DE3912697A1

DE3912697A1 - Stoerschutzfilter

Info

Publication number: DE3912697A1
Application number: DE3912697A
Authority: DE
Inventors: Mitsunao Okumura
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1989-11-02
Also published as: JPH0235810A; US4983934A; JP2564917B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Störschutzfilter.

Bei herkömmlichen Störschutz- oder Rauschfiltern, beispiels weise bei Netzfiltern, werden Induktoren jeweils zwischen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen angeordnet, und ein Konden sator ist mit einem Anschluß an der Eingangsseite und einem Anschluß an der Ausgangsseite verbunden. Ein derartiges Stör schutzfilter wird hergestellt, indem eine Mehrzahl von Ein zelteilen, wie ein Kondensator und ein Induktor montiert wer den, wie in dem entsprechenden Schaltkreis gemäß Fig. 15 ge zeigt ist. Damit nimmt die Montage der Einzelteile bei einem herkömmlichen Störschutzfilter sehr viel Zeit in Anspruch, ist die Produktivität klein und die Einschränkungen bei Kostensenkung sind groß. Da der herkömmliche Störschutzfilter durch die Montage von Einzelteilen hergestellt wird, ist es zusätzlich unmöglich, ihn zu miniaturisieren.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kom pakten und kostengünstigen Störschutzfilter bereitzustellen.

Daher umfaßt ein erfindungsgemäßer Störschutzfilter:
Ein erstes längliches isolierendes Band;
eine Mehrzahl erster Leiter, welche auf einer Hauptoberfläche des ersten isolierenden Bandes gebildet sind und sich in des sen Längsrichtung erstrecken, und welche voneinander isoliert sind;
eine Mehrzahl erster Anschlüsse, welche jeweils zwei Paare von Anschlüssen umfassen und welche derart an den ersten Lei tern befestigt sind, daß entsprechende Paare erster An schlüsse an unterschiedlichen ersten Leitern befestigt sind, wobei deren jeweiligen Enden über die Breite des ersten iso lierenden Bandes hinausstehen;
ein zweites längliches isolierendes Band, welches auf das er ste isolierende Band aufgelegt ist; und
einen zweiten Leiter, welcher auf einer Hauptoberfläche des zweiten isolierenden Bandes gebildet ist und sich in dessen Längsrichtung erstreckt;
wobei die ersten und zweiten isolierenden Bänder mit den er sten und zweiten Leitern derart aufgerollt sind, daß sie eine gewickelte Einheit bilden, und die ersten Anschlüsse an einer Endfläche der gewickelten Einheit herausstehen.

Induktivität wird hinsichtlich einem der Mehrzahl der ersten Leiter zwischen einem Paar erster Anschlüsse gebildet. Da die ersten und zweiten Bänder derart aufgewickelt werden, daß das zweite isolierende Band auf dem ersten isolierenden Band liegt, befinden sich das erste und zweite isolierende Band sandwichartig zwischen den ersten Leitern, welche auf dem er sten isolierenden Band gebildet sind, und den zweiten Lei tern, welche auf dem zweiten isolierenden Band gebildet sind. Somit wird zwischen jedem der ersten Leiter und dem zweiten Leiter eine verteilte Kapazität derart gebildet, daß diese über den zweiten Leiter zwischen den entsprechenden ersten Leitern verbunden ist. Wenn ein entsprechendes Paar erster Anschlüsse und die anderen der ersten Anschlußpaare als Aus gangsanschlüsse verwendet werden, wird damit ein Störschutz filter gebildet.

Da ein Störschutzfilter nur dadurch gebildet wird, daß die ersten und zweiten isolierenden Bänder mit den entsprechenden Leitern aufgewickelt werden, ist es bei dem erfindungsgemäßen Störschutzfilter nicht notwendig, eine Mehrzahl von Einzel teilen wie einen Kondensator und einen Induktor in herkömm licher Weise zu montieren, wodurch die Produktivität der Störschutzfilter erhöht wird und somit eine Kostenreduzierung möglich ist.

