会导致控制器所占体积的增加,以及针对滤波板单独屏蔽而造成的成本的提升等。
传统屏蔽技术多采用全封闭开孔式结构,这具有成本高、效果不明显等缺陷,并且在强电滤波处还会存在发热的弊端,而散热不佳将导致一系列安全、器件失效等问题。而且屏蔽结构会使PCB板上的器件结构更加紧凑复杂,即对PCB板的性能造成影响。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种电容屏蔽装置及磁性器件,旨在解决现有技术中电容屏蔽结构散热效果差、磁性器件结构复杂等问题,同时保证屏蔽效果,降低磁性干扰。
本实用新型实施例提供了一种电容屏蔽装置,包括电容本体和屏蔽外壳,所述屏蔽外壳罩设于所述电容本体的外表面或者所述屏蔽外壳盖设于所述电容本体的上方,形成非全封闭式的嵌套结构,以阻隔或反射辐射干扰以及吸收消耗辐射干扰。
进一步的,所述电容本体为高压薄膜电容。
进一步的,所述屏蔽外壳为采用屏蔽材料填充的实心结构。
进一步的,所述屏蔽外壳为外表面采用屏蔽材料的空心结构,空心结构的屏蔽外壳内部通过一支撑层与所述电容本体相接触。
进一步的,所述屏蔽外壳为可拉伸结构。
进一步的,所述屏蔽外壳的侧面或者底端设置有用于与PCB板相连接的外部连接结构;所述外部连接结构为粘结层或者连接件。
进一步的,所述屏蔽外壳的材质为高磁导率材料。
进一步的,所述电容本体为高压陶瓷电容。
进一步的,所述屏蔽外壳接地设置,所述屏蔽外壳包括相线引脚处和接地引脚处,所述相线引脚处预留有绝缘孔位,所述接地引脚处预留有焊点,以与所述高压陶瓷电容的接地引脚相接。
本实用新型实施例还提供了一种磁性器件,采用如上任一项所述的电容屏蔽装置。
本实用新型实施例提供了一种电容屏蔽装置及磁性器件,该装置包括电容本体和屏蔽外壳,所述屏蔽外壳罩设于所述电容本体的外表面或者所述屏蔽外壳盖设于所述电容本体的上方,形成非全封闭式的嵌套结构,以阻隔或反射辐射干扰以及吸收消耗辐射干扰。本实用新型实施例采用非全封闭式的屏蔽外壳对电容进行屏蔽,不仅能够保证其具有一定的散热效果,还可以保证磁性器件或者PCB板的整体结构不会变得更加复杂,并且可以直接嵌套于相应的器件上,适用性强。同时,通过屏蔽外壳切断隔断磁性器件的耦合路径,从而减小磁性器件的高频EMC(Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容性)干扰。同时将屏蔽结构和原有器件相结合,可以在无需增加额外空间的情况下提高EMI(ElectromagneticInterference,电磁干扰),从而提高磁性器件的性能及使用寿命等。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,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的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种电容屏蔽装置的结构示意图;
图2为传统二级滤波的示意图;
图3为传统二级滤波的另一示意图;
图4为磁性器件互感及对外辐射干扰示意图;
图5为屏蔽阻隔互感对外辐射干扰示意图;
图6为屏蔽吸收辐射干扰示意图;
图7为图1所述的电容屏蔽装置的另一结构示意图;
图8为本实用新型实施例提供的一种电容屏蔽装置的另一结构示意图;
图9为本实用新型实施例提供的一种电容屏蔽装置的测试曲线示意图;
图10为本实用新型实施例提供的一种电容屏蔽装置的另一测试曲线示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解,在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
下面请参见图1,本实用新型实施例提供的一种电容屏蔽装置,包括电容本体1和屏蔽外壳2,所述屏蔽外壳2罩设所述电容本体1的外表面或者所述屏蔽外壳2盖设于所述电容本体1的上方,形成非全封闭式的嵌套结构,以阻隔或反射辐射干扰以及吸收消耗辐射干扰。
