JP7231629B2 - 誘導性－容量性フィルタおよび関連するシステムおよび方法 - Google Patents

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Description

関連出願
本出願は、参照により本明細書に組込まれている、２０１７年７月２５日出願の米国仮特許出願第６２／５３６，８０６号に対する優先権の利益を主張するものである。
選択的電気信号削除は、１０キロヘルツ（ｋＨｚ）～１ギガヘルツ（ＧＨｚ）の電気信号などの高出力無線周波数（ＲＦ）電気信号を送出する機器の信頼性の高い安定した動作にとって極めて重要であることが多い。いくつかの利用分野においては、電気信号は、規定の帯域幅内で除去されなければならず、このため、周波数帯域外の電気信号または電気エネルギを伝送する一方で一定の周波数帯域内の周波数を有する電気信号を遮断する帯域阻止フィルタの使用が必要となる。さらに、いくつかの利用分野では、同じまたは異なる選択的信号削除要件を有する多数の負荷に対して電気エネルギを送出することが求められる。これらの多重負荷利用分野において、各帯域阻止フィルタはその特定の負荷用に調整され、各帯域阻止フィルタは他の各々の帯域阻止フィルタと有意に干渉しない、各々の負荷のための帯域阻止フィルタが求められる。
帯域阻止フィルタは、理想的には、規定の周波数帯域内の信号を遮断するべく規定の周波数帯域において高いインピーダンスを有する一方で、望ましくない信号減衰および／または電気エネルギの効率の悪い送出を防止するため周波数帯域外では低いインピーダンスを有する。信号周波数の一関数としてのフィルタの信号減衰は、そのフィルタの帯域阻止特性と呼ぶことができる。帯域阻止フィルタは、従来、電気回路内に並列構成で設置される個別のインダクタ(inductor)および個別のコンデンサ(capacitor)などの２つ以上の個別の構成要素から構築されている。個別のインダクタは、典型的には、コイル状に巻回された銅線またはアルミニウム線で形成され、コイルは任意には磁気コア(magnetic core)の周りに巻回される。個別のコンデンサは典型的には、２つの金属プレートで形成され、２つの金属プレートの間には誘電性材料を伴う。誘電性材料は、セラミック、ガラス、雲母、プラスチックフィルムまたは金属酸化物であり得る。
一実施形態において、誘導性－容量性フィルタは、巻回軸の周りに巻回された第１の絶縁性－導電性ストリップを含み、ここで第１の絶縁性－導電性ストリップは第１の絶縁性ストリップと接合された第１の導電性ストリップを含む。
一実施形態において、第１の導電性ストリップは、巻回軸の周りに第１の絶縁性ストリップと並行して巻回されている。
一実施形態において、第１の導電性ストリップは金属箔で形成され、第１の絶縁性ストリップは誘電性材料で形成されている。
一実施形態において、第１の導電性ストリップは、少なくとも２のアスペクト比(aspect ratio)を伴う断面部域を有する。
一実施形態において、第１の絶縁性－導電性ストリップは、誘導性－容量性フィルタを巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、内側アパーチャ(inner aperture)を形成する。
一実施形態において、内側アパーチャは非円形形状を有する。
一実施形態において、誘導性－容量性フィルタは、内側アパーチャの中に配置された磁気コアをさらに含む。
一実施形態において、誘導性－容量性フィルタは、第１の導電性ストリップの相対する第１および第２の端部にそれぞれ電気的に結合された第１および第２の端子をさらに含む。
一実施形態において、誘導性－容量性フィルタは、巻回軸の周りに巻回された１つ以上の追加の絶縁性－導電性ストリップをさらに含み、各々の追加の絶縁性－導電性ストリップは、それぞれの絶縁性ストリップと共に巻回されたそれぞれの導電性ストリップを含む。
一実施形態において、誘導性－容量性フィルタアセンブリは、巻回軸の周りに同心的に巻回された第１および第２の絶縁性－導電性ストリップを含み、第１の絶縁性－導電性ストリップは、第１の絶縁性ストリップと接合された第１の導電性ストリップを含み、第２の絶縁性－導電性ストリップは、第２の絶縁性ストリップと接合された第２の導電性ストリップを含む。
一実施形態において、第１の導電性ストリップは、巻回軸の周りに第１の絶縁性ストリップと並行して巻回されており、第２の導電性ストリップは、巻回軸の周りに第２の絶縁性ストリップと並行して巻回されている。
一実施形態において、第１の絶縁性－導電性ストリップは、第２の絶縁性－導電性ストリップに対し電気的に結合されている。
一実施形態において、第１の絶縁性－導電性ストリップは、誘導性－容量性フィルタアセンブリを巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、第２の絶縁性－導電性ストリップの内部に配置されている。
一実施形態において、誘導性－容量性フィルタアセンブリは、巻回軸の周りに第１および第２の絶縁性－導電性ストリップと共に同心的に巻回されている第３の絶縁性－導電性ストリップをさらに含む。第３の絶縁性－導電性ストリップは、第３の絶縁性ストリップと接合された第３の導電性ストリップを含み、第１、第２および第３の絶縁性－導電性ストリップの各々は、それぞれの誘導性－容量性フィルタを形成する。第１の絶縁性－導電性ストリップは、誘導性－容量性フィルタアセンブリを巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、第２の絶縁性－導電性ストリップの内部に配置されており、第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々は、誘導性－容量性フィルタアセンブリを巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、第３の絶縁性－導電性ストリップの内部に配置されている。
一実施形態において、第１および第２の導電性ストリップの各々は金属箔で形成されており、第１および第２の絶縁性ストリップの各々は、誘電性材料で形成されている。
一実施形態において、第１の導電性ストリップは、少なくとも２のアスペクト比を伴う断面部域を有し、かつ第２の導電性ストリップは、少なくとも２のアスペクト比を伴う断面部域を有する。
一実施形態において、第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々は、巻回軸の周りに多数の巻きを形成する。
一実施形態において、第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々は、巻回軸の周りに異なるそれぞれの数の巻きを形成する。
一実施形態において、誘導性－容量性フィルタアセンブリは、巻回軸の周りに第１および第２の絶縁性－導電性ストリップと共に同心的に巻回されている第３の絶縁性－導電性ストリップをさらに含む。第３の絶縁性－導電性ストリップは、第３の絶縁性ストリップと接合された第３の導電性ストリップを含み、第１、第２および第３の絶縁性－導電性ストリップの各々は、それぞれの誘導性－容量性フィルタを形成する。
一実施形態において、電気回路は、以上で開示された誘導性－容量性フィルタのいずれかを含む。
一実施形態において、第１の導電性ストリップの相対する第１および第２の端部は、電気回路の異なるそれぞれのノード(node)に対して電気的に結合されている。
一実施形態において、電気回路は、電気回路の誘導性－容量性フィルタと直列に電気的に結合された交流電源および直流電源のうちの少なくとも１つおよび負荷をさらに含む。
一実施形態において、電気回路は、以上で開示された誘導性－容量性フィルタアセンブリのいずれか１つを含み、第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々は、電気回路のそれぞれの分岐に対し電気的に結合されている。
一実施形態において、第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々は、電源とそれぞれの電気負荷の間に電気的に結合されている。
