KR100488303B1 - 다기능 에너지 컨디셔너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기 방사 및 서지 보호의 억제를 위하여 하나 또는 그 이상의 차동 및 공통 모드 필터를 제공하도록 다양한 유전체 및 유전체 물질의 결합과 관련하여 이용된 아키텍처를 가진 다기능 에너지 컨디셔너에 관한 것이다. 아키텍처는 단일 또는 다중 컴포넌트들이 집적회로 또는 커넥터와 같은 단일 패키지내에 조립될 수 있도록 허용한다. 컴포넌트의 아키텍처는 독립적인 유전체이고 필터링, 디커플링, 퓨징(fusing) 및 서지 보호 기능을 수행하는 단일 컴포넌트내에 다양한 전기적 특성의 집적을 위하여 제공한다.

Description

다기능 에너지 컨디셔너{A MULTI-FUNCTIONAL ENERGY CONDITIONER}

발명의 요약

전술한 것에 기초하여, 단일한, 종래기술의 컴포넌트 또는 다중 수동 네트워크와 비교할 때, 넓은 주파수 범위에 대해 동작할 수 있는 다기능 전자 컴포넌트를 제공할 필요성이 있다. 이상적으로, 이런 컴포넌트는 능동 부품에 대한 에너지 해제(decoupling)를 제공하는 동시에, 능동 회로 부분들에 대한 일정한 전압 전위를 유지하면서, 효과적으로 1GhZ 이상에서 수행된다. 또한 이런 새로운 컴포넌트는 전자 회로내에서 차동 및 공통 모드 전류로부터 생기는 원치 않는 전자기 방사를 최소화하거나 억압한다. 다중-적층된 실시예 및 유전체 독립적인 수동 아키텍처에 있어서 다기능 전자 컴포넌트는 이에 한정되지 않는 전술한 요구들과 같이, 회로에 부착되어 활성화될 때, 동시적인 라인 컨디셔닝 기능들을 제공할 수 있다. 이러한 요구들은 외부 전도성 영역 또는 경로를 사용할 때 하나의 집적 패키지에서 차동 및 공통 모드 필터링, 기생 억제 및 서지 보호 뿐만 아니라 소스-대-부하(load) 및/또는 부하-대-소스 해제(decoupling)를 포함한다. 본 발명은 그 자체로 전자기장 간섭(EMI), 과전압으로부터 전자 회로 및 능동 전자 컴포넌트들을 보호하고, 회로에 작용되는(attributed) 전자기 방사들의 약화를 방지하기 위하여 사용될 수 있다. 게다가, 본 발명은 에너지화된(energized) 회로내에서 동작할 때, 본 발명과 함께 위치된 내부적으로 싸여진 차동 전도성 엘리먼트들로부터 치명적인 기생전류들이 주 회로에 다시 결합되는 것을 방지하거나 최소화한다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 회로의 부착물(attachment) 및 적절한 배치(placement) 기술들을 통해, 잠재적으로 주 회로로 돌아오는 기생 전류들로서 작용하는 차동 및 공통 모드 전류들을 초래할 수 있는, 다른 소스들로부터 들어오는 원치 않는 전자기 방사들, 및 본 발명과 그 전자 회로내에서 내부적으로 생성되는 원치 않는 전자기 방사들을 억압하기 위한, 에너지화된 물리적 아키텍쳐를 시스템에 사용할 수 있음을 개시한다.

또한, 제조시 다기능 에너지 컨디셔너의 물리적으로 집적된 차폐-격납용기(containment) 전도성 전극 아키텍처, 독립적인 전극 물질 및/또는 독립적인 유전체 물질 혼합물의 사용으로 인하여, 창출될 수 있는 본 발명의 다수의 가능한 실시예들에 대하여 특정 형태의 형상, 크기로 본 발명이 한정되지 않으며, 본 발명에서는 단지 몇몇 실시예들만이 설명될 것이다.

오늘날 전자 산업의 매우 경쟁적인 특성 때문에, 이러한 다기능 에너지 컨디셔너/서지 보호기는 값이 싸고, 소형화되고, 비용이 낮으며, 다수의 전자 제품들과 결합을 위해 고도로 집적되어야만 한다. 종래기술의 컴포넌트들이 제공할 수 없는 바람직한 필터링 및/또는 라인 컨디셔닝을 달성하기 위해, 임의의 부가적인 개별 수동 컴포넌트들 없이 동작할 수 있다면 바람직하다.

따라서 본 발명의 주요 목적은 한쌍을 이루는 에너지 경로 장치(arrangement)들에서 생성되는 차동 및 공통 모드 전류들로 인해 야기된 전자기적 방사들을 방지 또는 억제하는, 용이하게 제조되고 적용가능한, 다기능 전자 컴포넌트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 과도 전압, 과전압(over voltage), 기생전류들 및 전자기적 간섭에 대해 보호를 제공하도록 하나의 컴포넌트 패키지에 하나 이상의 보호 회로들을 포함하도록 적용가능하고 대량 생산될 수 있는 보호 회로 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부 전도성 경로 또는 표면에 부착될 때, 넓은 주파수 범위에서 효과적으로 동작할 수 있고, 회로의 부분들에 대해 일정한 겉보기(apparent) 전압 전위를 유지하면서 능동 회로 부품에 대한 에너지 해제(decoupling)를 동시에 제공할 수 있는, 개별적인 다기능 전자 컴포넌트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하이브리드 전자 컴포넌트가 최종 어스 접지(earth ground)에 결합되지 않아도 되고, EMI 및 과전압들을 감쇠하기 위하여 한쌍의 차동 전도체들로부터 부가적인 에너지 경로 장치를 제공하는 외부 전도성 표면 또는 접지 영역과 결합된 고유(inherent) 접지를 이용하는 블로킹(blocking) 회로 또는 회로들을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부의 커패시터 플레이트들 사이에 최소화된 커패시턴스 변화율을 얻기 위하여 공통적으로 사용되는 특별화된 유전체들을 사용할 필요성이 없는 단일 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적들과 다른 목적들, 및 장점들은 임의의 하나 또는 많은 소정 전기적 특성들을 나타내는 물질에 의해 분리되며, 해당하는 차동 전도성 플레이트들을 부분적으로 둘러싸고 서로 결합된, 다수의 공통 전도성 플레이트들의 사용을 통해 달성된다.

본 발명의 다른 목적들 및 장점들은 한쌍의 전도체들이 다수의 결합된 공통 전도성 플레이트들에 의해 부분적으로 둘러싸여진 영역 또는 공간에 결합되고, 외부 전도체들 또는 경로들이 차동 전극 플레이트들에 선택적으로 결합됨으로써 달성된다.

본 발명의 다른 목적은 효과적인 차동 및 공통 모드 전자기 간섭 필터링 및/또는 서지 보호의 상태를 형성하는 내부 플레이트들 및/또는 전도성 전극들간의 라인-대-라인 및 라인-대-접지 커패시턴스 또는 유도성(inductive) 커플링을 제공하는 것이다. 추가적으로, 본 발명을 사용하는 회로 장치는 플레이트로서 구성되는 적어도 하나의 라인 컨디셔닝 회로 컴포넌트로 이루어진다. 전극 패턴들은 플레이트의 표면상에 제공되고, 그리고 나서 전극 표면들은 전기적으로 회로의 전기 전도체들에 연결된다. 본 발명에 사용되는 전극 패턴들, 유전체 물질, 및 공통 전도성 플레이트들은, 전기 전도체들 사이에 라인-대-라인 결합되고 각각의 전기 전도체들로부터 라인-대-접지 결합되는 전기적 컴포넌트를 갖는 균형을 이룬(동일하지만 대향하는) 회로 장치를 형성하도록, 전기 전도체들에 대한 전극들 사이에서 공통성(commonality)을 생성한다. 다기능 에너지 컨디셔너의 특정 전기적 효과들은 하나 이상의 형성된 패러데이형(Faraday like) 차폐 케이지(cages)내에서 전극 플레이트들을 효과적으로 하우징하는 접지 차폐(ground shield)들의 사용, 및 전극 플레이트들 사이의 물질 선택에 의해 결정된다. 만약 하나의 특정 유전체 물질이 선택되면, 최종 다기능 에너지 컨디셔너는 주로 커패시턴스 장치가 될 것이다. 전극 플레이트들 및 공통 전도성 플레이트들과 연계된 유전체 물질은, 부착되고 에너지화된 본 발명의 장치를 구성하는 두 개의 라인-대-접지 커패시터들의 커패시턴스 값의 대략 1/2 값인 라인-대-라인 커패시터를 형성하도록 결합된다. 만약 금속 산화물 바리스터(MOV) 물질이 사용된다면, 다기능 에너지 컨디셔너는 MOV-형 물질에 의해 제공되는 과전류 및 서지 보호 특성들을 가진 커패시턴스 다기능 에너지 컨디셔너이다. 공통 전극 플레이트들 및 전극 플레이트들은 높은 과도 전압(transient voltage) 조건들의 경우를 제외하고, 차동 및 공통 모드 필터링을 제공하는 라인-대-라인 및 라인-대-접지 커패시턴스 플레이트들을 다시 형성할 것이다. 이러한 조건들에서, 높은 과도 전압들을 억제하기 위해 사용되는 필수적으로 비-선형 저항인 MOV-형 바리스터 물질은 전기 전도체들 사이에 나타날 수 있는 전압을 제한하도록 작용할 것이다.

또 다른 실시예로서, 페라이트 물질이 다기능 에너지 컨디셔너 장치에 추가적인 고유 인덕턴스를 부가하는데 사용될 수 있다. 이전과 같이, 공통 접지 전도성 플레이트들 및 전극 플레이트들은 상기 장치에 인덕턴스를 부가하는 페라이트 물질을 갖는 라인-대-라인 및 라인-대-접지 커패시턴스 플레이트들을 형성한다. 또한, 페라이트 물질의 사용은 전기 전도체 전체에 대해 전압을 효과적으로 제한하면서, 과잉(excess) 과도 전압(transient voltage)이 공통 전도성 플레이트들로 분기(shunted)되도록 하는 특정 문턱 전압에서 전도성이 되는 과도 전압 보호를 제공한다.

또한, 본 발명의 범주내에서 다기능 에너지 컨디셔너의 다양성 및 넓은 범위의 어플리케이션을 입증하기 위해, 본 발명의 상기한 목적들 및 장점들을 실시하고 형성하는 다수의 다른 장치들 및 구성들이 개시된다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명에 따른 다기능 에너지 컨디셔너의 분해 사시도를 나타내고;

도 1A는 도 1에 도시된 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예의 분해 사시도를 나타내고;

도 2는 대형 전기적 시스템에 위치되고 전압이 가해질 때 물리적 아키텍처의 회로 개념도를 나타내고;

도 3A는 신호 주파수의 함수로서 도 1의 다기능 에너지 컨디셔너를 삽입 손실을 나타내는 종래기술 커패시터로 구성된 필터와 비교하는 공통 모드 노이즈 삽입 손실 비교 그래프이고;

도 3B는 신호 주파수의 함수로서 도 1의 다기능 에너지 컨디셔너를 삽입 손실을 나타내는 종래기술 커패시터로 구성된 필터와 비교하는 차동 모드 노이즈 삽입 손실 비교 그래프이고;

도 4는 커넥터 응용에 있어서 사용을 위한 다중 도체 다기능 에너지 컨디셔너의 분해 사시도이고;

도 5A는 종래기술에서 발견된 바와 같은, 다중 커패시터 컴포넌트의 개념도를 나타내고;

도 5B는 도 4의 다기능 에너지 컨디셔너의 물리적 실시예의 개념도를 나타내고;

도 6은 사시도인 도 6A 및 이와 동일한 분해 사시도를 나타내는 도 6B로서, 다기능 에너지 컨디셔너의 표면 장착 칩(chip)의 실시예를 나타내고;

도 7은 다기능 에너지 컨디셔너의 또다른 실시예를 구성하는 각각의 막 플레이트들의 분해 사시도이고;

도 8A-8D는 전기 모터들과 함께 사용하기 위해 구성되는 다기능 에너지 컨디셔너의 추가적인 선택적 실시예를 나타낸다; 도 8A는 모터 다기능 에너지 컨디셔너 실시예의 평면도; 도 8B는 모터 다기능 에너지 컨디셔너 실시예의 측면도; 도 8C는 모터 다기능 에너지 컨디셔너 실시예의 횡단면으로서 측면도; 도 8D는 도 8A에 도시된 다기능 에너지 컨디셔너의 물리적 실시예의 개념도;

도 9는 전기 모터에 전기적이고 물리적으로 연결된 하나의 부착 실시예를 이용하는 모터 다기능 에너지 컨디셔너를 나타낸다; 도 9A는 모터에 연결된 다기능 에너지 컨디셔너의 평면도; 도 9B는 모터에 연결된 다기능 에너지 컨디셔너의 측면도;

도 9C는 표준 필터를 가진 전기 모터 및 도 8의 차동 및 공통 모드 필터를 가진 전기 모터에 대한 주파수의 함수로서 dBuV/m내에서 방사 레벨의 비교를 나타내는 대수(logarithmic) 그래프이고; 도 10A는 차폐되고 트위스트된(twisted) 한쌍의 피드 스루 다기능 에너지 컨디셔너의 평면도; 도 10B는 도 10A의 차폐되고 트위스트된 한쌍의 피드 스루 다기능 에너지 컨디셔너로 이루어진 일반적으로 평행한 엘리먼트들의 평면도; 및 도 10C 및 도 10D는 차동 노이즈 제거를 나타내는 차폐되고 트위스트된 한쌍의 피드 스루 다기능 에너지 컨디셔너의 개념도들; 및 도 10E 및 도 10F는 공통 노이즈 제거를 나타내는 차폐되고 트위스트된 한쌍의 피드 스루 다기능 에너지 컨디셔너의 개념도들이고;

도 11은 다기능 에너지 컨디셔너의 복합적인 상면도 및 복합적인 측면도에 의해 이어진 본 발명에 따른 바이패스 구성으로 배치된 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예를 구성하는 공통 전도성 전극 차폐 플레이트들 및 차동 전극 플레이트들의 상면도이고;