本实施例采用非全封闭式的屏蔽外壳2对电容进行屏蔽,不仅能够保证其具有一定的散热效果,还可以保证磁性器件或者PCB板的整体结构不会变得更加复杂,并且可以直接嵌套于相应的器件上,适用性强。同时通过屏蔽外壳2切断隔断磁性器件的耦合路径,从而减小磁性器件的高频EMC(Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容性)干扰。同时将屏蔽外壳2和电容本体1相结合,可以在无需增加额外空间的情况下提高EMI(Electromagnetic Interference,电磁干扰),从而提高磁性器件的性能及使用寿命等。
现有技术一般是直接在相邻的两个磁性器件之间设置只有一个屏蔽挡板,而这会对PCB板或者磁性器件产生额外的改动,例如在PCB板上增加固定挡板的接口、卯榫结构。与之相比,本实施例则可以直接套用在现有的组件上,即具备更强的适用性。并且由于本实施例能够套嵌于滤波电容上,加之磁性器件大多与滤波电容配套使用,故本实施例的范用性也更广。此外,现有技术还会采用全覆盖式屏蔽,这会使组件或者PCB板等的散热较差,影响使用寿命,而本实施例采用非全封闭式的嵌套结构,便可以解决散热效果差的问题,从而提高磁性器件的使用寿命。
以传统的二级滤波为例,一般在两个扼流圈中间两边各安插一个X电容和一对Y电容。由于叠放在一起会比较复杂难以看清,如图2为仅考虑X电容时的电路原理图,图3则为仅考虑Y电容时的电路原理图。为使得空间最小化,器件布置一般都较为紧密贴合,且X电容的长度基本上和扼流圈的最大直径相当,同时也与并列的一对Y电容相当。
图4为未增加任何措施时磁性器件(扼流圈)之间的互感(寄生感应耦合)和对外的辐射干扰的示意图。此时干扰在磁性器件间互相耦合传递导致滤波器件的EMI性能下降,同时对空间还有一定的辐射干扰,会影响周边电路和途经线缆,导致整体的EMC水平下降。
在一实施例中,所述电容本体1为高压薄膜电容。高压薄膜电容即为X电容,抑制电磁干扰抗电磁干扰是X电容最常见的作用,一般两根引脚跨接在零线和火线之间,适用于高频、直流、交流、耦合,跨接脉冲电路中,能够能承受过压冲击,一般与电阻并联使用,目的是起到泄放电荷作用。
图1中的(a)为传统聚酯电容,本实施例以常用的2.2uF电容为例,如图1中的(b)所示,在电容本体1的基础上将壳体高度延长,且将外壳由塑料材质更换为屏蔽材料,便可以得到所述屏蔽外壳2。而采用屏蔽外壳2后的X电容不但具有电容本身的滤波效果,同时还能兼具屏蔽效果。
采用屏蔽外壳2后的X电容具有屏蔽隔板的功能,具体表现为将部分辐射干扰阻隔或反射(见图5)以及将部分辐射干扰通过涡流效应吸收消耗(见图6)。而无论哪一种功能,均能使得磁性器件间的耦合路径被切断,且削减其对空间的辐射干扰。
进一步的,所述屏蔽外壳2为采用屏蔽材料填充的实心结构。
或者,所述屏蔽材料为外表面采用屏蔽材料的空心结构,空心结构的屏蔽外壳2内部通过一支撑层与所述电容本体相接触。
优选的,所述屏蔽外壳2为可拉伸结构。
所述屏蔽外壳2的内部全部用屏蔽材料填充成实心结构,且高度和磁性器件的高度一致,如此可以完整遮挡住磁芯。当然,所述屏蔽外壳2也可以制作成空心,并在其内部使用一层塑料作为支撑(即所述支撑层),以及外表面采用屏蔽材料。在此基础上还能将所述屏蔽外壳2做成可拉伸结构,例如竖直拉伸,又或水平拉伸,即可以自行调整其高度和宽度,从而适配不同规格的磁性器件。
所述屏蔽外壳2的侧面或者底端设置有用于与PCB板相连接的外部连接结构;所述外部连接结构为粘结层或者连接件。通过所述外部连接结构可以由用户自行决定是否使用。该外部连接结构可以为粘结层,例如将其外套在X电容上,并在侧面和PCB板接触的位置用热熔胶黏合即可;又或者是连接件,例如在所述屏蔽外2的底端设置滑槽、榫卯、卡扣等结构作为连接件,以连接PCB板等装置。
所述屏蔽外壳2的材质为高磁导率材料。所谓高磁导率,即是磁导率大约在100以上的铁磁性材料。例如以铁、钴、镍这三种主要的铁磁性元素为主要成分,或是它们中的单一金属,或是它们中的两两或三者的适当组分配合,或是在此基础上再添加一种或多种别的元素组合而成的材料等。