一実施形態に係る、誘導性－容量性フィルタのそれぞれの図である。 図１の誘導性－容量性フィルタの断面図である。 図１の誘導性－容量性フィルタの近似電気モデルを例示する。 図１の誘導性－容量性フィルタの１つの特定の実施形態のインピーダンス対周波数を示すグラフである。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただし４回ではなく６回の巻きを有する誘導性－容量性フィルタの斜視図である。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただしより大きい内側アパーチャを有する誘導性－容量性フィルタの斜視図である。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただし卵形形状の内側アパーチャを有する誘導性－容量性フィルタの斜視図である。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただし異なる絶縁性ストリップを伴う誘導性－容量性フィルタの斜視図である。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただしより厚い絶縁性ストリップを有する誘導性－容量性フィルタの斜視図である。 図９の誘導性－容量性フィルタの断面図である。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただしより厚い導電性ストリップを有する誘導性－容量性フィルタの斜視図である。 図１１の誘導性－容量性フィルタの断面図である。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただしより幅広の導電性ストリップを伴う誘導性－容量性フィルタの斜視図である。 一実施形態に係る、単一のデバイス内に２つの誘導性－容量性フィルタを含む誘導性－容量性フィルタアセンブリの斜視図である。 一実施形態に係る、電気的に直列に結合された第１および第２の絶縁性－導電性ストリップを伴う図１４の誘導性－容量性フィルタアセンブリを例示する。 図１５に例示されているように電気的に結合された場合の図１４の誘導性－容量性フィルタアセンブリの近似電気モデルを例示する。 図１５に例示されているように電気的に結合された場合の図１４の誘導性－容量性フィルタアセンブリの１つの特定の実施形態のインピーダンス対周波数を示すグラフである。 一実施形態に係る、電気的に並列に結合された第１および第２の絶縁性－導電性ストリップを伴う図１４の誘導性－容量性フィルタアセンブリを例示する。 図１８に例示されているように電気的に結合された場合の図１４の誘導性－容量性フィルタアセンブリの１つの特定の実施形態のインピーダンス対周波数を示すグラフである。 一実施形態に係る、電気的に直列に結合された２つの誘導性－容量性フィルタの斜視図である。 電気的に直列に結合された図２０の誘導性－容量性フィルタの１つの特定の実施形態のインピーダンス対周波数を示すグラフである。 一実施形態に係る、追加の絶縁性－導電性ストリップを含む誘導性－容量性フィルタアセンブリの斜視図である。 図２２の誘導性－容量性フィルタアセンブリの断面図である。 図２２の誘導性－容量性フィルタアセンブリの近似電気モデルを例示する。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただし絶縁性ストリップの幅が導電性ストリップの幅よりも大きい誘導性－容量性フィルタの断面図である。 一実施形態に係る、内側アパーチャ内に配置されたロッド型の磁気コアを含む誘導性－容量性フィルタの斜視図を例示する。 一実施形態に係る、内側アパーチャ内に配置されたＥ字型の磁気コアを含む別の誘導性－容量性フィルタの斜視図を例示する。 一実施形態に係る、内側アパーチャ内に配置されたＵ字型の磁気コアを含む別の誘導性－容量性フィルタの斜視図を例示する。 一実施形態に係る、内側アパーチャ内に配置されたポット型の磁気コアを含むさらに別の誘導性－容量性フィルタの斜視図を例示する。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタの一事例を含む電気回路を例示する。 一実施形態に係る、図１の誘導性－容量性フィルタの一事例を含む別の電気回路を例示する。 一実施形態に係る、図２２の誘導性－容量性フィルタアセンブリの一事例を含む電気回路を例示する。 一実施形態に係る、図１４の誘導性－容量性フィルタアセンブリの一事例を含む電気回路を例示する。
従来の帯域阻止フィルタは概して、入念な設計および構造によって許容可能な帯域阻止特性を達成することができる。しかしながら、従来の帯域阻止フィルタを形成する個別の構成要素は、多くの場合、特に高出力の利用分野にとってフィルタを大きく、高コストでかつ製造が困難なものにする原因となっている。さらに、従来の帯域阻止フィルタの個別のインダクタを形成するワイヤのインピーダンスは、特に表皮効果、すなわちワイヤの外側表面近くに高周波数電流が押し寄せる傾向が有意である高い動作周波数において、フィルタの最大電流容量を著しく制限する可能性がある。さらに、従来の帯域阻止フィルタを形成する個別の構成要素の寄生インダクタンスおよび寄生キャパシタンスを含めた寄生効果に起因して、従来の帯域阻止フィルタにおいては精確な帯域阻止特性を達成することが困難であり得る。
出願人は、従来の帯域阻止フィルタに関連する上述の欠点の１つ以上を克服する可能性を有する誘導性－容量性フィルタおよび関連するアセンブリを開発した。一部の実施形態は、個別のインダクタまたは個別のコンデンサを必要とせず、こうして、小さいフィルタサイズ、低いフィルタコスト、およびフィルタ製造の容易さが促進される。さらに、一部の実施形態は、フィルタの設計および／または製造中に所望の帯域阻止特性を達成するために容易に調整可能であり、これにより精確な帯域阻止特性を達成しさまざまな適用を支援するのに必要とされるベースフィルタ設計の数を最小限に抑えることができる。さらに、特定の実施形態は、既定の周波数帯域外の低および高周波数において比較的低いインピーダンスを達成し、これにより抵抗損失を最小限に抑えるのを助ける。その上、いくつかの実施形態は単一パッケージ内に多数のＬＣフィルタを形成する。
図１は、出願人が開発した新規の誘導性－容量性フィルタの一実施形態である誘導性－容量性フィルタ１００の斜視図である。誘導性－容量性フィルタ１００は、複数の巻き１０６を形成するべく巻回軸１０４の周りに巻回された集合的に絶縁性－導電性ストリップ１０２と呼ばれる絶縁性ストリップ１０８と導電性ストリップ１１０とを含む。本明細書において、１つの品目の具体的事例は、カッコ内の数字を使用することによって言及され得（例えば巻き１０６（１））、一方カッコ無しの数字は、任意のこのような品目を意味する（例えば巻き１０６）。誘導性－容量性フィルタ１００は、４回の巻き１０６を有するものとして例示されているが、全体巻きまたは部分巻きを含め、巻きの数は変動する可能性があり、そのために本明細書の範囲から逸脱することはない。導電性ストリップ１１０は、導電性ストリップ１１０が巻回軸１０４の周りに絶縁性ストリップ１０８と並行して巻回されるように、絶縁性ストリップ１０８と接合される。図２は、図１のライン２Ａ－２Ａに沿って切り取られた誘導性－容量性フィルタ１００の断面図である。絶縁性ストリップ１０８は、例えば、導電性ストリップ１１０間の電気絶縁を提供することになるノメックス(nomex)、カプトン(Kapton)、マイラー紙(mylar paper)または他の任意の材料などの非導電性、誘電性の絶縁材料で形成される。導電性ストリップ１１０は、例えば低い電気抵抗率を有するアルミニウムホイル、銅箔または他の任意の材料などの金属箔で形成される。一部の実施形態において、絶縁性ストリップ１０８および導電性ストリップ１１０は別個に形成され、共に巻回されて絶縁性－導電性ストリップ１０２を形成し、一方他のいくつかの実施形態においては、絶縁性ストリップ１０８および導電性ストリップ１１０は、結果としての絶縁性－導電性ストリップ１０２が巻回軸１０４の周りに巻回される前に、共に接着される。例えば、特定の実施形態において、絶縁性ストリップ１０８は、結果としての絶縁性－導電性ストリップ１０２が巻回軸１０４の周りに巻回される前に、膜蒸着技術を用いて導電性ストリップ１１０上に形成される。
導電性ストリップ１１０は、相対するそれぞれ第１および第２の端部１３０および１３２を有する。第１の端子１３４が第１の端部１３０に電気的に結合され、第２の端子１３６が第２の端部１３２に電気的に結合される。第１および第２の端子１３４および１３６は、誘導性－容量性フィルタ１００に対して電気的インタフェースを提供する。いくつかの実施形態において、第１および第２の端子１３４および１３６は、導電性ストリップ１１０にはんだ付けされたそれぞれのアルミニウムまたは銅のバスバーまたはワイヤを含む。第１および第２の端子１３４および１３６は、本明細書の範囲から逸脱することなく削除され得ると考えられる。
導電性ストリップ１１０は、巻回軸１０４および半径方向軸１１４の各々に対して平行な平面内で見た場合、断面部域１１２を有する。半径方向軸１１４は、巻回軸１０４に直交し、巻回軸１０４から離れるように延在する。断面部域１１２は、幅１１６を厚み１１８で除したアスペクト比を有し、ここで幅１１６は巻回軸１０４に対し平行な導電性ストリップ１１０の幅であり、厚み１１８は、半径方向軸１１４に平行な導電性ストリップ１１０の厚みである。一部の実施形態において、アスペクト比は少なくとも２、すなわち幅１１６は少なくとも厚み１１８の２倍であって、導電性ストリップ１１０が高周波数信号を搬送している場合の近接効果および表皮効果を最小限に抑える。上述の通り、表皮効果は、導体の外側表面近くに高周波数電流が押し寄せる傾向を表わし、一方近接効果は、１つ以上の近傍の他の導体を通って循環電流を誘導する１つの導体を通って流れる電流によって生成される磁場を表わしている。特定の実施形態においては、広い断面部域１１２を達成するために厚み１１８は０．１０インチ以下で、幅１１６は少なくとも０．５インチ以上であって、これにより、誘導性－容量性フィルタ１００の帯域阻止フィルタ周波数帯域外の周波数において低いＡＣ抵抗および低いＤＣ抵抗が促進されるようになっている。