도 12는 다기능 에너지 컨디셔너의 복합적인 상면도 및 복합적인 측면도에 의해 이어진 본 발명에 따른 피드 스루 구성으로 배치된 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예를 구성하는 공통 전도성 전극 차폐 플레이트들 및 차동 전극 플레이트들의 상면도이고;

도 13은 다기능 에너지 컨디셔너의 복합적인 상면도 및 복합적인 측면도에 이어진 본 발명에 따른 피드 스루 구성으로 배치된 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예를 구성하는 공통 전도성 전극 차폐 플레이트들 및 차동 전극 플레이트들의 상면도이고;

도 14는 다기능 에너지 컨디셔너의 복합적인 상면도 및 복합적인 측면도에 이어진 본 발명에 따른 교차된(croos-over), 피드 스루 구성으로 배치된 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예를 구성하는 공통 전도성 전극 차폐 플레이트들 및 차동 전극 플레이트들의 상면도이고;

도 15는 다기능 에너지 컨디셔너의 복합적인 상면도 및 복합적인 측면도에 이어진 본 발명에 따른 추가적 공통 차폐 절연체(isolator)를 가진 교차된, 피드 스루 구성으로 배치된 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예를 구성하는 공통 전도성 전극 차폐 플레이트들 및 차동 전극 플레이트들의 상면도이고;

도 16은 다기능 에너지 컨디셔너의 복합적인 상면도 및 복합적인 측면도에 이어진 본 발명에 따른 교차된, 피드 스루 구성으로 배치된 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예를 구성하는 공통 전도성 전극 차폐 플레이트들 및 차동 전극 플레이트들의 상면도이고;

도 17은 다기능 에너지 컨디셔너의 복합적인 상면도 및 복합적인 측면도에 이어진 본 발명에 따른 추가적 공통 차폐 절연체를 가진 바이패스 구성으로 배치된 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예를 구성하는 공통 전도성 전극 차폐 플레이트들 및 차동 전극 플레이트들의 상면도이고;

도 18은 다기능 에너지 컨디셔너의 복합적인 상면도 및 복합적인 측면도에 이어진 본 발명에 따른 추가적 공통 차폐 절연체를 가진 바이패스 구성으로 배치된 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예를 구성하는 공통 전도성 전극 차폐 플레이트들 및 차동 전극 플레이트들의 상면도이고;

도 19는 차동 전극 플레이트를 포함하는 패러데이 케이지 아키텍처의 일부를 나타내는 오프셋이 도시된 공통 전도성 플레이트를 갖는 본 발명에 따른 패러데이 차폐형 케이지 구조물의 상면도를 나타낸다.

발명의 상세한 설명

일상 생활에서의 전자 제품의 계속적인 사용 증가와 생성되는 전자기 간섭(EMI) 및 방출 양의 계속적인 증가로 인해 새로운 전자파 적합성(EMC) 요구조건들이 발생하였다. 이들 새로운 스펙은 이들에 한정됨이 없이, 특히 IC(집적 회로) 패키지, PCB, DSP, 마이크로컨트롤러, 스위치 모드 전원, 네트워크, 커넥터, 항공전자제품, 무선 전화, 소비재 전자제품, 공구, 대포 점화기, 및 제어 장비와 같은 여러 가지 전자 장비에 적용된다. 본 발명은 하나의 집적된 컴포넌트 또는 어셈블리에서의 동시적이고 효과적인 EMI 억제, 라인 컨디셔닝, 광대역 I/O 라인 필터링, EMI 디커플링 노이즈 감소 및 서지 보호를 제공하는 전자 컴포넌트를 위한 물리적 아키텍쳐에 관한 것이다.

전자기 간섭 에너지를 전파하기 위해서는 2개의 필드, 즉 전계 및 자계가 필요하다. 전계는 2개 이상의 지점들간의 전압차를 통해 에너지를 회로로 결합시킨다. 공간에서 전계들을 변화시키면 자계를 유발한다. 임의의 시간-가변 자속은 전계를 유발시킨다. 결과적으로, 순수한 전계 또는 순수한 시간-가변 자계는 서로 독립적으로 존재할 수 없다. 본 발명과 같은 패시브(passive) 컴포넌트 구조는 전기 시스템에서 발견될 수 있는 모든 형태들의 에너지 필드들을 컨디셔닝하거나 최소화하도록 구축될 수 있다. 본 발명은 하나의 형태의 필드를 컨디셔닝하도록 반드시 구축될 필요는 없지만, 하나의 에너지 필드에 대한 특정 컨디셔닝을 수행할 수 있는 실시예를 구축하는데는 다른 형태의 물질들이 이용되거나 부가될 수 있다.

전하의 축적은 정전계를 발생시키고, 이러한 축적은 2개의 경계들 사이, 즉 하나의 전도체와 다른 하나의 부도체 사이에게 가장 잘 관찰될 수 있다. 가우스 법칙에 의해 참조되는 경계 조건 상태로 인해, 패러데이 케이지(Faraday cage) 또는 패러데이 케이지형 구조물이라 불리는 전도성 엔클로저(enclosure) 또는 세미-엔클로저(semi-enclosure)가, 차폐형(shield-like) 구조물 내부에 부분적으로 포함되거나 배치된 전도성 엘리먼트들과 관련하여 정전 차폐로서 작용하도록 한다. 차폐 구조물의 경계 근처에서는, 전하들 및 기생전류들(parasitics)은 대부분 차폐 경계의 내부에 존재한다. 역으로, 케이지형 차폐 경계의 외부에 존재하는 전하 및 기생전류들은 그 내부에 유지된 전도체와 관련된 내부적으로 생성된 필드에 악영향을 미치는 것으로부터 대부분 제외된다. 전도성 경로를 따라 전파되는 전계는 전파 필드 에너지를 방해하는 상기 경로를 따른 임피던스 또는 저항을 만나지 않는다면, 결합된 전계 및 자계는 광속으로 전파할 수 있는 능력을 본질적으로 가지고 있다. 이러한 임피던스 또는 저항은 "표피 효과(skin effect)"의 개념에 따른 것으로, 전도성 경로를 구성하는 물질들에 관련된 자기 차폐의 효율성을 예측한다.

이전에 지적한 바와 같이, 전파되는 전자기 간섭은 각각의 전계 및 자계의 곱이 될 수 있다. 최근까지, 본 기술계에서는 DC 에너지 또는 전류로 고주파 노이즈를 운반하는 회로 또는 에너지 전도체로부터 EMI를 필터링하는 것에 관심이 집중되었다. 그러나, 본 발명은 전기 시스템 또는 테스트 장비에서 발견되는 전도성 경로들을 따라 DC, AC, 및 AC/DC 하이브리드형 에너지 전파(propagation)를 이용하여 에너지를 컨디셔닝할 수 있다. 이것은 본 발명을 이용하여, 동일한 전기 시스템 플랫폼 내에서 많은 형태의 회로 전파 특성들을 포함하는 시스템들에서 발견되는 다수의 다른 형태의 에너지 전파 포맷들을 포함하는 시스템에서 에너지를 컨디셔닝하는 것을 포함한다. 방사되는 방출 문제의 주요 원인은 2가지 형태의 전도된 전류들, 즉 차동 및 공통 모드 에너지에서 기인한다고 할 수 있다. 이들 전류에 의해 생성된 필드는 많은 형태들의 EMI 방출로 나타난다. 차동 모드(DM) 전류는 유선, 회로 보드 트레이스 및 다른 전도체에서 원형 경로에 흐르는 전류들이다. 이러한 전류들과 관련된 필드들은 전도체들에 의해 형성된 루프로부터 발생한다.

회로의 더 높은 동작 주파수는 대부분 시스템 부하에 전달되는 에너지를 제어하는데 이용되는 L-C-R, L-C, 및 R-C 개별 컴포넌트 회로망들(networks)을 형성하는 인덕터, 커패시터, 또는 저항기와 같은 단일 또는 복수의 패시브 엘리먼트들의 조합들을 사용자가 개발하도록 요구한다. 그러나, 종래기술에서는 200Mhz 이상의 주파수에서 L-C-R, L-C, R-C 개별 컴포넌트 회로망들은 전송 라인들의 특성을 나타내기 시작하거나, 더 높은 주파수에서는 마이크로웨이브-형태의 특징들을 나타날 수도 있다. 이것은 억제되지 않거나 감소되지 않는 기생전류들, 또는 모든 개별 엘리먼트들의 사이에서 상기 네트워크로 외부적으로 결합되는 커넥션 구조들이 저하되고, 저속되게 할 수 있고, 광범위한 주파수 동작에 대해 회로를 따라 전파되는 에너지의 큰 저하를 가져올 수 있다. 이것은 상기 회로망이 부착되는 더 큰 회로에 실질적으로 해를 끼칠 수 있다. 그러한 회로망에 대해 설계된 럼프(lump) 커패시턴스, 저항 또는 인덕턴스를 제공하기보다는, 고주파수에서, 종래기술의 컴포넌트 네트워크 내부에 위치된 내부 전극들에 발생되는 커패시턴스 기생 전류들이, 에너지 저하, 약화 또는 특정 미달(sub-specified)의 성능의 많은 원인 또는 근원들 중 하나일 수 있다. 이들에 한정됨이 없이, 데이터 드롭, 라인 지연 등과 같은 그러한 평균 이하의 성능 손실은 측정 가능한 회로 비효율성을 발생시킬 수 있다.공통 모드 및 차동 모드 에너지들은 다른 회로 경로들로 전파된다는 점에서 다르다. 공통 모드 노이즈는 전도성 경로들과 그 주변들 사이의 불균등한 커패시턴스로부터 발생되는 정전기 유도를 초래할 수 있다. 발생되는 노이즈 전압은 두 와이어들상에서 동일하고, 및/또는 한쌍을 이룬 두개의 전도성 경로들상에서 본질적으로 동일하게 발생되는 임의의 노이즈 전압을 한쌍을 이루거나 다수의 전도성 경로들에 연결시키는, 전도성 경로로부터 전자기 유도 자기장들에 의해 야기될 수 있다. 노이즈 에너지는 전도체들의 외부 표면상에서 이동할 것이다. 차동 노이즈는 통상 에너지 회로내에서 전압 불균형에 의해 생성되고, 간섭은 신호 전송 경로의 일측의 전위가 타측에 비해 변화되도록 한다. 원하지 않는 노이즈를 줄이고, 최소화하거나 억제하는 것을 돕기 위하여, 에너지화된(energized) 본 발명은 전도성 접지 및/또는 외부(발명에 대해) 전도성 영역 또는 경로에 원하지 않는 에너지의 부분들을 가지도록 본 발명내에 내부적으로 발생하는 낮은 임피던스 경로를 사용한다. 이런 경로의 부분들은 또한 본 발명내에 내부적으로 위치될 수 있고, 이들이 이루는 공통 전도성 플레이트들 또는 구조물의 부분을 포함할 수 있다. 형성되는 공통 전도성 플레이트들 또는 구조물 및 외부 전도성 영역의 연장부는 이들 전도성 차폐 경로 엘리먼트들을 따라 전파되는 에너지가 본 발명의 부분들을 구성하는 내부적으로 위치된 공통 전도성 플레이트 영역(들) 또는 차폐형 구조물의 주로 외부에 위치되는 더 큰, 외부적으로 위치된 전도성 영역, 경로 또는 시스템 접지로 이동하도록 할 것이다.본 발명의 다층 실시예의 경로의 외부로 다수의 본 발명 공통 전도성 경로의 가능한 외부 커넥션들 및/또는 부착물들은 기술분야에서 공지된 다수의 가능한 산업 수단에 의해 제조될 수 있다. 또한 대부분의 경우들에서, 차동 전도성 경로들로부터 분리된 공통 플레이트 엘리먼트들과 외부 전도성 경로의 결합으로부터 제조되고, 또한 다기능 에너지 컨디셔너에 전도성으로 부착되는, 공통 전도성 플레이트들의 전도성 부착물들 또는 전도성 차폐형 구조물의 부착물들은, 소스, 다기능 에너지 컨디셔너, 전도성 경로들 및 부하를 포함하는 에너지화된 회로에서 생성되는 전체 노이즈 전류 루프 영역의 감소를 제공할 것이다.적어도 두개의 에너지 루프들은 본 발명이 회로내에 부착되고 작동될 때 형성되며, 형성된 에너지 루프들은 평행하지만, 중심의 공통 전도성 플레이트 또는 경로의 대향하는 측면들상에 있다. 이러한 에너지 루프들은 서로에 대하여 180도위상만큼 떨어져 전파하므로, 대향하는 에너지는 상쇄되고 노이즈는 최소화되거나 억제된다. 더 큰 작동 회로내에 다기능 에너지 컨디셔너를 포함하는 작동 구성은 또한 에너지 자원(들)으로부터 부하 또는 부하들로 전파되는 에너지 부분들에 의해 사용될 수 있는 다기능 에너지 컨디셔너 내부에 다수의 전위 전도성 경로들을 제공할 것이다.플레이트 엘리먼트들로 이루어진 차폐형 구조물의 공통 차폐 전도성 플레이트들 및/또는 부분들은, 리턴 경로로서 소스 또는 로드로부터 에너지 소스로 에너지를 전파함으로써 사용될 때, 한쌍을 이룬 차동 전도성 경로들 및 리턴 경로 부분들 사이에 짧은 거리의 분리(separation) 또는 루프 영역을 가지며, 공통 전도성 구조물 또는 공통 전도성 플레이트들이 하나 이상의 에너지 리턴 경로들로서 에너지를 전파하는 부분들에 의해 사용될 때, 그 소스(에너지 전파 부분들)로 돌아갈 것이다. 각각의 외부 전도체들 및 경로들에 부착될 때, 루프 영역의 일부분은 차동 전도성 플레이트 또는 경로, 및 공통 전도성 플레이트 또는 경로 사이에 거리를 제공하도록 유전체 물질을 삽입함으로써 다기능 에너지 컨디셔너 내부에 위치된다.회로들의 에너지 전파 부분들은 부하에서 소스로 다시 이동하는 회로들의 에너지 전파 부분들과 대향하게 이동하면서, 소스로부터 부하까지 이동하는 회로의 에너지 전파 부분들과 함께 다기능 에너지 컨디셔너 내부를 따라 이동할 수 있다.방금 설명된 것처럼, 대향하게 전파되는 에너지는 상기 다기능 에너지 컨디셔너내에 내부적으로 유전체 매체를 삽입함으로써, 패러데이 케이지형 차폐 구조물에 포함된 중앙의 공통 전도성 차폐 경로에 의해 분리될 것이다. 이러한 대향하게 전파되는 에너지는 방금 설명된 것처럼, 짧은 거리의 분리 영역내에서 자기장 원리들이 상호 상쇄됨으로써, 패러데이 케이지형 차폐 구조물의 정전기적 특성들에 대해 동시에 컨디셔닝될 것이다.그룹화된, 공통 전도성 전극들 또는 경로들, 서로로부터 한쌍을 이룬 차동 에너지 전도성 플레이트들 또는 경로들의 대부분의 영역을 물리적으로 차폐하고, 이들 차동 전도성 경로의 인접한 가까운 거리에 기능하도록 할 것이며, 대향하게 인접 거리에서 작동될 때, 상호보완적으로 또는 조화로운 방식으로 여전히 상호작용하고 다기능 에너지 컨디셔너내에서 내부적으로 효과적인 에너지 컨디셔닝을 제공하도록, 항상 공통 차폐 경로에 의해 분리되도록 한다.본 발명의 컨디셔너내에 회로 에너지 부분들은 적절한 어느 시기에, 다기능 에너지 컨디셔너내에서 상기 에너지의 전파 부분들이 작동 회로와 함께 동작할 때, 유전체 매체에 의해 각각의 공통 전도성 플레이트 영역들로부터 분리된 차동 전도체를 따라 또는 차동 전도체상에서, 두개의 명확한 공통 전도성 플레이트 영역들의 부분들 사이에서 전파할 것이다.