Zusätzlich ist es durch Ändern der Positionen, an denen die ersten Anschlüsse an den ersten Leitern befestigt werden, möglich, Modifikationen zu erreichen, bei welchen nur der Wert der Induktivität geändert werden kann, wodurch ein Stör schutzfilter mit hohem Wirkungsgrad erzielt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegen den Erfindung wird der zweite Leiter in drei zweite Leiter stücke geteilt, und zwei zweite Anschlüsse werden auf den zweiten Leiterstücken, welche den Dritten einfassen, befe stigt und geerdet. In dieser Ausgestaltung wird eine weitere Kapazität zwischen jeden der ersten Anschlüsse und den zwei ten Anschlüssen, d.h., der Erdung, gebildet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der bei liegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der ungewickelten Bänder eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische schematische Darstellung, wobei die Bänder gemäß Fig. 1 gewickelt sind;

Fig. 3 (A) und Fig. 3 (B) eine Vorder- und eine Seitenansicht einer zylindrischen oder gewickelten Einheit ge mäß Fig. 2, wobei U-Kerne eingesetzt sind;

Fig. 4 ein Ersatzschaltkreis eines erfindungsgemäßen Störschutzfilters, das durch die in Fig. 1 bis 3 gezeigten Schritte gebildet ist;

Fig. 5 (A) und Fig. 5 (B) eine Vorder- und eine Seitenansicht einer zylindrischen oder gewickelten Einheit ge mäß Fig. 2, wobei E-Kerne eingesetzt sind;

Fig. 6 bis Fig. 9 entsprechende Ansichten eines weiteren be vorzugten Ausführungsbeipiels eines erfindungsge mäßen Störschutzfilters;

Fig. 10 ein Ersatzschaltkreis eines erfindungsgemäßen Störschutzfilters, das durch die in Fig. 6 bis 9 gezeigten Schritte gebildet ist,;

Fig. 11 und Fig. 12 entsprechende Ansichten eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungs gemäßen Störschutzfilters;

Fig. 13 und Fig. 14 entsprechende Ansichten eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungs gemäßen Störschutzfilters; und

Fig. 15 ein Ersatzschaltbild für ein Beispiel eines herkömmlichen Störschutzfilters.

Wie in Fig. 1 zu ersehen ist, werden längliche, dünne Bahnen oder Bänder 12 und 14, welche jedes aus einem isolierenden Material wie Polyesterfolie besteht, vorbereitet. Auf den oberen Oberflächen dieser Bänder 12 werden Folien- oder Blattleiter 16 und 18, welche jede aus einem Metall mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit, wie Aluminium oder Kupfer folie oder -blättern besteht, derart befestigt, daß sie sich gleichmäßig in der Längsrichtung des Bandes 12 erstrecken. Im folgenden werden die Folien- oder Blattleiter 16 und 18 ein fach als Leiter bezeichnet. Ein Folien- oder Blattleiter 20, welcher aus dem gleichen oder ähnlichem Material wie die Lei ter 16 und 18 hergestellt ist, wird auf dem Band 14 befe stigt.

Anschlüsse 24 a und 24 b und 26 a und 26 b sind an beiden Enden der entsprechenden Leiter 16 und 18 befestigt, in dem weitere Folien- oder Blattleiter 22, welche jeder aus metallischer Folie oder Blättern hergestellt ist und im folgenden einfach als Leiter bezeichnet werden, durch Punktschweißen auf den Leitern 16 und 18 fixiert werden. Im Detail wird jeder der Anschlüsse 24 a bis 26 b durch einen Bereich der Leiter 22 ein geschlossen, in dem ein rechteckiger Endabschnitt des Leiters 22 umgebogen und durch Punktschweißen angeschweißt wird, so dann jeder der Anschlüsse 24 a bis 26 b mit dem jeweiligen Lei ter 22 eine Einheit bildet. Somit werden durch Punkt schweißbefestigung der Leiter 22 auf den Leitern 16 und 18 die Anschlüsse 24 a und 24 b und die Anschlüsse 26 a und 26 b entsprechend auf den Leitern 16 und 18 befestigt und in sicheren elektrischen Kontakt gebracht. Zusätzlich ist in Fig. 1 ein Schweißpunkt an jedem Bereich des Leiters 22 ge zeichnet, wo die Punktschweißung durchgeführt wurde. Weiter hin ist es wünschenswert, den Bereich eines jeden der An schlüsse 24 a bis 26 b flach auszubilden, in welchem das Punkt schweißen angewendet wird.