導電性ストリップ１１０の隣接する部分は、キャパシタンスを創出し、導電性ストリップ１１０は、電気回路に接続された時点でインダクタンスを創出する。その結果、誘導性－容量性フィルタ１００は、並列の誘導性－容量性フィルタの電気特性を有する。図３は、第１および第２の端末１３４および１３６からみた通りの誘導性－容量性フィルタ１００の近似電気モデル３００を例示し、ここで、コンデンサ３０２は誘導分岐３０４と電気的に並列に結合されている。誘導分岐３０４は、抵抗器３０８と電気的に直列に結合されたインダクタ３０６を含む。コンデンサ３０２は、導電性ストリップ１１０の隣接する部分のキャパシタンスを表わし、インダクタ３０６は、導電性ストリップ１１０のインダクタンスを表わし、抵抗器３０８は導電性ストリップ１１０の抵抗を表わす。したがって、誘導性－容量性フィルタ１００は、個別のインダクタまたは個別のコンデンサを使用せずに帯域阻止フィルタとして動作する能力を有し、こうして、小さいフィルタサイズ、低いフィルタコストおよびフィルタ製造の容易さが促進される。誘導性－容量性フィルタ１００は、Ｌがインダクタ３０６のインダクタンス、Ｃがコンデンサ３０２のキャパシタンスであるものとして、おおよそ
Figure 0007231629000001
 という式１の通りの共振周波数ｆo、すなわちフィルタがピークインピーダンスを有する周波数を有する。
図４は、誘導性－容量性フィルタ１００の１つの特定の実施形態のインピーダンス対周波数を示すグラフ４００である。図４から明白であるように、この特定の実施形態は、約１４．６５メガヘルツ（ＭＨｚ）の共振周波数を有し、共振周波数においてフィルタのインピーダンスはおよそ３０，０００オームである。インピーダンスは、周波数が共振周波数から離れるように移動するとき急速に減少し、そのため、誘導性－容量性フィルタは、共振周波数から離れた周波数で低いインピーダンスを有し、望ましくない信号減衰を最小限に抑える一助となる。
図３の電気モデル３００は、例示を簡略化するためコンデンサ３０２、インダクタ３０６および抵抗器３０８の各々を個別の要素であるものとして例示しているものの、これらの構成要素の各々は、分散型要素を表わす、ということを指摘しておかなければならない。さらに、モデル３００は、コンデンサ３０２を通る漏洩電流などの高次効果を考慮に入れていないということを指摘しておかなければならない。例えば特定の抵抗減衰が望まれ適用においては有限抵抗を達成するように導電性ストリップ１１０は設計されうるが、誘導性－容量性フィルタ１００は典型的には、誘導性－容量性フィルタ１００内の抵抗損失を最小限に抑えるために導電性ストリップ１１０の小さい抵抗を促進するように設計されると予測されている。
誘導性－容量性フィルタ１００の共振周波数は、その設計および／または製造中に変動させることができ、こうして、精確な帯域阻止特性を達成することおよび／または多数の適用を支援するための単一の基本設計が可能になる。例えば、誘導性－容量性フィルタ１００の共振周波数は、巻回軸１０４の周りに形成される巻き１０６の数を変動させることによって、変動可能である。詳細には、巻き１０６の数を増大させることにより、誘導性－容量性フィルタ１００のインダクタンスは増大し、インダクタンスを増大させると、上述の式１から決定できるように、誘導性－容量性フィルタ１００の共振周波数を低下させる。図５は、図１の誘導性－容量性フィルタ１００と同様の、ただし４回の巻き１０６の代りに６回の巻き１０６を有する誘導性－容量性フィルタ５００の斜視図である。したがって、誘導性－容量性フィルタ５００は、誘導性－容量性フィルタ１００よりも低い共振周波数を有することになる。図５では、例示の明瞭さを促進するため、巻き１０６の２回の事例にのみラベル付けされている。各巻き１０６は必ずしも完全な巻きである必要はない、換言すると、最初および／または最後の巻き１０６は部分巻きであり得、これによって誘導性－容量性フィルタ１００の設計および／または製造中、帯域阻止特性を連続的に変動させることが可能となる、ということを指摘しておかなければならない。
絶縁性－導電性ストリップ１０２は、巻回軸１０４の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、誘導性－容量性フィルタ１００および５００の各々において内側アパーチャ１２０および５２０を形成する。容量性フィルタ１００および５００の帯域阻止特性は、巻き１０６の数の変動に加えてまたはその代りに内側アパーチャ１２０および５２０のサイズおよび／または形状を変動させることによって変動させることができる。例えば、図６は、図１の誘導性－容量性フィルタ１００と同様の、ただし巻回軸１０４の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、内側アパーチャ１２０よりも大きい内側アパーチャ６２０を有する誘導性－容量性フィルタ６００の斜視図である。内側アパーチャのサイズを増大させると、磁束経路の断面部域は増大し、そのためインダクタンスは増大する。このようなインダクタンスの増大は、共振周波数を減少させ、共振周波数におけるインピーダンスを増大させる。その結果、誘導性－容量性フィルタ６００は、誘導性－容量性フィルタ１００よりも低い共振周波数および高いピークインピーダンスを有することになる。
別の実施例として、図７は、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただし巻回軸１０４の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、円形形状に代って卵形形状を有する内側アパーチャ７２０を有する誘導性－容量性フィルタ７００の斜視図である。内側アパーチャ７２０は図１の内側アパーチャ１２０と同じ円周を有するものの、内側アパーチャ７２０は、巻回軸１０４の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、内側アパーチャ１２０よりも小さい面積を有する。その結果として、誘導性－容量性フィルタ７００は、誘導性－容量性フィルタ１００よりも高い共振周波数と小さいピークインピーダンスを有する。本明細書中で開示されている誘導性－容量性フィルタのいずれも、本明細書の範囲から逸脱することなく、異なる内側アパーチャ形状を有するように変動可能であると考えられる。例えば誘導性－容量性フィルタ７００は、内側アパーチャ７２０が、矩形形状、三角形形状さらには不規則な形状などの異なる非円形形状を有するような形で修正可能であると考えられる。
絶縁性ストリップ１０８の材料および／または厚みは、本明細書中に開示された誘導性－容量性フィルタのいずれにおいても、例えば帯域阻止特性を調整するために修正可能であると考えられる。絶縁性ストリップ１０８の誘電定数を増大させると、誘導性－容量性フィルタの共振周波数およびピークインピーダンスの両方が低下する。例えば、図８は、図１の誘導性－容量性フィルタ１００と同様の、ただし絶縁性ストリップ１０８が絶縁性ストリップ８０８で置換されている誘導性－容量性フィルタ８００の斜視図である。絶縁性ストリップ８０８は、絶縁性ストリップ１０８よりも大きい誘電定数を有する。その結果として、誘導性－容量性フィルタ８００は、誘導性－容量性フィルタ１００よりも低い共振周波数および小さいピークインピーダンスを有することになる。一方、絶縁性ストリップ１０８を絶縁性ストリップ１０８よりも低い誘電定数を有する絶縁性ストリップで置換することで、誘導性－容量性フィルタ１００の共振周波数およびピークインピーダンスは増大すると考えられる。
絶縁性ストリップ１０８の厚み１２２（図２）を増大させると、誘導性－容量性フィルタの共振周波数値およびピークインピーダンスの両方が増大する。例えば図９は、図１の誘導性－容量性フィルタ１００と同様の、ただし絶縁性ストリップ１０８が絶縁性ストリップ９０８で置換された誘導性－容量性フィルタ９００の斜視図である。図１０は、図９のライン１０Ａ－１０Ａに沿って切り取った誘導性－容量性フィルタ９００の断面図である。絶縁性ストリップ９０８は、絶縁性ストリップ１０８の厚み１２２よりも大きい厚み９２２を有する。その結果として、誘導性－容量性フィルタ９００は、誘導性－容量性フィルタ１００よりも低いキャパシタンス、高い共振周波数および大きい最大インピーダンスを有することになる。
導電性ストリップ１１０の材料および／または厚みは、本明細書中で開示されている誘導性－容量性フィルタのいずれにおいても、例えば帯域阻止特性を調整するために修正され得ると考えられる。例えば、図１１は、誘導性－容量性フィルタ１００と同様の、ただし導電性ストリップ１１０が導電性ストリップ１１００によって置換されている誘導性－容量性フィルタ１１００の斜視図である。図１２は、図１１のライン１２Ａ－１２Ａに沿って切り取った誘導性－容量性フィルタ１１００の断面図である。導電性ストリップ１１１０は、導電性ストリップ１１０の厚み１１８より大きい厚み１１１８を有する。その結果、誘導性－容量性フィルタ１１００は、誘導性－容量性フィルタ１００よりも小さいＤＣ抵抗および小さい低周波ＡＣ抵抗を有することになる。