도 1을 참조하면, 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 물리적 아키텍쳐에 대한 분해 사시도를 도시하고 있다. 다기능 에너지 컨디셔너(10)는 적어도 2개의 전극 플레이트들(16A, 16B) 및 다수의 공통 전도성 플레이트들(14)을 포함하고, 각 전극 플레이트(16)는 2개의 공통 전도성 플레이트들(14) 사이에서 개재된다. 적어도 한 쌍의 전기 전도체들(12a, 12b)은 다수의 공통 전도성 플레이트들(14) 및 전극 플레이트들(16A, 16B)의 절연 개구(18) 또는 커플링 개구들(20)을 통해 배치되고, 전기 전도체들(12a, 12b)은 또한 전극 플레이트들(16A, 16B)의 커플링 개구들(20)에 선택적으로 접속된다. 공통 전도성 플레이트들(14)은 바람직한 실시예 또는 다른 실시예에서, 전체적으로 금속과 같은 전도 물질로 구성되고, 칩 커패시터 등을 제조하는데 이용되는 공정들과 유사하게 적층 유전체(미도시)에 증착된 전도성 물질을 가질 수 있다. 적어도 한 쌍의 절연 개구들(18)이 각 공통 접지 전도성 플레이트들(14)을 통해 배치되어, 전기 전도체들(12)이 통과할 수 있도록 하면서, 공통 전도성 플레이트들(14)과 전기 전도체들(12) 사이의 전기적 분리(isolation)를 유지할 수 있도록 한다. 다수의 공통 전도성 플레이트들(14)에는 소정의 매칭된 위치에 배치되는 패스닝 개구들(22)이 선택적으로 구비되어, 다수의 공통 전도성 플레이트들(14) 각각이 스크류 및 볼트와 같은 표준 잠금 수단을 통해 서로 견고하게 결합될 수 있도록 하고, 또는 다른 실시예들(미도시)로서, 칩 커패시터 등을 제조하는데 이용되는 공정들와 유사하게 표준 단일 칩형 방식으로 제조되고 결합될 수도 있다. 패스닝 개구들(22)은 또한 다기능 에너지 컨디셔너(10)와 연계되어 사용되는 전자 장치의 엔클로저(enclosure) 또는 섀시(chassis)와 같은 다른 비전도성 또는 전도성 표면에 다기능 에너지 컨디셔너(10)를 고정시키는데 이용될 수도 있다.

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전극 플레이트들(16A, 16B)이 공통 전도성 플레이트들(14)과 유사한 점은, 전도성 물질로 구성되거나, 다른 실시예로서 칩 커패시터 등을 제조하는데 이용되는 공정과 유사하게 유전체 적층물(미도시)에 배치된 전도성 물질을 가질 수 있으며, 개구들을 통해 배치된 전기 전도체들(12a, 12b)을 가진다는 점이다. 공통 전도성 플레이트(14)와는 달리, 전극 플레이트(16A, 16B)는 2개의 전극 전도체(12) 중 하나에 선택적으로 전기적으로 접속된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 플레이트들(16)이 공통 전도성 플레이트들(14)보다 작게 도시되어 있지만, 이것은 반드시 그러한 것은 아니지만, 본 구성에서는 전극 플레이트들(16)이 패스닝 개구들(22)의 물리적 커플링 수단을 방해하지 않도록 하기 위한 것이며, 이상적으로는 공통 전도성 플레이트들(14)내에 삽입되어야 한다.

전기 전도체(12)들은 도 1에 도시된 바와 같이, 전기 전도체들(12a, 12b)의 양 단부에 위치된 화살표로 나타낸 방향으로 흐르는 전류 경로를 제공한다. 전기 전도체(12a)는 전기 신호 운반 경로를 나타내고, 전기 전도체(12b)는 신호 리턴 경로를 나타낸다. 단지 한 쌍의 전기 전도체(12a, 12b)가 도시되어 있지만, 고밀도 다중 전도체 다기능 에너지 컨디셔너를 형성하는 다수 쌍들의 전기 전도체들에 대한 필터링을 제공하도록 구성되는 다기능 에너지 컨디셔너(10)를 본 출원인이 예시할 수 있다.

다기능 에너지 컨디셔너(10)를 구성하는 최종 엘리먼트는, 하나 또는 다수의 전기적 특성을 갖고, 중앙 공통 전도성 플레이트(14), 양쪽 전극 플레이트들(16a, 16b), 및 전도체들(12a, 12b) 및 커플링 개구들(20)에 의해 형성된 커넥션을 제외하고, 플레이트들과 전도체들을 서로 분리시키는 방식으로 2개의 외부 공통 전도성 플레이트들(14)을 통과하는 전기 전도체들(12a, 12b)의 부분들을 둘러싸는 물질(28)이다. 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 전기적 특성은 물질(28)의 선택에 의해 결정된다. 유전체 물질이 선택된 경우, 다기능 에너지 컨디셔너(10)는 주로 커패시턴스 특성들을 가진다. 물질(28)는 커패시턴스 및 서지 보호 특성을 제공하는 금속 산화물 바리스터(varistor) 물질이 될 수도 있다. 페라이트(ferrite) 및 소결된(sintered) 다결정체와 같은 다른 물질들이 이용될 수 있고, 여기에서 페라이트 물질은 상호 커플링 소거 효과로 인하여 개선된 공통 모드 노이즈 소거뿐만 아니라 서지 보호 특성과 함께 고유한 인덕턴스를 제공한다. 소결된 다결정 물질은 전도성, 유전성 및 자기 특성을 제공한다. 소결된 다결정은 미국특허 번호 제5,500,629호에 상세하게 설명되어 있으며, 참조로 본 발명에 포함된다.

이용될 수 있는 추가 물질은 본 발명에 참조로 포함되는 미국특허 제5,512,196호에 개시된 바와 같이, 높은 유전율의 강유전성-물질과 높은 투과율의 강자성 물질의 조합이다. 그러한 강유전성-강자성 조합 물질는 LC-타입 전기 필터로서 작용하도록 유도성 및 커패시턴스 특성을 모두 나타내는 컴팩트한 단일 소자로서 형성될 수 있다. 그러한 소자의 컴팩트함, 형성 가능성(formability), 및 필터링 성능은 전자기 간섭을 억제하는데 유용하다. 하나의 실시예에서, 강유전성 물질은 바륨 티타네이트이고, 강자성 물질은 구리 아연 페라이트 기반의 물질과 같은 페라이트 물질이다. 강유전성-강자성 조합물의 커패시턴스 및 유도성 특성은 1GHz만큼 높은 주파수에서 안정 상태의 표시를 전혀 나타내지 않는 감쇠(attenuation) 용량들을 나타낸다. 강유전성-강자성 조합물의 기하학적 형태는 그러한 조합물을 사용하는 전기 필터의 최종 커패시턴스 및 유도성 특성에 중요한 영향을 미친다. 조합물은 그 제조 공정 동안에 조절되어, 다기능 에너지 컨디셔너의 특정 특성들을 특정 어플리케이션들 및 환경들을 위해 적절한 감쇠를 형성하도록 조정할 수 있다.

도 1을 더 참조하여, 공통 전도성 플레이트들(14), 전극 플레이트들(16A, 16B), 전기 전도체들(12a, 12b) 및 물질(28)의 물리적 관계를 더 상세하게 설명한다. 개시점은 중앙의 공통 접지 전도성 플레이트(14)이다. 중앙 플레이트(14)는 공통 접지 전도성 플레이트(14)와 두개의 전기 전도체(12a, 12b) 간의 전기적 분리(isolation)를 유지하는 각각의 절연 개구(18)를 통해 배치되는 한 쌍의 전기 전도체들(12a, 12b)을 가지고 있다. 중앙의 공통 접지 전도성 플레이트(14)의 양쪽 측면, 상부 및 하부 상에는, 이들을 관통하여 배치되는 한 쌍의 전기 전도체들(12a, 12b)을 각각 갖는 전극 플레이트(16A, 16B)가 있다. 중앙 공통 접지 전도성 플레이트(14)와는 달리, 단지 하나의 전기 전도체(12a 또는 12b)는 절연 개구(18)에 의해 각 전극 플레이트(16a 또는 16b)로부터 분리된다. 한 쌍의 전기 전도체들(12a, 12b) 중 하나는 커플링 개구(20)를 통해 연동되는 전극 플레이트(16a 또는 16b)에 각각 전기적으로 결합된다. 커플링 개구(20)는 납땜, 저항성 피트(fit), 또는 견고하고 확실한 전기적 접속을 제공하는 임의의 다른 방법과 같은 표준 접속을 통해 한 쌍의 전기 전도체(12)들 중 하나와 인터페이싱한다. 다기능 에너지 컨디셔너(10)가 적절하게 기능하기 위해서는, 하부 전극 플레이트(16b)가 전기 전도체(12b)에 전기적으로 결합되는 것보다, 상부 전극 플레이트(16a)가 그 대향하는 전기 전도체(12a)에 전기적으로 결합되어야 한다. 다기능 에너지 컨디셔너(10)는 선택적으로 다수의 외부 공통 전도성 플레이트들(14)을 포함한다. 이러한 외부 공통 전도성 플레이트들(14)은 다수의 공통 전도성 플레이트들(14)이 외부 에지 전도성 밴드, 전도성 단자(termination) 물질에 전기적으로 접속되거나, 응력 시팅(seating) 수단에 의해 직접 부착되거나, 차동 전도성 플레이트들(16a, 16b) 및/또는 예를 들면 12a 및 12b와 같은 임의의 다수의 전기 전도체들과 물리적으로 분리되는, 더 큰 외부 전도성 표면(미도시)으로 땜납형 물질들로 직접 부착되는 경우에, 상당히 큰 전도성 접지면 및/또는 이미지 면(plane)을 제공한다. 공통 전도성 플레이트들(14)과 외부 전도성 영역의 접속은 방사되는 전자기 방출의 감쇠를 도와주고, 과전압(over voltage)들 및 서지들을 분산하는 더 큰 표면 영역을 제공한다.공통 전도성 플레이트들(14)과 외부 전도성 영역의 접속은 차동 전도성 플레이트들(16a, 16b) 및/또는 예를 들면 12a 및 12b와 같은 임의의 다수의 차동 전기 전도체들에 의해 방사되거나 흡수될 수 있는 임의의 유도성(inductive) 또는 기생 스트레이(parasitic stray)들의 정전 억제를 도와준다. 패러데이 케이지형 구조의 원리들은 전술한 바와 같이, 공통 플레이트들이 서로 결합되는 경우에 이용되고, 공통 전도성 플레이트들의 그룹화는 더 큰 외부 전도성 영역 또는 표면에 함께 상호작용하여, 방사되는 전자기 방출들을 억제하고 과전압들 및 서지들을 분산시키는 더 큰 전도성 표면 영역을 제공하며, 기생전류들 및 다른 과도 전압들을 패러데이 케이지형으로 동시적인 정전 억제하기 시작한다. 이것은 다수의 공통 전도성 플레이트들(14)이 어스 접지(도시안됨)에 전기적으로 결합되는 경우에 특히 유용하지만, 본 발명이 배치되는 동작 회로를 위해 고유한(inherent) 접지를 제공하는지에 좌우된다. 앞서 언급한 바와 같이, 서로 다른 전기적 특성들을 갖는 복수의 물질 중 하나 이상일 수 있는 물질(28)이 공통 전도성 플레이트들(14) 및 두 전극 플레이트들(16a, 16b)의 사이에 삽입되어 유지된다.

도 1A는 전기 전도체들 또는 회로 보드 커넥션들을 다기능 에너지 컨디셔너(10)로 결합하는 부가적인 수단을 포함하는 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 필수적으로, 복수의 공통 전도성 플레이트들(14)은 각 전도성 전극 출구에서의 개별적으로 위치된 외부 에지 전도성 밴드 또는 밴드들 (14a 및/또는 14b(미도시))을 공유함으로써 함께 전기적으로 접속되고, 본 발명이 더 큰 회로의 일부에 배치되어 동작되는 경우, 전위를 가질 수 있는 동일한 외부 전도성 표면(미도시)에 결합 및/또는 접속된다. 이러한 전위는 에너지를 전파할 수 있도록 하는 커넥션을 이용하는데 필요한 임의의 전도성 엘리먼트들과 상호작용할 뿐만 아니라, 본 실시예의 내부 공통 전도성 전극들(14) 및 밴드들(14a 및/또는 14b(미도시))을 통해 외부 전도성 표면 영역 또는 영역들과 상호작용한다. 또한, 각 차동 전극 플레이트들(16a, 16b)은 그 자신의 외부 에지 전도성 밴드들 또는 표면(40a, 40b)을 각각 구비하고 있다. 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 다른 부분들 간의 전기적 분리를 유지하면서, 동시에 전극 플레이트(16a, 16b) 및 각각의 전도성 밴드들(40a, 40b) 사이의 전기적 접속을 제공하기 위해서, 각 전극 플레이트(16)는 전극 플레이트(16a)의 연장부가 전극 플레이트(16B)가 향하는 방향과 대향하도록 연장되고 배치된다. 전극 플레이트들(16)의 연장부들은 또한 부가적인 물질(28)에 의해 외부 에지 전도성 밴드들(40a, 40b)로부터 분리된 부가적인 거리로 다수의 공통 전도성 플레이트들(14)이 연장되는 거리를 넘어서 연장된다. 각 밴드들(14a 및/또는 14b(미도시))과 이들과 연동된 플레이트들(14)간의 전기적 접속은 각 밴드(14a 및 14b(미도시))와 그 연동된 공통 전도성 또는 전도성 전극 플레이트(14)간의 물리적 콘택을 통해 달성된다.