Nach der Befestigung der 4 Anschlüsse 24 a bis 26 b, wie in Fig. 1 gezeigt, wird das Band 14 auf das Band 12 gelegt und anschließend werden, wie in Fig. 2 gezeigt, die Bänder 12 und 14 mit den entsprechenden Leitern 16, 18 und 20 derart aufge wickelt, daß sie eine gewickelte oder zylindrische Einheit 30 mit dem mittleren Loch 28, bilden, wobei das Band 14 innen liegt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, werden halbkreisförmige Verstärkungs platten 32 an beiden Endflächen der wie in Fig. 2 gezeigten Art gebildeten gewickelten Einheit 30 befestigt. An jeder der Verstärkungsplatten 32 ist ein Durchgangsloch gebildet, und U-Kerne 34 und 36 werden durch jedes der Durchgangslöcher der Verstärkungsplatten 32 in einen hohlen Bereich oder Loch 28 der gewickelten oder zylindrischen Einheit 30 von beiden En den eingesetzt. Anschließend werden die Anschlüsse 24 a bis 26 b nach unten gebogen, um wie in Fig. 3 gezeigt, an den Ver stärkungsplatten 32 anzuliegen.

Zusätzlich sind die Kerne 34 und 36 aus einem Material mit einer großen magnetischen Permeabilität, wie Eisen, herge stellt und bilden mit den Leitern 16 und 18 einen magneti schen Kreis, so daß der Induktivitätswert, wie später be schrieben wird, erhöht wird.

Ein durch den Störschutzfilter 10 erreichter Ersatzschalt kreis ist in Fig. 4 dargestellt. Im Detail ist der Induktor L 1 zwischen den Anschlüssen 24a und 24 b durch den Leiter 16 auf dem Band 12 und den Kernen 34 und 36 gebildet, und der Induktor L 2 zwischen den Anschlüssen 26 a und 26 b durch den Leiter 18 auf dem Band 14 und den Kernen 34 und 36. Zusätz lich ist die verteilte Kapazität C 1 zwischen jedem der Leiter 16 und 18 und dem Leiter 20 derart gebildet, daß die verteil ten Kapazitäten C 1 über den entsprechenden ersten Leiter 16 und 18 und den Leiter 20 zueinander in Reihe geschaltet sind.

Die Werte der Induktoren L 1 und L 2 können durch die Länge und Breite der Leiter 16 und 18 und die Größe und magnetische Permeabilität der Kerne 34 und 36 bestimmt werden. Ein Wert der Kapazität C 1 kann durch die Fläche, in welcher die Leiter 16 und 18 und der Leiter 20 sich überlagern und die Größe und die delektrische Konstante der Bänder 12 und 14 bestimmt wer den. Die Kerne müssen nicht notwendigerweise, wie in Fig. 3 gezeigt, U-Kerne 34 und 36 sein, sondern können E-Kerne 38 und 40 sein, wie in Fig. 5 gezeigt. Werden solche E-Kerne 38 und 40 eingesetzt, ist es möglich, da der magnetische Wider stand gegenüber den U-Kernen kleiner wird, die Werte der In duktoren L 1 und L 2 des Störschutzfilters 10 zu vergrößern.