導電性ストリップ１１１０は、それぞれ相対する第１および第２の端部１１３０および１１３２を有する。第１の端子１１３４が第１の端部１１３０に電気的に結合され、第２の端子１１３６が第２の端部１１３２に電気的に結合される。第１および第２の端子１１３４および１１３６は、誘導性－容量性フィルタ１１００に対して電気的インタフェースを提供する。いくつかの実施形態において、第１および第２の端子１１３４および１１３６は、導電性ストリップ１１１０にはんだづけされたそれぞれのアルミニウムまたは銅のバスバーまたはワイヤを含む。第１および第２の端子１１３４および１１３６は、本明細書の範囲から逸脱することなく削除され得ると考えられる。
本明細書中に開示されている誘導性－容量性フィルタのいずれの絶縁性－導電性ストリップの幅も同様に、帯域阻止特性を調整するために修正可能と考えられる。例えば、絶縁性－導電性ストリップ１０２の幅１２４（図１）を増大させると、導電性ストリップ１１０の隣接する部分の表面積が増大し、これにより、誘導性－容量性フィルタ１００のキャパシタンスが増大し、フィルタのインダクタンスは減少し、その結果、共振周波数値はより低くなり、ピークインピーダンスはより小さくなる。さらに、絶縁性－導電性ストリップの幅１２４を増大させると、同様に誘導性－容量性フィルタ１００のＤＣおよび低周波ＡＣ抵抗も減少し、これによって、電気エネルギを最小限の損失で伝送する誘導性－容量性フィルタ１００の能力が促進される。図１３は、図１の誘導性－容量性フィルタ１００と同様の、ただし絶縁性－導電性ストリップ１０２が絶縁性－導電性ストリップ１３０２によって置換されている誘導性－容量性フィルタ１３００の斜視図である。絶縁性－導電性ストリップ１３０２は、絶縁性－導電性ストリップ１０２と同様であるが、絶縁性－導電性ストリップ１０２の幅１２４よりも大きい幅１３２４を有する。その結果、誘導性－容量性フィルタ１３００は誘導性－容量性フィルタ１００よりも低い共振周波数値、低いピークインピーダンスおよび低い抵抗を有する。
本明細書中で開示されている誘導性－容量性フィルタのいずれか２つ以上は、例えば２つ以上の周波数帯域を横断して帯域阻止フィルタリングを達成する目的で、単一のデバイス内で２つの誘導性－容量性フィルタを含む誘導性－容量性フィルタアセンブリを形成するように組合せることができると考えられる。例えば、図１４は、巻回軸１４０４の周りに同心的に巻回された第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２と第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３を含む誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００の斜視図である。第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２は、誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００を巻回軸１４０４の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３の内部に配置されている。第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２が第１の誘導性－容量性フィルタ１４０５を形成し、第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３が第２の誘導性－容量性フィルタ１４０７を形成し、こうして誘導性－容量性アセンブリ１４００が単一のデバイス内に２つの誘導性－容量性フィルタを含むようになっている。第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２は第１の絶縁性ストリップと接合された第１の導電性ストリップを含み、ここで第１の導電性ストリップは導電性ストリップ１１０と類似であり、第１の絶縁性ストリップは絶縁性ストリップ１０８と類似である。第１の導電性ストリップおよび第１の絶縁性ストリップは、例示の明瞭さを促進するため、図１４ではラベル付けされていない。同様に、第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３は、同じく導電性ストリップ１１０および絶縁性ストリップ１０８とそれぞれ類似している第２の導電性ストリップ（ラベル付けせず）および第２の絶縁性ストリップ（ラベル付けせず）を含む。
帯域阻止特性は、誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００の設計および／または製造中に、例えば図１～１３に関して以上で論述したものと類似の方法で、例えば（１）第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２および／または第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３の巻きの数を変動させること、（２）誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００の内側アパーチャ１４２０のサイズおよび／または形状を変動させること、（３）絶縁性ストリップの厚みおよび／または誘電特性を変動させること、（４）導電性ストリップの厚みを変動させること、および／または（５）絶縁性－導電性ストリップ１４０２および１４０３の幅１４２４を変動させること、によって変動可能である。さらに、絶縁性－導電性ストリップ１４０２および１４０３は、それぞれ３回および４回の巻きを形成するものとして例示されているものの、絶縁性－導電性ストリップ１４０２および１４０３により形成される巻きの数は、本明細書の範囲から逸脱することなく、変動させられてよい。さらに、誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００は、本明細書の範囲から逸脱することなく、全ての絶縁性－導電性ストリップが巻回軸１４０４の周りに同心的に巻回されるような形で、１つ以上の追加の絶縁性－導電性ストリップを含むように修正され得る。
誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００の誘導性－容量性フィルタは任意には、直列または並列に電気的に結合される。例えば、図１５は、第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２が導電体１５０２により第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３と電気的に直列に結合されている、誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００を例示している。第１の端子１５３４が第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２の第１の端部に電気的に結合され、第２の端子１５３６が、第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３の第２の端部に電気的に結合されている。第１および第２の端子１５３４および１３５６は、誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００に対して電気的インタフェースを提供する。いくつかの実施形態において、第１および第２の端子１５３４および１５３６は、それぞれのアルミニウムまたは銅のバスバーまたはワイヤを含む。第１および第２の端子１５３４および１５３６は、本明細書の範囲から逸脱することなく削除可能と考えられる。図１６は、第１および第２の端子１５３４および１５３６から見た通りの、図１５に例示されているように電気的に結合された誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００の近似電気モデル１６００を例示する。コンデンサ１６０４は第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２のキャパシタンスを表わし、インダクタ１６０６は第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２のインダクタンスを表わし、抵抗器１６０８は第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２の抵抗を表わす。コンデンサ１６１０は第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３のキャパシタンスを表わし、インダクタ１６１２は第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３のインダクタンスを表わし、抵抗器１６１４は第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０３の抵抗を表わす。