도 2는 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 물리적 실시예가 더 큰 회로에 결합되어 동작되는 경우에 회로 동작 부분의 등가 회로 표시를 도시하고 있다. 라인-대- 라인 커패시터(30)는 전극 플레이트들(16a, 16b)로 이루어지고, 전극 플레이트(16a)는 한 쌍의 전기 전도체들 중 하나(12a)에 결합되고, 다른 전극 플레이트(16b)는 대향하는 전기 전도체(12b)에 결합됨으로써, 커패시터를 형성하는데 필요한 2개의 평행 플레이트들을 제공한다. 중앙 공통 접지 전도성 플레이트(14)는 본 발명의 모든 실시예들 또는 내포된 것들 중에서 필수적인 엘리먼트이고, 삽입시키는 2개의 외부 공통 전도성 플레이트(14)와 함께 결합된 경우, 더 큰 외부 전도 영역(34, 도시되지 않음) 및 라인-대-라인 커패시터(30)의 접속으로서 밴드들(14a, 14b(도시되지 않음))를 나타내는 고유 접지(34, 34b)로서 작용하고, 또한 각각의 라인-대-접지 커패시터(32)에 대해 2개의 평행 플레이트들 중 하나로서 작용한다.

각 라인-대-접지 커패시터(32)에 필요한 제 2 평행 플레이트는 해당하는 전극 플레이트(16b)에 의해 제공된다. 도 1 및 도 2를 상세하게 참조하면, 커패시턴스 플레이트 관계들이 명확해질 것이다. 전기적 특성들을 갖는 물질(28)로 각 전극 플레이트(16a 또는 16b)로부터 중앙 공통 접지 전도성 플레이트(14)를 분리시킴으로써, 그 결과로 전기적 전도체(12a, 12b)와, 각 전기 전도체(12a, 12b)로부터 더 큰 외부 전도성 영역(34)으로 결합되는 라인-대-접지 디커플링 커패시터들(32) 사이에 연장되는 공통 모드 바이패스 커패시터(30)를 갖는 커패시턴스 네트워크가 형성된다.

더 큰 외부 전도 영역(34)은 이하에 더 상세하게 설명할 것이고, 당분간은 접지 또는 회로 접지와 등가인 것으로 가정하는 것이 더 바람직하다. 더 큰 외부 전도 영역(34)은 중앙 및 부가적인 공통 전도성 플레이트(14)와 결합되어 상기 중앙 플레이트(14)를 형성함으로써, 전도성으로 결합되는 하나 이상의 공통 전도성 플레이트(14)를 형성할 수 있고, 전기 장치의 엔클로저 또는 접지된 샤시(chassis)(도시안됨)에 결합되는 패스닝 개구(22)를 통해 삽입되는 납땜 또는 장착 스크류와 같은 본 기술의 통상의 수단에 의해 회로 또는 접지에 결합될 수 있다. 다기능 에너지 컨디셔너(10)가 어스(earth) 또는 회로 접지(34)에 결합된 고유 접지(34b)와 동일하게 잘 동작하지만, 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 물리적 아키텍쳐의 한 장점은 필요한 에너지 조건에 따라, 일부 특정 어플리케이션에서는 물리적 접지 접속이 불필요할 수도 있다는 점이다.

도 1을 다시 참조하면, 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 추가 특징이 시계 방향 및 반시계 방향 플럭스 필드(24, 26) 각각에 의해 입증된다. 개개의 플럭스 필드(24) 및 (26)의 방향이 암페어의 법칙과 오른손 법칙을 적용함으로써 결정되고 매핑될 수 있다. 그렇게 하는 경우에, 전도체들의 양 단부에서 화살표들로 나타낸 것처럼, 전기적 전도체들(12a 또는 12b)를 통한 전류의 흐름 방향과 평행하고 또 그 방향을 가르키도록 엄지손가락을 놓는다. 엄지손가락이 전류 흐름과 동일한 방향을 가르키고 있으면, 그 손의 나머지 손가락이 휘어지는 방향이 플럭스 필드(24) 및(26)에 대한 회전 방향을 나타낸다. 전기 전도체들(12a, 12b)이 서로 인접하여 위치하고, 많은 I/O 및 데이터 라인 구성들에서 발견되는 바와 같이 하나 이상의 전류 루프를 나타낼 수 있기 때문에, 다기능 에너지 컨디셔너(10)에 들어오고 나가는 전류는 서로 반대 방향이므로, 서로를 상쇄하고 장치에 영향을 미치는 인덕턴스를 최소화하는 근접 위치된 반대 플럭스 필드들(24, 26)을 생성한다. 현재의 장비의 증가된 스위칭 속도 및 빠른 펄스 상승 시간으로 인해 낮은 인덕턴스 서지 장치 및 네트워크에 의해서만 관리될 수 있는 받아들일 수 없는 전압 스파크들을 생성하므로, 현재의 I/O 및 고속 데이터 라인들에서는 낮은 인덕턴스가 유리하다.종래기술에서 발견되는 개별 컴포넌트를 조합하는 것에 비해 다기능 에너지 컨디셔너(10)를 이용하는 노동력 집중 양상은 용이하고 비용 효율적인 제조 방법을 제공한다는 것은 명백하다. 전기 전도체들(12)의 양쪽 단부에만 커넥션들이 필요하므로, 본 실시예에서 내부적으로 전개되는 각각의 라인-대-접지 커패시턴스에 대해 측정된 커패시턴스의 약 1/2 값인 라인-대-라인 커패시턴스를 회로에 제공하고, 이것은 본 발명을 이용하여 더 큰 전기 시스템을 제조하는 시간 및 공간에서 잠재적 절감을 제공할 뿐만 아니라 사용자에게 융통성도 제공한다.도 3A는 대략적으로 동일한 물리적 크기의 직경의 종래기술의 관통-홀 커패시터(50)의 응답에 대한 0.20㎌의 라인-대-라인 커패시턴스를 측정하는 도 1에 도시된 다기능 에너지 컨디셔너(10)에 대해 취해진 공통 모드 삽입 손실 측정들의 비교를 도시하고 있다. 그래프를 보면, 0.47㎌의 커패시턴스 값을 갖는 라인 대 라인으로 구성된 종래 기술 커패시터(50)는 라인 대 라인으로 0.20㎌의 커패시턴스 값을 갖는 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 성능과 비교할 때 다르게 수행된다는 것을 알 수 있다. 다기능 에너지 컨디셔너(10, 50)가 모두 외부 전도 영역(34)에 부착된 경우, 다기능 에너지 컨디셔너(10)는 커패시터(50)보다는 1200MHz(테스팅 장비의 한계임)까지의 주파수에 대해 보여준 삽입 손실 판독에서 크고 넓은 차이를 나타내었다.

도 3B는 도 3A에서 측정된 종래기술과 동일한 관통-홀 커패시터(50, 도시되지 않음)의 응답에 대한, 도 3A에 사용된 동일한 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 차동 모드 측정들의 비교를 도시한다. 다기능 에너지 컨디셔너(10) 및 종래기술 커패시터(50)가 모두 외부 전도 영역에 부착된 경우, 1200MHz(테스팅 장비의 한계임)까지의 주파수들에서 나타나는 삽입 손실들에서 크고 넓은 차이가 입증된다.

도 3B의 그래프는 0.47㎌의 커패시턴스 값을 갖는 라인-대-접지로 구성된 종래기술 커패시터(50)의 판독이, 컨디셔너(10)의 일측 커패시터에서 0.40㎌의 라인- 대-접지 커패시턴스 값을 갖는 다기능 에너지 컨디셔닝(10)과 상이하며, 도 3A의 테스트 이전에 다기능 에너지 컨디셔너(10)로부터 측정된 0.20㎌의 라인-대-라인 커패시턴스 값의 약 2배 값임을 보여주고 있다.

본 발명의 다른 실시예는 도 4에 도시된 차동 및 공통 모드 다중-전도체 필터(110)이다. 필터(110)가 도 1 및 1A의 다기능 에너지 컨디셔너와 유사한 점은, 복수의 공통 전도성 플레이트(112)와 복수의 전도 전극(118a 내지 118h)를 포함하여, 도 4에는 도시되지 않았지만 도 1 및 1A에 도시된 전기적 전도체(12a, 12b)와 유사하게 복수의 전기 전도체 쌍에 작용하는 차동 모드 커플링 커패시터 및 공통 모드 디커플링 커패시터 배열을 형성한다는 점이다. 도 1에 도시된 단일 쌍 전도체 다기능 에너지 컨디셔너에 대해 앞서 설명한 바와 같이, 공통 전도성 플레이트(112), 전도 전극(118) 및 복수의 전기적 전도체들은 유전 물질, 페라이트 물질, MOV-형 물질 및 소결된 다결정 물질과 같은 소정 전기적 특성을 갖는 미리 선정된 물질(122)에 의해 서로 분리된다. 복수의 공통 전도성 플레이트들(112) 각각은 각 공통 전도성 플레이트(112)로부터의 전기적 분리를 유지하면서, 전기 전도체들을 통과하는 복수의 절연 개구들(114)을 구비하고 있다. 복수의 전기 전도체 쌍을 수용하기 위해서는, 다기능 에너지 컨디셔너(110)는 도 1 및 1A에 설명된 전극 플레이트의 변형된 버전을 채용해야 한다.각 쌍의 전기 전도체들에 대한 다중 독립된 전도성 전극들을 제공하기 위해, 원하는 전기적 특성을 포함하는 물질들(122) 중 하나를 포함하는 지지 물질(116)이 이용된다. 지지 플레이트(116B)는 전극 당 하나의 커플링 개구(120)를 구비한 플레이트(116A)의 한쪽 측면 상에 프린팅되는 복수의 전도성 전극들(118b, 118c, 118e, 118h)로 구성된다. 지지 플레이트(116A)는 플레이트(116A)의 한쪽 측면 상에 프린팅되는 복수의 전도성 전극들(118a, 118d, 118f, 118g)로 구성된다. 지지 플레이트들(116A, 116B)은 복수의 공통 전도성 플레이트들(112)에 의해 분리되고 둘러싸여진다. 전도 물질을 제외한 복수의 공통 전도성 플레이트들(112)은 본 기술 분야에서 알려진 표준 수단에 의한 제조 공정 중에 각 플레이트들이 혼합되거나 적층 및/또는 용해되는 것이 가능하도록 하는 물질(122)로 구성된다. 상기 설명한 전도성 전극 물질 및 절연 구조물들은 제조 공정 및 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 표준 수단에 의해 부가되거나 증착된다.

전도성 단자(termination) 물질(112D)은 제조시 플레이트(112)의 측면에 인가되어, 단자 물질(112D)로 인해, 본 발명(110)의 복수의 공통 전도성 플레이트 전극(112A, 112B, 112C)의 적어도 주변의 전도성 접속이, 회로에 배치되어 활성화된 경우에 외부 전도성 영역(34) 또는 표면(도시되지 않음)으로의 동일한 전도성 경로를 공유할 수 있는 단일 전도성 구조를 형성할 수 있게 한다. 입력되는(incoming) 각각의 전기 전도체 쌍들은 다기능 에너지 컨디셔너(10) 내에 대응하는 전극 쌍을 가지고 있다. 도시되지는 않았지만, 전기적 전도체는 공통 전도성 플레이트(112) 및 각 전도성 전극을 통과한다. 커플링 개구(120) 및 절연 개구(114)의 선택을 통해 커넥션이 이루어질 수도 있고 이루어지지 않을 수도 있다. 전도성 전극(118a 내지 118h)과 상호작용되는 공통 전도성 플레이트(112)는 도 1 및 도 1A의 전극 플레이트(16A, 16B)와 실질적으로 동일한 기능을 수행한다.

도 5는 종래 다중-커패시터 컴포넌트와 본 발명의 차동 및 공통 모드 다중-전도체 다기능 에너지 컨디셔너(110)를 모식적으로 도시하고 있다. 도 5A는 종래 기술 커패시터 어레이(130)의 모식도이다. 실제, 복수의 커패시터(132)는 서로 결합되도록 형성되어, 전기 전도체를 각 커패시터(132)에 접속하기 위해 제공되는 개방 단자(134)를 갖는 어레이(130)에 대한 공통 접지(136)를 제공하는 것이다. 이들 종래 기술 커패시터 어레이는, 각 커패시터(132)의 개방 단자(134)가 개별적인 전기 전도체에 전기적으로 접속된 경우에 개별 전기적 전도체의 공통 모드 디커플링만을 허용했다.