在一实施例中,所述电容本体1为高压陶瓷电容。高压陶瓷电容(Y电容)即使用在电力系统中的高压陶瓷电容器,一般如电力系统的计量,储能,分压等产品中,都会用到高压陶瓷电容器。高压陶瓷电容是用高介电常数的电容器陶瓷(钛酸钡一氧化钛)挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。
进一步的,所述屏蔽外壳2接地设置,包括相线引脚处和接地引脚处,所述相线引脚处预留有绝缘孔位,所述接地引脚处预留有焊点,以与所述高压陶瓷电容的接地引脚相接。
本实施例针对Y电容,如图8中的(a)所示,所述屏蔽外壳2内置一对Y电容,其中一个引脚为连接到相线的引脚,另外一个引脚为接地引脚。如图8中的(b)所示,所述屏蔽外壳2的相线引脚处预留有大孔或绝缘材质的孔形(即所述绝缘孔位),而接地引脚处留有焊点和Y电容接地引脚相接,即整个屏蔽外壳2是接地的。在具体实施例中,所述的绝缘孔位可以设置有一个,也可以设置有多个,具体可以依据场景空间而定。另外,还需说明的是,由于绝大多数情况下Y电容都是成对存在的,故本实施例考虑到大多数情况因此选择用一对Y电容来举例。如果是单个的Y电容也同样适用,即在其基础上内部只有任意一个Y电容也能达到通用的效果,另外一个预留位空出来。
本实施例主要针对高频电场屏蔽,其起到的功能主要也是如图5所示的吸收功能,即将辐射干扰吸收并导入到大地中。因此本实施例所述的屏蔽外壳的屏蔽材料主要选择金属良导体,如锌、铝、铜等。
总的来说,本实用新型实施例无需预留多余的空位,利用X电容、Y电容和磁性器件预先布置在相邻位置从而就地取材。且根据具体情况还能将屏蔽外壳设计成多层次复合结构,让每层的材料不一样从而达到更好的屏蔽效果,且由于本实施例为通过隔断磁性器件辐射干扰路径从而达到的屏蔽效果,因而不会出现因对磁性器件的包裹式屏蔽而导致的发热问题。
在一具体应用场景中,在一款一拖多空调主板中,其电源线骚扰功率测试曲线为附图9。而采用本实施例得变形如附图7所示的方案后,其测试曲线为附图10,可以看到测试曲线有明显的下降,由原来的超标优化为当前的满足要求。
本实用新型实施例还提供了一种磁性器件,采用如上任一项所述的电容屏蔽装置。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种电容屏蔽装置,其特征在于,包括电容本体和屏蔽外壳,所述屏蔽外壳罩设于所述电容本体的外表面或者所述屏蔽外壳盖设于所述电容本体的正上方,形成非全封闭式的嵌套结构,以阻隔或反射辐射干扰以及吸收消耗辐射干扰。
2.根据权利要求1所述的电容屏蔽装置,其特征在于,所述电容本体为高压薄膜电容。
3.根据权利要求1所述的电容屏蔽装置,其特征在于,所述屏蔽外壳为采用屏蔽材料填充的实心结构。
4.根据权利要求1所述的电容屏蔽装置,其特征在于,所述屏蔽外壳为外表面采用屏蔽材料的空心结构,空心结构的屏蔽外壳内部通过一支撑层与所述电容本体相接触。
5.根据权利要求1所述的电容屏蔽装置,其特征在于,所述屏蔽外壳为可拉伸结构。
6.根据权利要求1所述的电容屏蔽装置,其特征在于,所述屏蔽外壳的侧面或者底端设置有用于与PCB板相连接的外部连接结构;所述外部连接结构为粘结层或者连接件。
7.根据权利要求1所述的电容屏蔽装置,其特征在于,所述屏蔽外壳的材质为高磁导率材料。
8.根据权利要求1所述的电容屏蔽装置,其特征在于,所述电容本体为高压陶瓷电容。
9.根据权利要求8所述的电容屏蔽装置,其特征在于,所述屏蔽外壳接地设置,所述屏蔽外壳包括相线引脚处和接地引脚处,所述相线引脚处预留有绝缘孔位,所述接地引脚处预留有焊点,以与所述高压陶瓷电容的接地引脚相接。
10.一种磁性器件,其特征在于,采用如权利要求1~9任一项所述的电容屏蔽装置。
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Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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