図１７は、図１５に例示されているように第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２が第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３と電気的に直列に結合されている、誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００の１つの特定の実施形態のインピーダンス対周波数を示すグラフ１７００である。図１７から明らかであるように、この特定の実施形態は、約５．７ＭＨｚの第１の共振周波数１７０２および約１５．６ＭＨｚの第２の共振周波数１７０４を有する。第１の共振周波数１７０２は、第２の誘導性－容量性フィルタ１４０７と関連した共振周波数であり、第２の共振周波数１７０４は第１の誘導性－容量性フィルタ１４０５と関連した共振周波数である。第１の誘導性－容量性フィルタ１４０５のピークインピーダンスは第２の共振周波数１７０４において約６，２００オームであり、第２の誘導性－容量性フィルタ１４０７のピークインピーダンスは第１の共振周波数１７０２において約２２，０００オームである。
図１８は、第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２が導電体１８０２および１８０４により第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３と電気的に並列に結合されている、誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００を例示し、図１９は、図１８に例示されているように第１の絶縁性－導電性ストリップ１４０２が第２の絶縁性－導電性ストリップ１４０３と電気的に並列に結合されている、誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００の１つの特定の実施形態のインピーダンス対周波数を示すグラフ１９００である。図１９から明らかであるように、この特定の実施形態は、８．６ＭＨｚの共振周波数１９０２および共振周波数１９０２における約６，６００オームのピークインピーダンスを有する。
図２０は、導電体２０２６により電気的に直列に結合された第１の誘導性－容量性フィルタ２０００および第２の誘導性－容量性フィルタ２００１の斜視図である。追加の導電体２０２８および２０３０は、それぞれ第１および第２の誘導性－容量性フィルタ２０００および２００１対して電気的インタフェースを提供する。第１の誘導性－容量性フィルタ２０００は第１の絶縁性－導電性ストリップ２００２を含み、第２の誘導性－容量性フィルタ２００１は第２の絶縁性－導電性ストリップ２００３を含む。第１の絶縁性－導電性ストリップ２００２は、巻回軸２００４の周りに導電性ストリップ２０１０と並行に巻回された絶縁性ストリップ２００８を含み、第２の絶縁性－導電性ストリップ２００３は、巻回軸２００５の周りに導電性ストリップ２０１１と並行に巻回された絶縁性ストリップ２００９を含む。第１の絶縁性－導電性ストリップ２００２および第２の絶縁性－導電性ストリップ２００３の各々は、例えば、図１～１９に関して上述された絶縁性－導電性ストリップの１つ以上に類似する構成を有する。帯域阻止特性は、誘導性－容量性フィルタ２０００および／または２００１の設計および／または製造中に、例えば図１～１９に関して以上で論述したものと類似の方法で、例えば（１）第１の絶縁性－導電性ストリップ２００２および／または第２の絶縁性－導電性ストリップ２００３の巻きの数を変動させること、（２）誘導性－容量性フィルタ２０００および／または２００１の内側アパーチャ２０２０および２０２１のサイズおよび／または形状を変動させること、（３）絶縁性ストリップ２００８および／または絶縁性ストリップ２００９の厚みおよび／または誘電特性を変動させること、（４）導電性ストリップ２０１０および／または導電性ストリップ２０１１の厚みを変動させること、および／または（５）第１および第２の絶縁性－導電性ストリップ２００２および２００３の幅２０２４および／または幅２０２５をそれぞれ変動させること、によって変動可能である。さらに、第１及び第２の絶縁性－導電性ストリップ２００２および２００３は、それぞれ３回および４回の巻き２００６及び２００７を形成するものとして例示されているものの、第１および第２の絶縁性－導電性ストリップ２００２および２００３の巻きの数は、本明細書の範囲から逸脱することなく変動させられてよい。例示上の明瞭さを促進するために、図２０には、巻き２００６および２００７のいくつかの事例のみがラベル付けされている。さらに、誘導性－容量性フィルタ２０００および／または２００１は、本明細書の範囲から離れて１つ以上の追加の絶縁性－導電性ストリップを含むように修正され得る。その上、第１の誘導性－容量性フィルタ２０００および第２の誘導性－容量性フィルタ２００１は、本明細書の範囲から逸脱することなく、電気的に並列に結合され得ると考えられる。
図２１は、電気的に直列に結合されている、図２０の誘導性－容量性フィルタ２０００および２００１の１つの特定の実施形態のインピーダンス対周波数を示すグラフ２１００である。図２１から明らかであるように、この特定の実施形態は、約２ＭＨｚの第１の共振周波数２１０２および約２６．６ＭＨｚの第２の共振周波数２１０４を有する。第１の共振周波数２１０２は、第２の誘導性－容量性フィルタ２１０１と関連した共振周波数であり、第２の共振周波数２１０４は第１の誘導性－容量性フィルタ２０００と関連した共振周波数である。第１の誘導性－容量性フィルタ２０００のピークインピーダンスは第２の共振周波数２１０４において約３９，２４０オームであり、第２の誘導性－容量性フィルタ２００１のピークインピーダンスは第１の共振周波数２１０２において約１６，０９５オームである。
上述の誘導性－容量性フィルタのいずれも、１つ以上の追加の絶縁性－導電性ストリップを含めるように修正可能と考えられる。例えば、図２２は、３つの絶縁性－導電性ストリップ２２０２を含む誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００の斜視図であり、図２３は、図２２のライン２３Ａ－２３Ａに沿って切り取られた誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００の断面図である。各々の絶縁性－導電性ストリップ２２０２は、絶縁性－導電性ストリップ１０２に類似している。詳細には、第１の絶縁性－導電性ストリップ２２０２（１）は、第１の絶縁性ストリップ２２０８（１）と接合された第１の導電性ストリップ２２１０（１）を含み、第２の絶縁性－導電性ストリップ２２０２（２）は、第２の絶縁性ストリップ２２０８（２）と接合された第２の導電性ストリップ２２１０（２）を含み、第３の絶縁性－導電性ストリップ２２０２（３）は、第３の絶縁性ストリップ２２０８（３）と接合された第３の導電性ストリップ２２１０（３）を含む。いくつかの実施形態において、各々の導電性ストリップ２２１０は、導電性ストリップの相対する端部に電気的に結合された相対する第１および第２の端子（図示せず）を含む。例示上の明瞭さを促進するため、図２３では、絶縁性－導電性ストリップ２２０２、絶縁性ストリップ２２０８および導電性ストリップ２２１０のいくつかの事例のみがラベル付けされている。絶縁性－導電性ストリップ２２０２の数は、本明細書の範囲から逸脱することなく変動可能であると考えられる。
各々の導電性ストリップ２２１０は、例えば多重チャネルの帯域阻止フィルタの別個のチャネルとして使用され、ここで各チャネルは類似の帯域阻止特性を有する。帯域阻止特性は、誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００の設計および／または製造中に、例えば図１～２１に関して以上で論述したものと類似の方法で、例えば（１）絶縁性－導電性ストリップ２２０２の巻き２２０６の数を変動させること、（２）誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００の内側アパーチャ２２２０のサイズおよび／または形状を変動させること、（３）絶縁性ストリップ２２０８の厚みおよび／または誘電特性を変動させること、（４）導電性ストリップ２２１０の厚みを変動させること、および／または（５）絶縁性－導電性ストリップ２２０２の幅２２２４を変動させること、によって変動可能である。例示上の明瞭さを促進するため、図２２では、巻き２２０６の２つの事例のみがラベル付けされている。
誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００は、導電性ストリップ２２１０が電気的に並列に結合される適用において、図３のものと類似の近似電気モデルを有する。対照的に、図２４は、導電性ストリップ２２１０が電気的に並列に結合されていない場合の誘導性－容量性フィルタアセンブリ２０００の近似電気モデル２４００を例示している。この適用においては、誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００は、各々の絶縁性－導電性ストリップ２２０２がそれぞれの誘導性－容量性フィルタを形成するような形で、それぞれ絶縁性－導電性ストリップ２２０２（１）、２２０２（２）および２２０２（３）に対応する３つのチャネル２４０２、２４０４および２４０６を形成する。コンデンサ２４０８、インダクタ２４１０および抵抗器２４１２は、それぞれチャネル２４０２のキャパシタンス、インダクタンスおよび抵抗を表わす。コンデンサ２４１４、インダクタ２４１６および抵抗器２４１８は、それぞれチャネル２４０４のキャパシタンス、インダクタンスおよび抵抗を表わす。コンデンサ２４２０、インダクタ２４２２および抵抗器２４２４は、チャネル２４０６のキャパシタンス、インダクタンスおよび抵抗を表わす。コンデンサ２４２６は、チャネル２４０２とチャネル２４０４の間の容量結合を表わし、コンデンサ２４２８は、チャネル２４０４とチャネル２４０６の間の容量結合を表わし、コンデンサ２４３０は、チャネル２４０２とチャネル２４０６の間の容量結合を表わす。図２４の電気モデル２４００は、例示上の単純さのため個別の要素である状態で各構成要素を例示しているが、これらの構成要素の各々は、分散型要素を表わしている。さらに、モデル２４００は、コンデンサを通る漏洩電流、インダクタのキャパシタンスまたはコンデンサのインダクタンスなどの高次効果を考慮に入れていない。