도 5B는 4개의 차동 및 공통 모드 필터 핀 쌍 배열을 갖는 차동 및 공통 모드 다중-전도체 다기능 에너지 컨디셔너(10)의 개념도를 도시하고 있다. 각 전극 쌍을 통해 연장된 수평 라인은 공통 전도성 플레이트 전극(112A, 112B, 112C)를 나타내고, 전극 쌍들을 둘러싸는 라인은 전도성 분리 물질(112a)이다. 전도성 분리 물질(112a)는 공통 전도성 플레이트 전극(112A, 112B, 112C) 및 측면 전도성 단자 물질(112D)에 전기적으로 결합되어, 각 전도성 전극 플레이트(118a 내지 118h)의 서로 및 전도성 그리드(grid)로부터의 분리를 허용하는 전도성 물질 없이 남겨진 영역에 의해 전극 플레이트(118a 내지 118h)로부터 더 분리되는 전도성 그리드를 제공한다. 지지 물질 플레이트(116A, 116B)의 상 및 중앙 공통 접지 전도성 플레이트(112)의 상부 및 하부 양쪽에 배치된 대응하는 전도성 전극(118a 내지 118h)은 라인-대-접지 공통 모드 디커플링 커패시터를 형성한다. 각 전도성 플레이트 전극(118a 내지 118h), 공통 전도성 플레이트 전극(112A, 112B, 112C) 및 지지 물질 플레이트(116A, 116B)는 유전 물질(122)에 의해 나머지로부터 분리된다. 다기능 에너지 컨디셔너(10)가 전극 플레이트(118a, 118c)에서 발견되는 것들과 같은 커플링 개구(120)를 통해 한 쌍을 이룬 전기 전도체에 접속된 경우, 다기능 에너지 컨디셔너(110)는 공통 모드 및 차동 모드 필터를 형성한다.

도 4를 다시 참조하면, 중앙 공통 전도성 플레이트 전극(112B) 뿐만 아니라 외부 공통 전도성 플레이트들(112A, 112C)을 구비하는 다중-전도체 다기능 에너지 컨디셔너(110)를 도시하고 있다. 도 1 및 도 1A와 관련하여 설명한 바와 같이, 이들 외부 공통 전도성 플레이트(112A, 112C) 및 공통 전도성 전극은 서로 함께 결합된 경우 각각의 본 발명에 있어서, 중앙 공통 전도성 플레이트(14) 또는 중앙 공통 전도성 전극(112B) 및 외부 전도성 영역(도시되지 않음)은 다기능 에너지 컨디셔너(110)를 위한 상당히 더 넓은 전도성 경로 또는 영역을 제공하므로, 한 쌍을 이룬 전도체들의 방사된 전도성 전자기 방출들을 동시에 억제 및/또는 최소화 및/또는 감쇠할 수 있고, 도 1 및 도 1A 또는 다른 실시예의 상기 전도성 플레이트들과 전극들간에 차폐를 제공하며, 더 큰 표면 영역을 제공하여 과전압, 서지 및 다른 과도 노이즈를 발산 및/또는 흡수하고, 동작시 패러데이 케이지형 차폐로서 효과적으로 작용한다.현재의 전자 장치의 전반적인 성향 중 하나는 장비 및 그 장비를 구성하는 전자 부품의 계속적인 소형화이다. 다기능 에너지 컨디셔너 장치들에서의 핵심 부품인 커패시터도 예외가 아니며, 그 크기는 계속적으로 감소되어 실리콘으로 형성되고 집적 회로에 집적되어 마이크로스코프를 통해서만 볼 수 있는 정도까지 감소되었다. 매우 널리 퍼진 최소화된 커패시터의 하나는 표준 관통 홀 또는 납땜된 커패시터 보다 매우 더 작은 칩 커패시터이다.

칩 커패시터는 회로 보드상에 발견된 전기적 도체 및 트레이스에 물리적 및 전기적으로 연결하는 표면 실장 기술을 이용한다. 본 발명의 다기능 에너지 컨디셔너의 아키텍처의 다양성은 도 6에 도시된 바와 같이 표면 실장 기술에 미친다. 표면 실장 다기능 에너지 컨디셔너(400)는 도 6B에 도시된 그의 내부 구조와 함께 도 6A에 도시된다. 도 6B를 참조하면, 공통 전도성 플레이트(412)는 제1 차동 플레이트(410) 및 제 2 차동 플레이트(414)사이에 끼어있다. 공통 전도성 플레이트(412) 및 제1 및 제2 차동 플레이트(410) 및 (414)는 각각 선택된 물질에 따라 의존하는 원하는 전기적 특성을 가지는 물질(430)로 이루어진다. 본 발명의 모든 실시예들에 대한 것으로서, 출원인은 유전체 물질, MOV형 물질, 페라이트 물질, Mylar 및 소결된 다결정(polycrystalline)과 같은 새로운 이색 물질과 같은, 그러나 이에 한정되지는 않는 다양한 물질의 사용을 심사숙고한다.

제 1 차동 지지 플레이트(410)는 4면중 3면을 따라 제1 차동 플레이트(416)의 바깥 주변을 감싸는 절연 밴드(418)를 남기는 식으로 물질(430)의 상면에 연결된 전도성 전극(416)을 포함한다. 절연 밴드(418)는 전도성 전극(416)에 의해 커버되지 않는 물질(430)의 일부분이다. 제 2 차동 플레이트(426)는 본질적으로 제 1 차동 플레이트(416)에 대하여 그 물리적 방향을 제외하고 제 1 차동 플레이트(416)와 동일하다. 제 2 차동 지지 플레이트(414)는 4면중 3면을 따라 제 2 차동 플레이트(426)의 바깥 주변을 감싸는 절연 밴드(428)를 남겨두는 방식으로 물질(430)의 상면에 결합된 전도성 전극(426)을 가지는 물질(430)로 구성된다. 서로에 대해 제 1 및 제 2 차동 플레이트(416) 및 (426)의 물리적 방향에 대하여 주목해야 할 중요한 것은 절연 밴드(418) 및 (428)은 주위를 둘러싸지 않는 각 플레이트의 일측이 서로로부터 180도 떨어져서 배치된다는 것이다. 공통 전도성 플레이트(424)에 관하여 제 1 및 제 2 차동 플레이트(416) 및 (426)의 물리적 방향에 대하여 주목해야할 중요한 것은 비록 도시되지는 않았지만, 도 19에서 더 자세히 설명된다.각각 차동 전극(416) 및 (426)의 전도성 영역은 각각 중간에 위치한 중앙 공통 전도성 전극(424)에 의해 다른 부분과 물리적으로 차폐되어, 공통 전도성 플레이트(424) 등록 영역 또는 겹치는 영역이 공통 전도성 플레이트가 상기 공통 도전성 플레이트(412)를 삽입시키는 동일한 크기의 차동 전도성 플레이트들(416, 426)에 비해 크게 나타날 수 있는 정도로, 각각의 차동 전극(416) 및 (426)의 경계 또는 주변이 공통 전도성 전극(424) 경계 또는 주변에 대해 삽입된다.공통 전도성 전극(424) 및 동등한 크기의 차동 플레이트들(416) 및 (426)에 대한 오버랩 범위에 관하여, 동작시 본질적으로 차동 전극들(416) 및 (426)에 의해 점유된 영역을 벗어나거나 또는 들어가려고 하는 기생전류들의 포착(entrapment)을 통해 저하가 발생되는 것을 방지하기에 충분한 정도로 삽입될 수 있다. 차동 플레이트들을 삽입시키는 더 큰 공통 플레이트들(424),(424a),(424b) 세트에 관련된 지점으로의 차동 전도성 플레이트들(416) 및 (426)의 삽입은 작동 상태동안 정전기적인 차폐 효과를 증가시킬 것이다. 이러한 방향은 전기 전도체가 개개의 플레이트(416) 또는 (426)중 하나(반드시 둘 다는 아님)에 전기적으로 연결되도록 하고 차동적인 위상을 허용하지만, 한쌍을 이루고 대향적으로 위치된 차동 전도체들(416) 및 (426) 사이에서의 상호 보완적인 에너지 컨디셔닝을 허용한다.

삭제

공통 지지 플레이트(412)는 제 1 및 제 2 차동 지지 플레이트(410) 및 (414)에 구조적으로 유사하며, 그 상면에 연결된 공통 전도성 전극(424)을 가진 물질(430)을 역시 포함한다. 도 6B로부터 볼 수 있는 것처럼, 공통 플레이트(424)는 대향하는 단부에 위치된 두개의 절연 밴드(420) 및 (422)를 가진다. 공통 플레이트(412)는 절연밴드(420) 및 (422)가 절연밴드를 가지지 않는 제 1 및 제2 차동 플레이트(416) 및 (426)의 단부에 정렬되도록 제 1 및 제2 차동 플레이트(416) 및 (426)사이에 정렬된다.모두 세개의 플레이트들, 공통 플레이트(424) 및 제 1 및 제 2 차동 플레이트(416) 및 (426)는 각 플레이트 아래에 임의의 형태의 전도성 표면을 가지지 않고, 플레이트들이 다른것의 상면에 적층될 때, 차동 전도성 전극(416)은 공통 플레이트(412)의 후면에 의해 공통 전도성 전극(424)으로부터 분리(isolated)된다. 비슷한 방법으로, 공통 전도성 전극(424)은 물질(430)로 구성된 제 1 차동 플레이트(410)의 후면에 의해 전도성 전극(416)으로부터 분리된다.

도 6A를 참고로, 표면 실장 다기능 에너지 컨디셔너(400)의 구조는 또한 설명될 것이다. 공통 플레이트(424) 및 제1 및 제2 차동 플레이트(416) 및 (426)는 설명된 것처럼 도 6B 및 도 19에 도시된 배치에 따라 함께 끼워지며, 두개의 추가적인 공통 전도성 플레이트(424A),(424B)는 차례로 공통 전도성 플레이트(424)를 끼우는 차동 플레이트(416) 및 (426)를 끼우도록 위치된다. 플레이트(424B) 및 (424A)는 본질적으로 동일한 물질, 크기이고, 실시예에서 상기 중앙 전도성 플레이트(412)의 방향과 함께 일반적으로 그들 각각의 밴드 및 전극 에지들에 평행한 방향을 가진다.차동 전극들(416) 및 (426)에 전기 전도체들을 연결하기 위한 수단이 포함되어야만 한다. 전기 전도체는 밴드(402),(404) 및 (406)사이내에 위치된 절연 밴드(408)에 의해 공통 전도성 밴드(402)로부터 절연된 제 1 차동 전도성 밴드(404) 및 제 2 차동 전도성 밴드(406)을 통해 표면 실장 다기능 에너지 컨디셔너(400)에 연결된다. 공통 전도성 밴드(402) 및 절연밴드(408)는 모두 4면에 대해 절연을 제공하도록 다기능 에너지 컨디셔너의 몸체(400) 주위에 360도로 연장될 수 있지만, 공통 전도성 플레이트(424),(424A) 및(424B)에 의한 상기 차동 전도성 전극(416) 및 (426)의 거의 완전한 차폐형 봉함(envelopment)때문에, 도 14에서 발견된 단자 밴드(84) 또는 이 기술분야에서 통상적으로 사용된 형태의 외관 및 기능이 유사한 것을 제외하고, 공통 전도성 밴드(402)는 밴드(402)를 전도성 단자 구조물(도시 안됨)로 대체함으로써 그 크기를 줄이거나 전부 없앨 수 있다. 제 1 및 제 2 차동 전도성 밴드(404) 및 (406)은 다기능 에너지 컨디셔너(400)의 각 부분들 주위에 360도로 연장할 뿐만 아니라, 각각 단부(432) 및 (434)를 커버하도록 연장한다.

도 6A 및 도 6B사이에 전후를 참고하여, 밴드 및 플레이트들 사이의 연결이 도시된다. 단부(434)를 포함하는 제 1 차동 전도성 밴드(404)는 제 1 차동 플레이트(416)의 단부에 연장하는 절연 밴드(418)를 가지지 않는 전도성 전극(416)과 전기적 연결을 유지한다. 제 2 차동 전도성 밴드(406)는 각각의 절연 밴드(422) 및 (428) 때문에 공통 플레이트(424) 및 제1 차동 플레이트(416)로부터 전기적으로 분리된다.설명된 것과 비슷한 방법에 있어서, 단부(432)를 포함하는 제 2 차동 전도성 밴드(406)는 제2 차동 플레이트(414)의 전도성 전극(426)에 전기적으로 연결된다. 공통 지지 플레이트(412), (412A) 및(412B)와 제1 차동 밴드(410)의 절연밴드(420),(420A),(420B) 및 (422),(422A) 및 (422B) 때문에, 제2 차동 전도성 밴드(406)는 제 1 차동 플레이트(416) 및 공통 플레이트(412),(412A) 및 (412B)로부터 전기적으로 분리된다.

공통 전도성 밴드(402)와 공통 플레이트(424),(424A) 및 (424B)의 전기적 결합은 공통 전도성 밴드(402)의 측면들(436)의 물리적 결합에 의해 또는 두 측면을 따라 절연 밴드들이 없는 공통 전도성 전극(424),(424a),(424b)에 대한 그의 대체물들(substitutions)에 의해 달성된다. 제 1 및 제 2 차동 전도성 밴드들(404, 406)과 공통 전도성 전극들(424, 424A 및 424B)의 전기적 절연을 유지하기 위하여, 공통 플레이트들(412, 412A, 412B)의 절연 밴드들(420),(420A) 및(420B) 및 (422),(422A) 및(422B)은 공통 전도성 전극들(424, 424A, 424B)을 갖는 제1 및 제 2차동 전도성 밴드들(404) 및 (406)의 단부(432) 및 (434)의 임의의 물리적 결합을 방지한다.

본 발명의 차동 및 공통 모드 다기능 에너지 컨디셔너의 다른 실시예에서, 제1 및 제2 차동 플레이트(410) 및 (414)의 전도성 전극(416) 및 (426)은 전기 전도체들이 제1 및 제 2 차동 전도성 밴드(404) 및 (406)에 연결될 때 라인-대-라인 차동 모드 커패시터로서 작용한다. 라인-대-접지 디커플링 커패시터는 패러데이 케이지형 차폐 구조물(도시안됨)을 형성하는 각 전도성 전극(416) 및 (426)과 공통 전도성 전극(424),(424A) 및(424B)사이에 형성된다.