Die Fig. 6 bis 10 zeigen ein weiteres bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausfüh rungsbeispiel wird weiterhin die von der Kapazität C 1 sepa rierte Kapazität C 2 gebildet. Zu diesem Zweck ist in dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel der Leiter 20 auf dem Band 14 in drei Leiterteile 20 a bis 20 c geteilt, welche in einer Längsrichtung des Bandes 14 voneinander separiert oder isoliert sind. Auf den Leiterteilen 20 a und 20 c werden ent sprechend die Anschlüsse 44 a und 44 b befestigt. Dann werden die Bänder 12 und 14 wie in Fig. 7 gezeigt, so gewickelt, daß sie die zylindrische Einheit 30 entsprechend dem vorgeschrie benen Ausführungsbeispiel bilden. Nachdem die Verstärkungs platten 32 befestigt sind, wird durch Einsetzen der U-Kerne 34 und 36 in die zylindrische Einheit 30 ein, wie in Fig. 8 gezeigtes Störschutzfilter erhalten. Werden die E-Kerne 38 und 40 eingesetzt, wird ein Störschutzfilter 10, wie in Fig. 9 gezeigt, erhalten.

In Fig. 10 ist ein Ersatzschaltbild eines so erhaltenen Stör schutzfilters gezeigt. Dabei wird jeweils zwischen den An schlüssen 24 a bis 26 b eine Kapazität 2 gebildet. Somit wird das Störschutzfilter 10 dieses Ausführungsbeispiels derart verwendet, daß die Anschlüsse 44 a und 44 b geerdet sind.

Um in den in Fig. 6 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel die Restinduktivität klein zu halten, sind die Anschlüsse 44 a und 44 b derart angeordnet, daß sie in oder nahe der Mitte zwi schen den Anschlüssen 24 a und 24 b bzw. 26 a und 26 b sind. Da, wenn die Anschlüsse 44 a und 44 b so angeordnet werden, die Ab stände zwischen jedem der Anschlüsse 44 a und 44 b und 24 a bis 26 b zueinander gleich werden, wird die Restinduktivität ver ringert. Dadurch wird die Frequenzcharakteristik der Kapazi tät C 2 gut.

Die Fig. 11 und 12 zeigen ein weiteres bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die An schlüsse 24 a und 26 a des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Aus führungsbeispieles auf den Leitern 16 und 18, in Längsrich tung gesehen, vor deren Ende befestigt sind.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen den Anschlüssen 24 a und 24 b und zwischen den Anschlüssen 26 a und 26 b kürzer als in dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungs beispiel. Somit werden die Werte der Induktoren L 1 und L 2 kleiner im Vergleich zu den in Fig. 4 gezeigten Ersatzschalt bild. Andererseits steht der Wert der Kapazität C 1 in keiner Beziehung zu dem Abstand zwischen dem Anschluß 24 a und 24 b und 26 a und 26 b, sondern hängt von der Überlagerungsfläche der Leiter 16 und 18 gegenüber dem Leiter 20 usw. ab. Somit ist es in diesem Ausführungsbeispiel möglich, die Werte der Induktoren L 1 und/oder L 2 zu ändern, ohne den Wert der Kapa zität C 1 zu beeinflußen. Somit ist es möglich, durch Positio nieren der Anschlüsse 24 a und 24 b und/oder 26 a und 26 b in Längsrichtung der Leiter 16 und/oder 18, oder durch willkür liches Beeinflußen der Werte der Kapazität C 1 durch Ändern der Überlagerungsfläche der Leiter 16 und 18 gegenüber dem Leiter 20, einfach eine optimale Filtercharakteristik zu er zielen.

Weiterhin zeigen die Fig. 13 und 14 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die An schlüsse 24 a und 26 a des in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausfüh rungsbeispiels an den Leitern 16 und 18 vor dem Ende der Lei ter 16 und 18 in Längsrichtung gesehen, befestigt sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist es entsprechend dem in Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungsbeispiel möglich, willkürlich die Werte der Induktoren L 1 und/oder L 2 zu setzen oder zu bestim men.

Werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Befestigungs positionen der Anschlüsse 24 a und 26 a geändert, um die Induk tionswerte zu ändern, müssen die Befestigungspositionen der Anschlüsse 44 a und 44 b, um die Restinduktivität zu minimie ren, vorteilhafterweise derart eingestellt werden, daß jeder der beiden in oder nahe der Mitte zwischen den Anschlüssen 24 a und 24 b bzw. 26 a und 26 b in Längsrichtung positioniert ist.