絶縁性ストリップおよび導電性ストリップは図１、２、５～１５、１８、２０、２２および２３の例示において共通の幅を有しているが、絶縁性ストリップの幅および導電性ストリップの幅は同じである必要はない。例えば図２５は、図１の誘導性－容量性フィルタと類似の、ただし絶縁性ストリップ１０８の代りに絶縁性ストリップ２５０８を含んでいる誘導性－容量性フィルタ２５００の図２と類似の断面図である。絶縁性ストリップ２５０８は、例えば導電性ストリップ１１０の隣接する区分の偶発的短絡の尤度を減少させるように、導電性ストリップ１１０の幅よりも大きい幅２５１６を有する。
誘導性－容量性フィルタ１００、５００、６００、７００、８００、９００、１１００、１３００、１４０５、１４０７、２０００、２００１、２２００および２５００は、明示的な磁気コアを有しておらず、或いは換言すると、これらの誘導性－容量性フィルタは「空気」コアを有する。しかしながら、本明細書中で開示されている誘導性－容量性フィルタのいずれも、非限定的にフェライト磁性材料または鉄粉磁性材料を含めた磁性材料で形成された明示的な磁気コアを含むように修正可能であると考えられる。部分的磁束経路または完全な磁束経路のいずれかを形成し得る磁気コアは、誘導性－容量性フィルタの共振周波数に影響を及ぼす。詳細には、インダクタンスは、誘導性－容量性フィルタの磁束経路の磁気抵抗の減少と共に増大し、インダクタンスの増大は、フィルタの共振周波数を減少させる。その結果、所与の磁気コアを伴う誘導性－容量性フィルタの共振周波数は、共振周波数が磁性材料の透磁率の増大と共に減少するような形で、磁気コアを形成する磁性材料の透磁率を変動させることによって調整可能である。
図２６は、図１の誘導性－容量性フィルタ１００と類似の、ただし内側アパーチャ１２０内に配置されたロッド型の磁気コア２６２８をさらに含む誘導性－容量性フィルタ２６００の斜視図を例示する。ロッド型磁気コア２６２８は、部分的な磁束経路のみを形成し、或いは換言すると、ロッド型磁気コア２６２８は共振ストリップ１０２の周りに閉鎖経路を形成しない。それでも、ロッド型磁気コア２６２８は、誘導性－容量性フィルタ２６００の磁束経路の磁気抵抗を著しく低下させ、そのため、誘導性－容量性フィルタ２６００は図１の誘導性－容量性フィルタ１００よりも低い共振周波数を有することになる。第１および第２の端子１３４および１３６は、例示上の明瞭さを促進するため、図２６には示されていない。
図２７～２９は各々、磁気コアが完全な磁束経路を形成している、或いは換言すると、磁気コアが誘導性－容量性フィルタの絶縁性－導電性ストリップの周りに閉鎖経路を形成している、誘導性－容量性フィルタのそれぞれの実施例を例示する。詳細には、図２７は、図１の誘導性－容量性フィルタ１００と同様の、ただし磁気コア２７２８をさらに含んでいる誘導性－容量性フィルタ２７００の斜視図を例示する。磁気コア２７２８は、内側アパーチャ１２０を通って延在する内側支柱（図２７には見えず）および内側支柱の相対する端部を連結する外側部分を含んでいた。いくつかの実施形態において、磁気コア２７２８は、２つの「Ｅ字型」コアで形成され、他のいくつかの実施形態において、磁気コア２７２８は「Ｉ字型」コアと「Ｅ字型」コアとで形成されている。磁気コア２７２８は、図２６の磁気コア２６２８よりも低い磁気抵抗の磁束経路を提供し、したがって、図２７の誘導性－容量性フィルタ２７００は、図２６の誘導性－容量性フィルタ２６００よりも低い共振周波数を有する。第１および第２の端子１３４および１３６は、例示上の明瞭さを促進するため、図２７には示されていない。
図２８は、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただし磁気コア２８２８をさらに含んでいる誘導性－容量性フィルタ２８００の斜視図を例示する。いくつかの実施形態において、磁気コア２８２８は２つの「Ｕ字型」コアで形成され、いくつかの実施形態において、磁気コア２８２８は、「Ｉ字型」コアと「Ｕ字型」コアとで形成される。磁気コア２８２８は、図２６の磁気コア２６２８よりも低い磁気抵抗の磁束経路を提供し、したがって、図２８の誘導性－容量性フィルタ２８００は、図２６の誘導性－容量性フィルタ２６００よりも低い共振周波数を有する。第１および第２の端子１３４および１３６は、例示上の明瞭さを促進するため、図２８中には示されていない。
図２９は、図１の誘導性－容量性フィルタと同様の、ただし磁気コア２９２８をさらに含んでいる誘導性－容量性フィルタ２９００の斜視図を例示する。磁気コア２９２８は、図２７の磁気コア２７２８と類似しているが、内側アパーチャ１２０を通って延在する内側支柱（図２９には見えず）の相対する端部を連結する丸味のある外側部分を有する。いくつかの実施形態において、磁気コア２９２８は２つのポット型コア(pot core)で形成されている。磁気コア２９２８は、図２６の磁気コアの磁気コア２６２８、図２７の磁気コア２７２８または図２８の磁気コア２８２８のいずれよりも低い磁気抵抗の磁束経路を提供し、したがって、図２９の誘導性－容量性フィルタ２９００は、図２６の誘導性－容量性フィルタ２６００、図２７の誘導性－容量性フィルタ２７００または図２８の誘導性－容量性フィルタ２８００のいずれよりも低い共振周波数を有する。第１および第２の端子１３４および１３６は、例示上の明瞭さを促進するため図２９には示されていない。
本明細書中で開示されている誘導性－容量性フィルタの１つの考えられる適用は、例えば共振周波数から離れた信号は伝送する一方で、フィルタの共振周波数の周りの一定の周波数帯域内の周波数を有する信号を遮断する帯域阻止フィルタを実装する、電気回路におけるものである。例えば、図３０は、交流（ＡＣ）電力源３００２および負荷３００４と電気的に直列に結合された誘導性－容量性フィルタ１００の事例を含む電気回路３０００を例示している。回路３０００は、例えば半導体処理システムの一部である。一部の実施形態において、電力源３００２は、ＡＣ電気格子(electric grid)（例えば５０または６０ヘルツで動作するもの）、ＡＣ発電機、インバータ、オシレータ、音声増幅器または無線周波数増幅器を表わし、負荷３００４は、線形負荷（例えば抵抗、誘導および／または容量性負荷）または非線形負荷（例えば、スイッチング電源負荷）を表わす。電気回路３０００内で、誘導性－容量性フィルタ１００の導電性ストリップ１１０の第１の端部１３０は、第１のノード３００６において第１の端子１３４を介して電力源３００２に電気的に結合されており、導電性ストリップ１１０の第２の端部１３２は、第２のノード３００８において端子１３６を介して負荷３００４に電気的に結合されている。こうして、導電性ストリップ１１０の第１および第２の端部１３０および１３２は、電気回路３０００の異なるそれぞれのノード３００６および３００８に対して電気的に結合されている。この特定の適用では、誘導性－容量性フィルタ１００は、例えば電力源３００２または負荷３００４により生成される望ましくない信号の伝送を防止するために、フィルタ１００の共振周波数に近い特定の周波数帯域内の信号の伝送を遮断する。誘導性－容量性フィルタ１００は、例えば、望ましくない信号の周波数に近いかまたはそれと等しい共振周波数を有するように調整され、こうして、誘導性－容量性フィルタ１００は、この周波数で高いインピーダンスを有し、これにより電気回路３０００内の望ましくない信号の伝送は実質的に遮断されるようになっている。
ＡＣ電力源３００２は、本明細書の範囲から逸脱することなく、直流（ＤＣ）電力源と置換され得る。例えば、図３１は、図３０の電気回路３０００と同様の、ただしＡＣ電力源３００２が直流（ＤＣ）電力源３１０２で置換されている電気回路３１００を例示する。ＤＣ電力源３１０２は、例えばＤＣ電力バス、電源、バッテリまたは１つ以上の太陽電池である。
特定の実施形態において、負荷３００４は、外部回路（図示せず）に電力供給するため周波数ｆ1でＡＣ出力信号を生成する電源である。この電源は、周波数ｆ1を有するＤＣ電力源２８０２またはＡＣ電力源３００２からのノイズに対する感応性を有し、誘導性－容量性フィルタ１００は、周波数ｆ1を有する信号の伝送を遮断するため、適切に調整される。