도 7은 Mylar형 또는 막(film) 매체상에 형성된 다기능 에너지 컨디셔너의 또 다른 실시예를 개시한다. 이 실시예는 그 기술 분야에서 알려진 수단에 의해 적용된 막 매체 및 금속화 또는 전도화(conductiveization)로 구성되고, 제1 전극 차동 플레이트(460), 및 다른 공통 전도성 플레이트(480) 및 제2 전극 차동 플레이트(500)과 또 다른 공통 전도성 플레이트(480)에 의해 이어진 공통 전도성 플레이트(480)로 이루어진다. 각 플레이트는 본질적으로 막(472)으로 구성되고, Mylar에 한정되지 않는 것과 같이 다수의 물질로 구성될 수 있고, 여기서 막(472)은 금속화되거나 전도적으로 만들어진 플레이트를 생성하는 일면 상에 완전히 금속화되거나 다른 전기적으로 친숙한 물질과 전도성을 이룬다. 레이저를 사용하여, 금속화되거나 전도성 물질이 가해진 부분은 절연 장벽을 형성하도록 소정의 패턴내에서 제거된다("메탈이 제거된(de-metallized)"). 제1 차동 플레이트(460)는 제1 차동 플레이트(460)를 3개의 전도성 지역들: 전극(464), 절연 전극(468) 및 공통 전극(470)으로 나누는 두개의 레이저 에지 절연 장벽(462) 및 (466)을 가진다. 제2 차동 플레이트(500)는 제2 차동 플레이트(500)를 3개의 전도성 지역들: 전극(510), 절연 전극(502) 및 공통 전극(508)으로 나누는 두개의 절연 장벽(506) 및 (504)을 가지는 것으로 제1 차동 플레이트(460)와 동일하다. 제1 및 제 2 차동 플레이트(460) 및 (500)둘다에 대하여, 절연 장벽(462) 및 (506)은 제 1 및 제 2 플레이트(460) 및 (500)의 큰 지역을 둘러싸는 전극(464) 및 (510)을 생성하도록 본질적으로 U-자형이다. U-자형 절연 장벽 (462) 및 (506)은 전극(464) 및 (510)가 각각 단부(476) 및 (514)로 충분히 연장하도록 허용한다. 절연 장벽(462) 및 (506)으로부터 연장하는 것은 부재(474) 및 (514)이고 절연 장벽(466) 및(504)로부터 연장하는 것은 부재 (473) 및 (513)이다. 부재(474) 및 (512)는 그들 포인트들의 가장 근접한 단부(476) 및 (514)에서 U자형 절연 장벽(462) 및 (506)의 단부 및 단부로부터 밖으로 수직으로 연장하고, 부재(473) 및 (513)는 단부(476) 및 (514)로부터 공통 전극(470) 및 (508)을 충분히 절연하기 위하여 각각의 절연 장벽(466) 및 (504)에 수직으로 및 장벽으로부터 밖으로 수직으로 연장한다. 추가로, 제1 및 제2 차동 플레이트들(460) 및 (480) 둘다는 절연 장벽(466) 및 (504)에 의해 단부(476) 및 (514)와 대향하게 형성된 절연 전극(468) 및 (502)를 가진다.

공통 전도성 플레이트(480)는 공통 전도성 플레이트(480)를 3개의 전도성 표면: 공통 전극(480), 절연 전극(484) 및 절연 전극(494)으로 나누는 절연 장벽(482) 및 (492)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 절연 장벽(482) 및 (492)은 공통 전도성 플레이트(480)의 우측 및 좌측 에지에 인접하여 수직으로 동작하거나 에지에 평행하게 동작한다. 절연 장벽(482) 및 (492) 둘다는 또한 절연 장벽(482) 및 (492)의 수직 부분 밖으로 수직하게 연장하는 부재(496)를 포함하고 플레이트(460),(480) 및 (500)가 적층될 때 그렇게 위치되므로, 제 1 및 제2 차동 플레이트(460) 및 (500)의 U자형 절연 장벽(462) 및 (506)의 수평 부분에 정렬된다.

추가적인 특징은 AC 또는 DC 신호의 필터링에서 사용하기 위하여 공통 전도성 플레이트(480)는 최적화될 수 있다는 것이다. 상기 설명된 바와 같이 절연 장벽(492) 및 (482)은 DC 신호를 필터링하는데 사용하기 위하여 최적화된다. DC 동작을 위하여, 절연 전극(484) 및 (494)은 공통 전도성 플레이트(480)내에 매우 작은 영역을 요구한다. 필터는 막 매체로 이루어지고 AC신호를 필터링 하기위해 사용될 때, 절연 전극(484) 및 (494)은 변형된 절연 장벽(486) 및 (490)을 에칭함에 의해 달성된 더 큰 영역을 요구한다. 수직으로 작용하는 절연 장벽(484) 및 (494)은 공통 전도성 플레이트(480)의 중앙에 함께 더 가깝게 에칭되고 중앙에 더 가깝게 에칭된다. 이 변형을 적응시키기 위하여, 수직 부분으로부터 밖으로 및 수직으로 연장하는 부재(496)는 DC 버전을 위하여 보다 더욱 더 길다. 비록 둘 중 하나의 구성이 두 가지 형태의 전류에 대한 필터링을 제공하지만, 절연 전극(484, 494)의 면적이 더 커질수록, 더 좋은 AC 필터링 특성을 제공한다.

도 8 및 도 9는 다른 전자 어플리케이션들에서 에너지 컨디셔닝을 수행하는, 본 실시예에 의해 특히 한정되지 않는 다기능 에너지 컨디셔너의 실시예들에 관한 것이다. 전기 모터는 전자기 방사 및 불균형의 커다란 소스이다. 대부분 사람들이 동작중인 텔레비전 세트 앞에서 진공 클리너를 작동시켰을 때 화면이 나오지 않는다는 것을 경험한 적이 있기 때문에, 이러한 사실은 보통 사람들에게 명백하다.

텔레비전의 이런 간섭은 모터로부터의 전자기적 방사에 기인하는 것이다. 전기 모터는 예를 들면 세탁기, 드라이어, 식기세척기, 믹서(benders), 및 헤어 드라이와 같은 다수의 가정 전기제품내에서 광범위하게 사용된다. 추가로, 대부분 자동차들은 윈드차폐 와이퍼, 전기 윈도우, 전기 조정가능 미러, 리트랙터블 안테나 및 다른 기능들의 전체 운영을 제어하기 위한 다수의 전기 모터를 포함하고, 자동차 당 25개의 모터, 값비싼 자동차당 150개 이상의 전기모터를 포함한다. 전기 모터들의 만연에 따라 전자기적 방사 표준들이 증가되었기 때문에, 본 발명의 실시예에 덧붙여 사용된 인덕터 또는 페라이트 컴포넌트의 사용없이 요구된 필터링 및 노이즈 억제를 제공하기 위하여 하나의 수동 컴포넌트에 줄어들 수 있거나 많은 경우 제거될 수 있는 하나의 집적화되고 패키지된 차동 및 공통 모드 필터링 능력이 요구되고 있다.

전기 모터 필터(180)는 임의의 수의 형태로 만들어 질 수 있고 바람직한 실시예가 도 8에 도시되었고, 다수의 소정의 전기적 성질들 중 하나를 가지는 직사각형 블록으로 나타난다. 도 8a는 필터(180)의 외부 구조를 나타내며, 필터(180)의 중심을 통해 배치된 절연된 축 개구(188)를 가지는 물질(182)의 직사각형 블록으로 이루어진다. 상기 개구(188)는 이 특별한 사용법에 대해 필수적으로 공통적인 것이 아니고, 임의의 개구(188)에 제공되는 임의의 전기적 컨디셔닝 향상들 보다 사용자에게 더 편리한 것으로 간주되어 제거될 수 있고, 전도성 밴드(184) 및 (194) 및 공통 전도성 밴드(186)의 사용을 위해 최적의 배치 공간이 설계된다. 도 8b는 전도성 밴드(184) 및 (194)의 배치와 함께 측면도 필터(180)를 나타내고 공통 전도성 밴드(186)는 다양한 밴드들사이에 위치된 물질의 일부(182)에 의해 서로로부터 전기적 및 물리적으로 절연된 상태를 낸다. 도 8c는 도 8a의 가상의 중심선을 따르는 단면도를 나타낸다. 이전의 모든 실시예처럼, 본 발명의 물리적인 아키텍처는 그들 사이에 끼워진 공통 전도성 전극(183)을 가진 전도성 전극(181) 및 (185)로 구성된다. 소정의 전기적 특성을 가진 물질(182)는 다양한 전도성 전극(181) 및 (185)와 공통 전도성 전극(183)사이에 전기적 연결을 방지하도록 모든 전극사이에 삽입되었다. 본 발명의 표면 실장 실시예와 유사한 것으로서, 필터(180)는 전기적 도체에 필터(180)의 내부 전극이 전기적으로 연결되도록 전도성 밴드(184) 및 (194)를 이용한다. 전도성 전극(181)은 요구된 전기적 인터페이스(interface)를 제공하기 위하여 전도성 밴드(184)와 접촉되면서 충분히 연장된다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 전도성 전극(181)은 전도성 전극(185)에 연결된 전도성 밴드(194)와 접촉되면서 충분히 연장되지 않는다. 비록 도시되지는 않았지만, 공통 전도성 전극(183)은 전도성 밴드(184) 및 (194)와의 접촉을 가져오지 않고 공통 전도성 밴드(186)사이에 충분히 연장된다. 다시, 공통 전도성 밴드(186)를 모터 케이스(200)(도시 안됨)의 내부에 연결하고 플로팅(floating) 접지로 사용됨으로써, 공통 전도성 전극(183)에 의해 제공된 고유 접지는 향상된다.

도 8d는 동시에 고유의 접지(도시 안됨)와 공동으로 작용하는 공통 전도성 전극(183)을 가지고 라인 대 접지 공통 모드 디커플링 커패시터를 제공하도록 공통 전도성 전극(183)과 관련되어 동작하는 한편, 라인 대 라인 차동 모드 연결 커패시터에 대하여 두개의 필수적인 평행 플레이트를 제공하는 전도성 전극(181) 및 (185)를 나타내는 차동 및 공통 모드 전기 모터 필터(180)의 개념도이다. 또한 전기 모터 필터(180)가 외부 차동 전기 도체 및 별도의 전도성 영역(도시안됨)에 각각 연결되도록 하는 전도성 밴드(184),(194) 및 공통 전도성 밴드(186)가 도시된다. 한편 도 8의 바람직한 실시예는 3개의 공통 전도성 전극(183) 및 두개의 전도성 전극(181) 및 (185)를 나타내고, 출원인은 이전의 실시예에 대하여 설명된 것과 유사한 평행 캐패시턴스의 추가적인 효과를 통하여 커패시턴스 값을 변경하면서, 얻을 수 있는 다수의 공통 및 차동 전극의 사용을 예시한다.

도 9는 전기 모터(200)에 전기적 및 물리적으로 연결된 차동 및 공통 모드 전기 모터 필터(180)를 나타낸다. 도 9a에 도시된 것처럼, 전기 모터 필터(180)는 그로부터 외부로 연장하는 모터 축(202)를 가지는 전기 모터(200)의 상면에 위치된다. 모터축(202)은 서로로부터 또한 전기 모터(200)의 회전자로부터 절연된 연결 단자(196)에 전기적으로 연결된 전도성 밴드(184) 및 (194)를 가지고 필터(180)의 축 구멍(aperture)(188)을 통해 배치된다. 개개의 연결단자(196)는 비록 도시되지는 않았지만, 전기 모터(200)에 파워 및 복귀를 제공하는 전기 공급 라인에 의해 전기적으로 연결된다. 전기 모터 필터(180)가 전기 모터(200)에 연결/결합되면, 모터 면 플레이트(208)는 모터 면 플레이트(208)의 중앙에 유사한 구멍을 통해 배치된 모터 축(202)을 가지고 모터(200) 및 필터(180)의 상면에 배치된다. 모터 면 플레이트(208)는 클램프(206)의 사용을 통해 모터(200)의 몸체에 물리적으로 결합된다. 도시되지 않았지만, 필터(180)는 공통 전도성 밴드(186)가 모터 쉘(shell) 케이싱내부에 직접적으로 배선될 수 있는 모터 인클로저(enclosure) 또는 공통 전도성 밴드(186)에 연결됨으로써 고유의 접지(34),(34B)를 가지고 사용될 수 있다.

도 9C는 (220)에 도시된 표준 필터를 가진 전기 모터의 결과 및 (222)에 도시된 차동 및 공통 모드 전기 모터 필터(180)의 결과를 가지고 주파수의 함수로서 전기 모터(200)의 전자기 방사 레벨의 비교를 나타내는 대수 그래프이다. 그래프는 0.01MHz 및 대략 10MHz사이에서 0.1 내지 1 MHz 범위내에서 더욱더 감소되는 것으로 설명된 범위에 걸쳐 종래기술의 필터와 비교해서 최소한의 추가적인 20dB의 전자기 방사의 억제가 있다는 것을 입증한다. 10-20MHz 및 그 이상의 상부 주파수 범위에서 전자기 방사의 감소는 하부의 주파수에서 만큼 크지 않지만, 대부분 전기모터들이 이 주파수 범위 이하에서 잘 동작하기 때문에 특별히 중요한 것은 아니며, 전기 모터 필터(180)는 다수의 어플리케이션들을 위하여 전자기 방사를 감소시키고 향상된 성능을 제공한다.

차동 및 공통 모드 필터는 상기에서 이전에 본 발명에 참조로 포함된 일반적으로 얻어진 특허 및 특허출원들의 많은 변형들에서 나타내었다. 본 발명의 또 다는 실시예는 이전에 논의된 필터의 변형을 이용한다. 차폐되고 트위스트된(twisted) 한쌍의 피드 스루 차동 및 공통 모드 필터(300)는 도 10A에 도시된다. 이 필터(300)와 이전의 나타낸 필터 사이의 차이점은 각각 서로로부터 대각선으로 위치된 제1 차동 전극 밴드(302A),(302B) 및 제 2 차동전극 밴드(306A),(306B)의 위치이다. 공통 접지 전도성 밴드(304)는 이전의 필터 실시예에서처럼, 절연 물질(308)에 의해 제1 및 제2 차동 전극 밴드들(302) 및 (306)으로부터 분리된다. 차폐되고 트위스트된 한쌍의 피드 스루 차동 및 공통 모드 필터(300)는 각각 최소한의 제 1 및 제 2 차동 전극 플레이트(312), (316) 및 도 10B에 도시된 최소한 3개의 공통 접지 전도성 플레이트들(314)로 구성된다. 플레이트(312),(314) 및 (316)는 적층되고 이전의 필터 실시예에서처럼 물질(308)에 의해 서로로부터 절연된다.