Obwohl nicht gezeigt, kann die Position der Anschlüsse 24 b und 26 b ebenfalls derart geändert werden, daß diese vor dem Ende der Leiter 16 und 18, in Längsrichtung gesehen, befe stigt sind.

Obwohl auf dem Band 12 zwei erste Leiter 16 und 18 in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gebildet sind, kann die Anzahl der ersten Leiter drei oder mehr sein. In diesem Falle können die ersten Leiter über die paarweisen Anschlüsse zur Erhöhung der Induktivität in Reihe geschaltet werden. In diesem Falle besteht die Möglichkeit, daß ein erster Anschluß auf einem ersten Leiter und zur Paarbildung ein weiterer er ster Anschluß auf einem weiteren ersten Leiter befestigt sind und beide werden in Reihe miteinander verbunden.

Weiterhin ist die Form eines jeden Kernes zur Erhöhung der Induktoren L 1 und/oder L 2 nicht auf den "E-Typ" beschränkt, wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gezeigt, sondern kann ein "I-Typ" oder "U-Typ" sein.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Leiter auf die Bänder geklebt, jedoch können solche Leiter auf den Bändern durch Schmelzen, Vakuumaufdampfung oder Metallplattierung gebildet werden. Weiterhin können die Bän der durch Isolationspapiere ersetzt werden. In den oben be schriebenen Ausführungsbeispielen werden die Anschlüsse her ausgeführt, indem sie außerhalb der Verstärkungsplatten nach unten gebogen werden; die Richtungen der Anschlüsse und ihre Formen können jedoch willkürlich und ohne Begrenzungen durch die Ausführungsbeispiele gestaltet werden.

Claims

1. Störschutzfilter (10), gekennzeichnet durch

a) ein erstes längliches isolierendes Band (12) ;
b) eine Mehrzahl erster Leiter (16, 18), welche auf einer Öberfläche des ersten isolierenden Bandes ausgebildet sind und sich in dessen Längsrichtung erstrecken und von einander isoliert sind;
c) eine Mehrzahl erster Anschlüsse (24 A, 24 B, 26 A, 26 B), welche an den ersten Leitern derart befestigt sind, daß mindestens zwei Anschlußpaare mit verschiedenen ersten Leitern verbunden sind, wobei deren Enden in seitlicher Richtung über das erste isolierende Band hinausstehen;
d) ein zweites längliches isolierendes Band (14), welches auf das erste isolierende Band aufgelegt ist; und
e) einen zweiten Leiter (20), welcher auf einer Öberflä che des zweiten isolierenden Bandes gebildet ist und sich in dessen Längsrichtung erstreckt; wobei
f) die ersten und zweiten isolierenden Bänder mit den er sten und zweiten Leitern derart aufgewickelt sind, daß sie eine gewickelte Einheit bilden, so daß die Endberei che der ersten Anschlüsse an einer Endfläche der gewic kelten Einheit überstehen, und wobei Induktoren (L 1, L 2) entsprechend zwischen einem Paar erster Anschlüsse (24A, 24 B) und einem weiteren Paar von Anschlüssen (26 A, 26 B) über die ersten Leiter, sowie eine verteilte Kapazität (C 1) zwischen jedem der ersten Leiter und dem zweiten Leiter gebildet werden, wobei die verteilten Kapazitäten zwischen den ersten Leitern über die zweiten Leiter in Reihe geschaltet werden.

2. Störschutzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kern (34, 36, 38, 40) in einen hohlen Bereich der gewickelten Einheit eingesetzt ist.

3. Störschutzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiter (20) in mindestens drei zweite Lei terstücke (20 A, 20 B, 20 C) geteilt ist und weiterhin zwei zweite Anschlüsse (44 A, 44 B) aufweist, welche mit zwei der zweiten Leiterstücke entsprechend verbunden sind, wo bei weiterhin die verteilte Kapazität (C 2) zwischen jedem der ersten Anschlüsse und den zweiten Anschlüssen gebil det ist.