電気回路３０００および３１００は、本明細書の範囲から逸脱することなく、本明細書中で開示された他の誘導性－容量性フィルタのいずれかで誘導性－容量性フィルタ１００を置換するように修正され得る。さらに、電気回路３０００および２１００のトポロジは、本明細書の範囲から逸脱することなく修正可能であ得る。例えば、電気回路３０００は、誘導性－容量性フィルタ１００の共振周波数に近い周波数を有する信号を除く全ての信号を分路するため、電力源および負荷３１０４の各々と誘導性－容量性フィルタ１００が電気的に並列に結合されるような形で修正可能であり得る。
図３２は、誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００の一事例、ＡＣ電力源３２０２、第１の負荷３２０４、第２の負荷３２０６、および第３の負荷３２０８を含む電気回路３２００を例示する。誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００の第１のチャネル２４０２は、電気回路３２００の第１の分岐３２１０内の第１の負荷３２０４とＡＣ電力源３２０２との間で電気的に結合され、誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００の第２のチャネル２４０４は、電気回路３２００の第２の分岐３２１２内の第２の負荷３２０６とＡＣ電力源３２０２との間で電気的に結合され、誘導性－容量性フィルタアセンブリ２２００の第３のチャネル２４０６は、電気回路３２００の第３の分岐３２０８内の第３の負荷３２０８とＡＣ電力源３２０２との間で電気的に結合される。回路３２００は、例えば半導体処理システムの一部である。ＡＣ電力源３２０２は、本明細書の範囲から逸脱することなく、ＤＣ電力源と置換されてよい。
特定の実施形態において、第１の負荷３２０４は、外部回路（図示せず）に電力供給するため第１の周波数ｆ1でＡＣ出力信号を生成する第１の電源であり、第２の負荷３２０６は、外部回路（図示せず）に電力供給するため第２の周波数ｆ2でＡＣ出力信号を生成する第２の電源であり、第３の負荷３２０８は、外部回路（図示せず）に電力供給するため第３の周波数ｆ3でＡＣ出力信号を生成する第３の電源である。第１、第２および第３の電源は、周波数ｆ1、周波数ｆ2および周波数ｆ3をそれぞれ有するＡＣ電力源３２０２からのノイズに対する感応性を有する。したがって、この適用では、誘導性－容量性フィルタ２２００の第１のチャネル２４０２は、周波数ｆ1を有する信号の伝送を遮断するように調整され、誘導性－容量性フィルタ２２００の第２のチャネル２４０４は、周波数ｆ2を有する信号の伝送を遮断するように調整され、誘導性－容量性フィルタ２２００の第３のチャネル２４０６は、周波数ｆ3を有する信号の伝送を遮断するように調整される。
図３３は、誘導性－容量性フィルタアセンブリ１４００の一事例、ＡＣ電力源３３０２、負荷３３０４を含む電気回路３３００を例示する。アセンブリ１４００の第１および第２の誘導性－容量性フィルタ１４０５および１４０７は、ＡＣ電力源３３０２および負荷３３０４と電気的に直列に結合されている。回路３３００は、例えば半導体処理システムの一部である。ＡＣ電力源３３０２は、本明細書の範囲から逸脱することなくＤＣ電力源と置換されてよい。
特定の実施形態において、負荷３３０４は、周波数ｆ1を有するＡＣ電力源３３０２からのノイズおよび周波数ｆ2を有するＡＣ電力源３３０２からのノイズに対する感応性を有する。したがって、この適用では、第１の誘導性－容量性フィルタ１４０５は、周波数ｆ1を有する信号の伝送を遮断するように調整され、第２の誘導性－容量性フィルタ１４０７は、周波数ｆ2を有する信号の伝送を遮断するように調整される。
上述の誘導性－容量性フィルタ、システムおよび関連する方法に対し、本明細書の範囲から離れて変更を加えることができる。したがって、以上の説明内に含まれ添付図面内で示された事柄は、限定的な意味合いにおいてではなく例示的なものとして解釈されるべきであることは留意されるべきである。以下のクレームは、本明細書中に記載の包括的かつ具体的特徴、ならびに言語的にその間に入るものと言われる可能性のある当該フィルタ、方法およびシステムの範囲についての全ての陳述を網羅するように意図されている。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様１〕
誘導性－容量性フィルタにおいて、
巻回軸の周りに巻回された第１の絶縁性－導電性ストリップを含み、
前記第１の絶縁性－導電性ストリップは、第１の絶縁性ストリップと接合された第１の導電性ストリップを含む、誘導性－容量性フィルタ。
〔態様２〕
前記第１の導電性ストリップは、前記巻回軸の周りに前記第１の絶縁性ストリップと並行して巻回されている、態様１に記載の誘導性－容量性フィルタ。
〔態様３〕
前記第１の導電性ストリップは、金属箔で形成され、
前記第１の絶縁性ストリップは、誘電性材料で形成されている、
態様１に記載の誘導性－容量性フィルタ。
〔態様４〕
第１の導電性ストリップは、少なくとも２のアスペクト比を伴う断面部域を有する、態様１に記載の誘導性－容量性フィルタ。
〔態様５〕
前記第１の絶縁性－導電性ストリップは、前記誘導性－容量性フィルタを前記巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、内側アパーチャを形成する、態様１に記載の誘導性－容量性フィルタ。
〔態様６〕
前記内側アパーチャは、非円形形状を有する、態様５に記載の誘導性－容量性フィルタ。
〔態様７〕
前記内側アパーチャに配置された磁気コアをさらに含む、態様５に記載の誘導性－容量性フィルタ。
〔態様８〕
前記第１の導電性ストリップの相対する第１および第２の端部にそれぞれ電気的に結合された第１および第２の端子をさらに含む、態様１に記載の誘導性－容量性フィルタ。
〔態様９〕
前記巻回軸の周りに巻回された１つ以上の追加の絶縁性－導電性ストリップをさらに含み、各々の追加の絶縁性－導電性ストリップは、それぞれの絶縁性ストリップと共に巻回されたそれぞれの導電性ストリップを含む、態様１に記載の誘導性－容量性フィルタ。
〔態様１０〕
巻回軸の周りに同心的に巻回された第１および第２の絶縁性－導電性ストリップを含み、
前記第１の絶縁性－導電性ストリップは、第１の絶縁性ストリップと接合された第１の導電性ストリップを含み、
前記第２の絶縁性－導電性ストリップは、第２の絶縁性ストリップと接合された第２の導電性ストリップを含む、
誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様１１〕
前記第１の導電性ストリップは、前記巻回軸の周りに前記第１の絶縁性ストリップと並行して巻回されており、
前記第２の導電性ストリップは、前記巻回軸の周りに前記第２の絶縁性ストリップと並行して巻回されている、
態様１０に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様１２〕
前記第１の絶縁性－導電性ストリップは、前記第２の絶縁性－導電性ストリップに対し電気的に結合されている、態様１０に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様１３〕
前記第１の絶縁性－導電性ストリップは、前記誘導性－容量性フィルタアセンブリを巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、前記第２の絶縁性－導電性ストリップの内部に配置されている、態様１０に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様１４〕
前記巻回軸の周りに前記第１および第２の絶縁性－導電性ストリップと共に同心的に巻回されている第３の絶縁性－導電性ストリップをさらに含み、
前記第３の絶縁性－導電性ストリップは、第３の絶縁性ストリップと接合された第３の導電性ストリップを含み、
前記第１、第２および第３の絶縁性－導電性ストリップの各々は、それぞれの誘導性－容量性フィルタを形成し、
前記第１の絶縁性－導電性ストリップは、前記誘導性－容量性フィルタアセンブリを前記巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、前記第２の絶縁性－導電性ストリップの内部に配置されており、
前記第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々は、前記誘導性－容量性フィルタアセンブリを前記巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、前記第３の絶縁性－導電性ストリップの内部に配置されている、
態様１０に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様１５〕
前記第１および第２の導電性ストリップの各々は、金属箔で形成されており、
前記第１および第２の絶縁性ストリップの各々は、誘電性材料で形成されている、
態様１０に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様１６〕
前記第１の導電性ストリップは、少なくとも２のアスペクト比を伴う断面部域を有し、
前記第２の導電性ストリップは、少なくとも２のアスペクト比を伴う断面部域を有する、
態様１０に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様１７〕