도 10C 및 10D를 참조하면, 차폐되고 트위스트된 한쌍의 피드 스루 차동 및 공통 모드 필터(300)의 개념도를 나타내고, 어떻게 차동 노이즈을 제거하는데 사용되는지를 나타낸다. 전류 I는 서로를 교차되면서, 제 1 및 제 2 차동 전극 밴드(302A) 및 (306B)를 통해 대향하는 방향으로 흐르고, 제 1 및 제 2 차동 전극 밴드(302B) 및 (306A)를 통해 흘러나온다. 전류 I의 교차점은 공통 전도성 접지 플레이트(314)가 교차점의 한 측면상에 라인-대-라인 커패시터들을 제공하는 동안, 라인-대-라인 커패시터로서 작용한다.

도 10D에서, 필터(300)는 전극 플레이트(312),(316)을 가지며 패러데이 케이지형 구조물 구성에서 공통 접지 전도성 플레이트(314)에 의해 사이에 각각 끼워진(sandwitched) 일반적으로 평행한 플레이트(312),(314) 및 (316)으로서 도시된다. 전류 I는 차동 전극 플레이트들을 통해 반대 방향으로 흐르는 것이 도시된다. 공통 접지 전도성 플레이트들(314)은 전기적으로 서로 연결되지만, 여기에 참고로서 이전에 포함된 필터 실시예들에서 개시된 바와 같이 차동 전극들로부터 절연된다는 것을 주의한다.

도 10E 및 도10F를 참조하면, 차폐되고 트위스트된(twisted) 한 쌍의 피드 스루 차동 및 공통 모드 필터(300)의 개념도가 도시되고, 어떻게 공통 모드 노이즈를 제거하는데 사용되는지가 도시된다. 전류 I는 제1 및 제2차동 전극 밴드(302B) 및 (306B)를 통해 흘러나가고, 제1 및 제2차동 전극 밴드(302A) 및 (306A)를 통해 서로 교차되면서 동일 방향으로 흐르는 것이 도시된다. 전류 I의 교차점은 공통 전도성 접지 플레이트(314)가 교차점의 일측면상에 라인-대-접지 커패시터들을 제공하는 동안 라인-대-라인 커패시터로서 작용한다.

도 10F에 있어서, 필터(300)는 패러데이 케이지형 차폐 구조물 장치내에서 공통 전도성 플레이트(314)에 의해 각각 사이에 끼워진(sandwitched) 전극 플레이트(312) 및 (316)을 가지고 일반적으로 평행한 전극 플레이트들(312), (314) 및 (316)로서 도시된다. 전류 I는 차동 전극 플레이트들을 통해 동일 방향으로 흐르는 것이 도시된다. 공통 접지 전도성 플레이트들(314)은 전기적으로 서로 연결되지만, 여기에 참조로서 이전에 포함된 필터 실시예들에서 개시된 것처럼, 차동 전극들로부터 절연된다는 것을 주의한다.

본 발명의 필터는 무수한 실시예들내에 존재할 수 있다. 층으로 배치된 다양한 실시예들을 고려할 때, 본 발명은 이에 한정되는 것으로 의도되지 않는다, 다중 부품 필터의 다양한 추가적 실시예가 설명될 것이다. 각 도면에서, 5개의 플레이트들이 개별적으로 도시되고, 평면도에 최종적으로 측면도에 도시된다. 도 11 및 도 12를 참고하면, 본 발명의 두개의 다른 실시예 (70),(70')가 도시되고, 도 11은 바이패스, 도 12는 피드-스루 구조이다. 이전의 실시예처럼, 전류는 도 12내에서의 회로를 완전하게 하도록 전극을 통해 흘러야만 한다. 각 실시예는 3개의 공통 전도성 플레이트(74)사이에 끼워진 제 1 차동 전극 플레이트(72) 및 제 2 차동 전극 플레이트(76)를 가진다. 그 플레이트들은 물질(75)에 의해 각 플레이트(72),(74),(76)의 주변상에 일반적으로 둘러싸인다. 그러나, 플레이트의 단자 포인트(72a),(74a),(76A)는 물질을 통해 연장한다. 이들 단자 포인트(72a),(74a),(76A)는 외부 연결에 전압이 가해진 회로(도시 안됨)를 제공하도록 제 1 차동 전도성 밴드(82), 공통 전도성 밴드(84) 및 제 2 차동 전도성 밴드(86)에 각각 연결된다. 전도성 밴드(82),(84),(86)는 절연된 외부 케이싱(88)에 의해 서로로부터 절연된다. 공통 전도성 플레이트들(74)은 전기 회로 시스템의 외부 접지 지역에 4개의 부착 장소를 제공하는 4개의 공통 전도성 밴드(84)를 가지며, 각 공통 전도성 밴드(84)는 인접한 다음 공통 전도성 밴드(84)로부터 약 90도 떨어져 있다. 이런 특징은 추가적인 절연을 제공하고 구조물들의 라인 컨디셔닝 능력을 집중화시키며, 개선된 전하 집중화를 제공한다.

필터(70),(70')사이의 주요 차이는 전극 단자 부분(72a),(76A)가 필터(70)에서는 동일 길이방향 측면상에 있는 반면 그 전극 단자 부분이 필터(70')에서는 대향하는 길이방향 측면상에 있다는 것이다. 또한 전류는 필터(70')에서 처럼 필터(70)을 통해 지나가지 않는다. 다른 단자 위치는 다른 전기적 회로 시스템 구조에 대해 필터의 적용에 있어서 다양성을 제공한다.

도 13을 참고하면, 도시된 필터(80)는 그 모양이 직사각형이고 단지 두개의 공통 전도성 밴드(84)만이 있다는 것을 제외하고는 도 12에 도시된 필터(70')와 동일하다.

도 14를 참고하면, 도시된 필터(80')는 그 전극 단자 부분(72a),(76A)가 꼬인 한쌍의 피드 스루 설계에서 서로에 대해 대각선인 것을 제외하고는 도 13에 도시된 필터(80)와 동일하다.

도 15내지 도 18을 참고하면, 한 패키지내에 집적된 다중 필터를 가지는 다른 필터 실시예가 도시된다. 임의의 수의 개개의 필터들이 단일 전자 컴포넌트에 결합될 수 있고, 본 발명은 두개의 개별 필터들에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다.도 15 내지 도 18 각각은 공통 전도성 플레이트(74A)사이에 끼워진 제1 전극(72) 및 제2전극(76)을 가진 제 1 이중 전극 플레이트(72A), 제1 전극(76) 및 제2전극(72)을 가진 제 2 이중 전극 플레이트(76A)를 나타낸다. 도 15에서의 전극(72),(74),(76) 및 도 16에서의 전극(72),(76) 각각은 두개의 단자 부분(번호 없음)을 가지며, 일반적으로 감싸는 절연 밴드의 물질(88)를 통해 연장한다.도 17에서의 전극(72),(74),(76) 및 도 18에서의 전극 (72),(76)의 각각은 하나의 전극 단자 부분(번호없음)을 가지며 일반적으로 감싸는 절연 밴드의 물질(88)를 통해 연장한다.

도 15 및 도 17을 참고하면, 공통 전도성 플레이트(74A)는 공통 전도성 밴드(84)에 연결될 때 전기 회로 시스템의 외부 접지 지역(도시안됨)에 4개의 부착물들의 배치를 제공하는 4개의 공통 전도성 단자들(번호없음)을 가지며, 여기서 각 공통 전도성 밴드(84)는 인접하는 다음 공통 전도성 밴드(84)로부터 약 90도이다.

추가적으로, 제1 및 제 2 이중 전극 플레이트(90),(96)은 각 플레이트(72A),(76A)의 제 1 및 제2 전극(72),(76)사이에 더 작은 공통 전도성 플레이트(74)를 가진다. 이런 특징은 이중 전극들의 추가적인 절연을 제공한다.

동작되는 시스템에서, 그 부착되는 외부의 전도성 영역(34)에 연장부 및/또는 변형적인 융합을 형성하는, 단일한 차폐되는 케이지형 구조물(800") 또는 그룹화된 공통 전도성 엘리먼트들을 포함하는 본 발명은, E-필드 및 H-필드 방사, RF 루프 방사, 스트레이 캐피시턴스, 스트레이 인덕턴스, 기생 커패시턴스를 제거, 줄이고 또는 억압하는 동시에, 대향하게 충전되거나 위상이 주어고 인접한 전기장들을 상호 제거할 수 있다. 전기 에너지 전송 컨디셔닝 과정은 시간에 대한 동적 프로세스로서 고려된다.이 과정은 이중 포트, 시간 영역(domain) 반사광 측정(reflectometry) 시험 장비 및/또는 다른 산업 표준 시험 장비 및 설비와 같은 장치들에 의해 어느 정도 측정될 수 있다. 또한 본 발명은 신호, 에너지 전송 및/또는 전력 라인 디커플링, 바이패싱 및 필터링 동작과 같은 그런 어플리케이션들을 위한 외부 입력과 출력 에너지 전송 전도체들 또는 경로들을 수용하도록 제조되는, 다소 변형된 단일한, 이중 또는 다중-도체 전기 시스템내에 부착될 수도 있다. 회로 및 본 발명에 도시된 몇몇 실시예의 설명은 출원인에 의해 심사숙고된 견지의 일부를 예시하며, 본 발명의 구성요소들의 모든 가능한 장치들로서 해석되어서는 안된다.

본 발명의 다른 실시예는 '디커플링 루프' 또는 'RF 루프'를 포함한다. 디커플링 루프는 수동 컴포넌트로부터 컨디셔닝되는 에너지를 수신하는 능동 컴포넌트사이의 그 거리 및 위치에 대하여, 디커플링 커패시터와 같은 수동 장치의 물리적 위치에 의해 전류 경로 루프내에 포함된 주변 및 물리적 영역에 관계된다. 다시 말하면, 전류 루프는 전력 면으로부터 수동 컴포넌트까지의 전류 경로 및 그의 소스(일반적으로 PCB 형 보드 또는 IC패키지 등등위에)로의 리턴경로에 의해 감싸진 거리 및 영역이다.

동작되는(energized) 루프 영역을 형성하는 전력 및 접지 리턴 전류 경로들은 어떤 주파수에서 전류 경로들의 루프 영역의 물리적 크기에 따라, 시스템으로부터 원하지 않는 에너지를 방사하면서 안테나로서 작용할 수 있는 에너지 전송 라인들이다. 이런 동작되는 RF 루프 영역은 에너지 소스 및 그의 연속하는 리턴 사이의 능동 컴포넌트들로 심각한 파괴 및 효율 에너지 전달을 변형(strain)시킬 수 있는 불균형의 부산물로서 공통 모드 에너지를 해롭게 할 수 있기 때문에, 전기 시스템에서 전압 불균형 상태를 창출한다. RF 루프 영역의 물리적 크기는 전기적 회로 시스템으로부터 방사하는 RF 에너지 크기에 직접적으로 관계된다.

각각 차동적으로 전도성 에너지 전송의 거리에 대한 전도성 단자 경로사이에 미소한 거리때문에 RF 루프 발생이 취소된다. 회로의 전압 균형으로 종래기술 부품 또는 시스템에서와 같이, 더이상 치명적인 영향을 미치지 않는다.