前記第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々は、前記巻回軸の周りに多数の巻きを形成する、態様１０に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様１８〕
前記第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々は、巻回軸の周りに異なるそれぞれの数の巻きを形成する、態様１０に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様１９〕
前記巻回軸の周りに前記第１および第２の絶縁性－導電性ストリップと共に同心的に巻回されている第３の絶縁性－導電性ストリップをさらに含み、
前記第３の絶縁性－導電性ストリップは、第３の絶縁性ストリップと接合された第３の導電性ストリップを含み、
前記第１、第２および第３の絶縁性－導電性ストリップの各々は、それぞれの誘導性－容量性フィルタを形成する、
態様１０に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
〔態様２０〕
態様１に記載の前記誘導性－容量性フィルタを含む、電気回路。
〔態様２１〕
前記第１の導電性ストリップの相対する第１および第２の端部は、前記電気回路の異なるそれぞれのノードに対して電気的に結合されている、態様２０に記載の電気回路。
〔態様２２〕
態様１に記載の前記誘導性－容量性フィルタと直列に電気的に結合された交流電源および直流電源のうちの少なくとも１つおよび負荷をさらに含む、態様２１に記載の電気回路。
〔態様２３〕
態様１０に記載の前記誘導性－容量性フィルタアセンブリを含み、
前記第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々が、電気回路のそれぞれの分岐に対し電気的に結合されている、電気回路。
〔態様２４〕
前記第１および第２の絶縁性－導電性ストリップの各々は、電源とそれぞれの電気負荷の間に電気的に結合されている、態様２３に記載の電気回路。

Claims (19)

  1. 誘導性－容量性フィルタアセンブリであって、
    複数の絶縁性－導電性ストリップを含み、
    該絶縁性－導電性ストリップの各々は、
    （a)導電性ストリップと接合された絶縁性ストリップを有し、
    （b)複数の絶縁性－導電性ストリップのそれぞれの第１端子端部における共通の電源および導電性ストリップの第２端子端部に接続されたそれぞれの負荷に接続されるときに、整合する目標の共振周波数を中心とする周波数の信号を遮断するように、共通の巻回軸の周りに並行して巻回されている、
    誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  2. 前記複数の絶縁性－導電性ストリップは、一緒に層状にされ前記巻回軸の周りに巻回されている第１の絶縁性－導電性ストリップおよび第２の絶縁性－導電性ストリップからなり、
    前記第１の絶縁性－導電性ストリップおよび前記第２の絶縁性－導電性ストリップの各々の帯域阻止特性は、絶縁性－導電性ストリップの巻数、誘導性－容量性フィルタアセンブリの内側アパーチャのサイズおよび形状、絶縁性ストリップの誘電特性および厚さ、導電性ストリップの厚さ、絶縁性－導電性ストリップの幅、およびこれらの組み合わせのうちの1つ以上に応じて調整される、
    請求項１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  3. 前記導電性ストリップは、金属箔で形成され、
    前記絶縁性ストリップは、誘電性材料で形成されている、
    請求項１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  4. 前記導電性ストリップは、前記巻回軸に直交し、該巻回軸から離れるように延在する半径方向軸を有し、
    前記導電性ストリップは、前記巻回軸及び前記半径方向軸の各々に対して平行な平面で見た場合、少なくとも２のアスペクト比を伴う断面形状を有する、請求項１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  5. 前記絶縁性－導電性ストリップの各々は、前記誘導性－容量性フィルタアセンブリを前記巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、内側アパーチャを形成する、請求項１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  6. 前記内側アパーチャは、前記誘導性-容量性フィルタアセンブリを前記目標の共振周波数に調整することに一部貢献する、サイズ及び非円形形状を有する、請求項５に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  7. 前記誘導性-容量性フィルタアセンブリを前記目標の共振周波数に部分的に調整する前記内側アパーチャに配置された磁気コアをさらに含む、請求項２に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  8. 前記絶縁性－導電性ストリップの各々は、前記巻回軸の周りに複数の巻きを形成し、それぞれの共振周波数に調整することに貢献する、請求項１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  9. 前記絶縁性－導電性ストリップの各々は、巻回軸の周りに異なるそれぞれの数の巻きであって、それぞれの共振周波数に調整することに貢献する数の巻きを形成し、前記目標の共振周波数は、誘導性－容量性フィルタアセンブリ製造中に調整されうる、請求項１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  10. 前記巻回軸の周りに前記第１および第２の絶縁性－導電性ストリップと共に同心的に巻回されている第３の絶縁性－導電性ストリップをさらに含み、
    前記第３の絶縁性－導電性ストリップは、第３の絶縁性ストリップと接合された第３の導電性ストリップを含み、
    前記第１の絶縁性－導電性ストリップ、第２の絶縁性－導電性ストリップおよび第３の絶縁性－導電性ストリップの各々は、それぞれの誘導性－容量性フィルタを形成する、
    請求項２に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  11. 前記導電性ストリップの各々の前記第１端子端部は、共通の電源に電気的に接続される、請求項１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  12. 前記第１端子端部及び前記第２端子端部は、電気回路の異なるノードに対して電気的に結合されている、請求項１１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  13. 前記共通の電源は、交流電力源および直流電力源のうちの１つを含む、請求項１１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  14. 前記絶縁性－導電性ストリップの各々は、電気回路のそれぞれの対応する負荷に対し電気的に結合されている、請求項１に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  15. 前記絶縁性－導電性ストリップの各々は、共通の電源とそれぞれの対応する負荷の間に電気的に結合されている、請求項１４に記載の誘導性－容量性フィルタアセンブリ。
  16. 半導体処理装置であって、
    少なくとも一つの負荷に接続された電源であって、電源と負荷との間で直列に電気的に接続された誘導性－容量性フィルタを備える電源を具備し、
    前記誘導性－容量性フィルタは、
    複数の絶縁性－導電性ストリップを有し、
    該絶縁性－導電性ストリップの各々は、
    （a)導電性ストリップと接合された絶縁性ストリップを有し、
    （b)それぞれの負荷に接続されるときに、整合する目標の共振周波数を中心とする周波数を有する電源の信号を遮断するように、共通の巻回軸の周りに並行して巻回されている、
    半導体処理装置。
  17. 前記電源は、交流電力源および直流電力源のうちの１つを含む、請求項１６に記載の半導体処理装置。
  18. 前記少なくとも一つの負荷は、３つの負荷を含み、
    前記３つの負荷の各々は、前記誘導性－容量性フィルタから電力を受領し、
    ３つの導電性ストリップの各々の第１の端子端部は、前記電源に接続され、
    ３つの導電性ストリップの各々の第２の端子端部は、３つの負荷の一つに一意的に接続される、
    請求項１７に記載の半導体処理装置。
  19. 前記絶縁性－導電性ストリップの各々は、前記誘導性－容量性フィルタを前記巻回軸の方向に沿って断面で見た場合に分かるように、内側アパーチャを形成する、請求項１６に記載の半導体処理装置。
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