도 19를 참조하면, 본 발명의 패러데이 케이지 유사 구조(800) 또는 배치 개념이 상세히 도시된다. 기초적인 5층 실시예에 대해 설명한 것으로부터 다기능 라인-조절 장치의 일부는 더 자세히 논의될 것이다. 본 발명에 따르면 도 19는 이 출원의 도 6A 및 도 6B내에 전체적으로 더 자세히 설명된 것과 같은 두 차동 전극중 하나를 사이에 끼우는 두개의 공간 지역을 포함하는 패러데이 케이지형 구조물(800)로 구성된다. 전도성 전극 플레이트(809)는 중앙 공통 전도성 플레이트(804) 및 공통 전도성 플레이트(808)(오프셋으로 도시됨)사이에 끼워진다. 공통 전도성 플레이트(804),(808), 및 (810)(도시안됨)은 소정의 유전체 물질의 일반적인 평행 삽입물에 의해 모두 서로로부터 분리되며, 중앙 공통 전도성 플레이트(804), 본 발명내에서 상부 및 하부에, 이 경우에 있어서 플레이트(809)를 사이에 끼우는 각각의 플레이트(808),(804)에 의해 거의 완전히 커버되거나 차폐된 전도성 플레이트(809)같은 상기 차동 전도성 전극을 특징짓는 차동 전도성 전극 경로(809) 및 (809A)(도시안됨)에 대해 각 플레이트 관련 위치에 상대적인 각 외부 플레이트(810) 및 (808)사이에 있다.전도성 플레이트(804),(808) 및 (810)은 또한 지지 및 부품의 외부 케이싱을 제공하는 유전체 물질(801)에 의해 둘러싸인다. 공통 차폐 전송 구조물(802) 및 개개의 동일한 공통 전도성 플레이트(808) 및 (804) 및 (810)(도시안됨)의 연결을 허용하는 수단은 필수적이고 이 실시예에서 바람직하다. 전체 발명이 회로내에 위치될 때, 최종 구조물(802)은 각각의 단자 구조물(802) 사이의 중단(interruption) 또는 전도성 갭(gap) 없이 동일한 외부 전도성 영역 또는 동일한 외부 전도성 경로(도시 안됨)로 그 기술분야에서 알려진 표준 수단에 의해 부착되어야만 한다.그 기술분야에서 알려진 표준수단은 하나의 공통 전도성 케이지형 구조물(800")(미도시)로서 작용하도록 단일 구조물을 형성하는, 모든 3개의 전도성 플레이트(804),(808) 및 (810)(도시안됨) 각각에 부착된 공통 차폐 단자 구조물들(802)의 커넥션을 용이하게 한다.비록 도시되지는 않았지만, 패러데이 케이지형 구조물(800')(도시안됨)은, 그 내부에 포함된 차동 전극들(809A)이 끼워지며 완전히 차폐되지 않지만 일반적으로 전도성 단자 구조물(807A)(도시안됨)과 함께 결합되도록 전도성 단자 구조물(807)과 차동 전극(809)에 대해 180도 대향하는 방향인 출/입구 섹션(812A)(도시안됨)을 가지는 것을 제외하고는, 단일 패러데이 케이지형 구조물(800)과 동일하다.이들 두 패러데이 케이지형 구조물(800) 및 (800')은 평행한 관계를 가지고 위치되며, 그러나 대부분 중요한 구조(800) 및 (800')은 동일한 중앙 공통 전도성 플레이트(804), 개별적으로 취해질 때 각 패러데이 케이지형 구조물(800) 및(800')을 만드는 층 또는 경로를 공유한다.패러데이형 구조물(800) 및 (800')은 함께 이중 컨테이너(container)로서 작용하는 단일하고 대형인 전도성 패러데이 케이지 같은 차폐 구조(800'')(도시안됨)를 창출한다. 각 컨테이너(800) 및 (800'')은 일반적으로 각각 평행하게 상기 대형 구조(800'')내에 서로 대향하는 동일한 수의 동일 크기 차동 전극들을 보유할 것이다. 동일 외부 공통 전도성 경로(34)에 전압이 가해지고 부착될 때 공동으로 작용하는 개개의 차폐 유사 구조들 (800) 및 (800')를 가진 대형 전도성 패러데이 케이지 유사 차폐 구조(800'')는 전기적으로 하나가 된다. 동작시, 중앙의 차동 전도성 공통 차폐물(804)을 공통 전도성 전극들(804),(808),(810)(도시안됨) 사이에 삽입시키는 소정의 배치는 일명 패러데이 케이지형 구조물(800'')인 본 발명의 기본적 요소로서, 하나의 공통 전도성 케이지형 차폐 구조물(800'')을 형성는 엘리먼트들이다.본질적으로 상기 구조물(800")은 본 발명의 모든 층상 실시예에서 다기능 라인 컨디셔닝 장치를 만드는데 필요한 최소 두 개의 패러데이 케이지형 구조물(800) 및 (800')을 형성한다. 차동 전극들(809)(809A)(도시안됨) 사이의 삽입물에 대한 중앙 공통 전도성 플레이트(804)는 동작되지 않는(un-energized) 패러데이 케이지 형 구조물(800'')로 고려되는 두개의 외부 추가적으로 삽입되는(sandwithcing) 공통 전극 플레이트(808) 및 (810)을 필요로 한다. 또한, 다른 중앙 공통 플레이트(804)는 차동 전극(809) 및 (809A)에 의해 동시적으로 사용되지만 전하 스위칭에 대해 반대의 결과를 가지고 사용될 것이다. 넌-스루(non-thru) 실시예에서, 대부분 칩에 대해 새로운 장치는 단일한, 대형 패러데이 케이지형 구조물(800'')을 형성하는 것으로서 연결되고 전도적인 세개의 공통 전도성 전극들사이에 끼워지고 외부 단자 구조물에 연결된 최소 두개의 전극들을 갖는 것을 주목해야 하고, 반대의 위상 또는 충전되는 방식으로 상기 케이지형 구조물(800'')내에 끼워진 전도체들을 따라 전파하는 에너지에 따라, 대형 외부 전도성 영역(34)에 부착될 때 동시적으로 동작되는 라인 컨디셔닝 및 필터링 기능을 수행하는 것을 돕는다.패러데이 케이지형 구조물(800")을 형성하는 현재 부착된 내부 공통 전도성 전극 플레이트들(804),(808),(810)(도시안됨)과 그들의 순차적인 동작은 필수적으로 외부 전도성 영역 또는 경로(34)가 그의 위치에 대하여 소정의 적층된 PCB 또는 유사한 전자 회로에서 내부적으로 전도성 엘리먼트들의 장치와 평행하게, 근접 위치되어 연장되도록 한다.외부 연장 구성요소(34)들과 공통으로 중앙에 위치된 공통 전도성 플레이트(804)를 가진 결합된 공통 전도성 및 감싸지는 다중 공통 차폐된 플레이트(808),(810)(도시안됨)의 연결은 상기 외부연장 구성요소들이 상기 보완하는 것에 관해 마이크론(microns) 분리 거리 또는 '루프 면적'을 가질 다중 평행 방식으로 개재되고, 상기 연장은 다른 것중에서 정전기 차폐 기능을 수행할 감싸지는 차폐형 구성요소가 되도록 그들 자신들이 끼워지고 유전체 매개물(801)을 함유하는 거리로 상기 외부 연장(34)으로부터 분리된 차동전극들이 위상을 가질 것이고, 상기 작동된 결합은 조립 차동 도체상에 또는 도체상의 상기 부분을 따라 전파하는 에너지에 따라 효율적이고, 동시적인 조절을 향상시키고 생성할 것이다. 결합된 공통 전도성 평면 또는 지역들의 내부 및 외부의 평행한 장치 그룹화는 또한 능동 조립체 로드(들)로 전도성 경로를 따라 전파하는 것처럼 에너지의 상기 부분들에 의해 사용된 상기 차동 도체들의 부분으로부터 탈출하거나 또는 부분으로 들어갈 수 있는 원하지 않는 기생, 전자기적 방사를 삭제 및/또는 억제할 것이다.

다음 섹션들에 있어서, 공통 전도성 플레이트(804)를 참조하여 공통 전도성 플레이트(808) 및 (810)에 적용한다. 공통 전도성 플레이트(804)는 본 발명의 가장자리로부터 거리(814)만큼 떨어져 있다. 공통 접지 공통 전도성 플레이트(804)의 하나 또는 그 이상의 부분(811)은 물질(801)를 지나 연장되고(812'), 공통 접지 단자 밴드 또는 구조(802)에 부착된다. 비록 도시되지는 않았지만, 공통 접지 단자 밴드(802)는 공통 전도성 플레이트(804),(808) 및 (810)을 서로 전기적으로 연결되고, 사용되는 필터의 모든 다른 공통 전도성 플레이트들에 전기적으로 연결한다.

전도성 전극 플레이트(809)는 오프셋 거리 및 면적(806)은 전극 플레이트(809)의 가장자리(803) 및 중앙 공통 전도성 플레이트(804)의 가장자리사이에 존재하는 것처럼 공통 전극 플레이트(804)만큼 크지 않다. 이 오프셋 거리 및 면적 (806)은 공통 전도성 플레이트(804)를 그 필터내에 다른 전극 플레이트들 또는 그 필터 외부에 구성요소들에 연결하는 근처의 필드의 감소 또는 제거를 야기하는 전극 플레이트(809)의 가장자리(803)를 넘어 연장할 수도 있는 임의의 자속 라인에 대해 차폐를 제공하도록 전극 플레이트(809)를 넘어 연장가능하게 한다.수평 오프셋은 전극 플레이트(809) 및 공통 전도성 플레이트(804)사이의 수직 거리의 대략 0 내지 20+배이지만, 그러나, 오프셋 거리(806)는 특별한 출원에 대해 최적화 될 수 있으며, 단지 각 플레이트중에 모든 거리의 오버랩(806)은 이상적으로 대략 제조 허용오차로 허용하는 것과 동일하다. 작은 크기 차이는 정전기 차폐 기능 구조(800'')가 타협되지 않는 한 플레이트들 사이의 거리/면적(806)내에서 중요하지 않다. 에너지 경로 장치(도시안됨)로 전극(809)을 연결하기 위하여, 전극(809)은 공통 전도성 플레이트(804) 및 (808)의 가장자리(805)를 넘어 연장하는(812') 하나 또는 두개의 부분(812)을 가질 수도 있다. 이들 부분(812)은 이전에 논의된 것과 같이 땜납(solder)과 같은 종류에 의해 전극(809)이 에너지 경로 장치(도시안됨)에 전기적으로 연결가능하게 하는 단자 밴드(807)에 연결된다. 구성요소(813)는 본 발명내에서 일어나고 작동된 회로내에서 실시예의 최종 크기, 형상 및 위치에 관하여 상대적인 3차원 에너지 조절 기능의 중앙 축 포인트의 다이나믹한 표현이다.

이미 볼수 있는 것처럼, 다기능 에너지 컨디셔너 아키텍처의 많은 다른 출원들은 가능하고 모든 실시예들에 보편적인 몇몇 특징들의 검토는 주목되어야만 한다. 첫째 소정의 전기적 특징을 가지는 물질(801)는 유전체 물질, 금속 산화막 바리스터 물질, 페라이트 물질 및 Mylar 막 또는 소결된 다결정(polycrystalline)과 같은 다른 더 이색적인 물질, 그러나 이에 한정되지 않는 물질을 포함하는 다수의 실시예들중 임의의 하나가 될 수 있다. 어느 물질(801)이 사용되든지 간에, 공통 전극 전도성 플레이트들 및 전극 전도성 플레이트들의 결합은 한쌍의 전기적 전도체들로부터 라인-대-접지 디커플링 커패시터들 사이에 라인-대-라인 차동 커플링 커패시터를 형성하도록 다수의 커패시터들을 창출한다. 전기적 특성을 가지는 물질(801)는 커패시턴스 값 및/또는 과전압 및 서지 보호 또는 증가된 인덕턴스, 저항, 또는 위 모든 것의 결합과 같이 추가적 특징들을 변경시킬 것이다.

둘째, 도시되거나 도시되지 않은 모든 실시예에서, 플레이트의 수, 공통 전도성 및 전극 둘다는 평행하게 다수의 커패시턴스 구성요소를 창출하도록 증가시킬 수 있을 것이고 그에 의해 증가된 커패시턴스 값을 창출하도록 부가된다.

세째, 중앙 전도성 플레이트 및 다수의 전도성 전극들의 결합을 둘러싸는 추가적인 공통 전도성 플레이트들은 증가된 고유의 접지 및 최적화된 패러데이-케이지 유사 기능 및 모든 구성요소들에서 서지 소산(dissipation) 지역을 제공하도록 이용된다.

네째, 비록 두개의 추가적으로 위치된 공통 전도성 플레이트들 또는 차폐들을 가지고 쌍을 이룬 최소한 하나의 중앙 공통 전도성 차폐는 일반적으로 바람직하고 중앙 공통 전도성 차폐의 대향하는 측면들상에 위치되어야만 한다(유전체 물질 및 차동 전도성 전극들과 같은 다른 구성요소들은 설명된 것처럼 이들 차폐들 사이에 위치될 수 있다.). 추가적인 공통 전도성 플레이트들은 도시된 실시예들중 임의의 하나에 이용될 수 있고 출원인에 의해 충분히 심사숙고 되었다.

사실 다기능 에너지 컨디셔너는, 비록 도시되지는 않았지만, 실리콘으로 쉽게 제조될 수 있고, 통신 마이크로프로세서 집적 회로 또는 칩들과 같은 응용에 있어서 사용을 위하여 집적회로로 직접적으로 결합될 수 있다. 집적 회로는 이미 본 발명의 아키텍처를 오늘날 이용가능한 기술과 쉽게 결합될 수 있도록 허용하는 실리콘 기초내에서 에칭된 커패시터들을 가지면서 만들어져있다.

다기능 에너지 컨디셔너는 또한 내장될 수 있고 그들의 회로 보드 단자 연결로부터 직접적으로 통신 또는 데이터 라인을 필터할 수 있고 따라서 회로 보드의 실제 요구조건을 감소시키고 더 나아가 더 간단한 생산 요구조건을 가지면서 전체 회로 크기를 감소시킨다.최종적으로, 다수의 실시예의 검토로부터 모양, 두께 또는 크기는 원하는 전기적 특성 또는 응용에 따라 변할 수 있다는 것은 명백하며, 필터는 공통 전도성 전극 플레이트들 및 적어도 하나의 전도적으로 동질의 패러데이 케이지형 구조물(800") 및 다른 전도성 전극 플레이트들을 형성하는 그들의 부착 구조물들의 배치로부터 얻어진 물리적 아키텍처로 인하여 사용될 수 있다.

비록 본 발명의 원리, 바람직한 실시예 및 바람직한 동작은 여기에 상세히 기술되었지만, 이것은 특별히 예시된 형태로서 이에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 따라서 상기 바람직한 실시예의 다양한 변형은 첨부된 청구범위에 정의된 것과 같은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이 만들어질 수 있다는 것은 이 기술분야에 익숙한 기술자에게 명백할 것이다.

기술분야

이 출원은 현재 미국 특허번호 제6,018,448로 등록된 1998년 4월 7일 출원된 일련번호 제09/056,379호의 연속 출원이고, 1998년 1월 19일 출원된 일련번호 제09/008,769호의 일부 연속 출원이고, 현재 미국 특허번호 제5,909,350호로 등록된 1997년 4월 8일 출원된 일련번호 제08/841,940호의 일부 연속 출원으로서, 1999년 12월 13일 출원된 공동 계류중인 출원 일련번호 제 09/460,218호의 일부 연속 출원이다. 또한 본 출원은 1999년 5월 28일 출원된 미국 가출원 번호 제60/136,451호, 1999년 6월 15일 출원된 미국 가출원 번호 제60/139,182호, 1999년 8월 3일 출원된 미국 가출원 번호 제60/146,987호, 1999년 11월 12일 출원된 미국 가출원 번호 제60/165,035호, 2000년 2월 3일 출원된 미국 가출원 번호 제60/180,101호, 및 2000년 2월 28일 출원된 미국 가출원 번호 제60/185,320호, 2000년 4월 28일 출원된 미국 가출원 번호 제60/200,327호, 2000년 5월 12일 출원된 미국 가출원 번호 제60/203,863호의 장점을 청구한다.

발명의 배경

본 발명은 에너지화되고(energized) 한 쌍을 이루는 차동 전극들과 동시에 상호작용할 수 있으며, 공통으로 공유되고 중심에 위치된 전도성 전극의 구조물을 갖는 다기능 에너지 컨디셔너에 관한 것으로서, 상기 차동전극들은 서로에 대해 대향하는 위상이거나 충전되는 방식으로 동작한다.

현재 생산된 대부분의 전자 장비는 임계 컴포넌트들(critical components)사이에서 파워 및 데이터를 전송하기 위하여 고속 기능들을 수행하고 고속 전기적 상호연결을 이용하는 소형화된 능동 컴포넌트들(active components) 및 회로를 포함한다. 이러한 컴포넌트들은 시스템을 제공하거나 이용하는 전기회로에서 발생하는 전자기 간섭 또는 과도(transient) 전압에 의해 생성된 표유(stray) 전기적 에너지에 매우 민감할 수 있다. 과도 전압은 그런 마이크로-전자 부품들 또는 접촉들을 심각하게 손상시키거나 파괴시킬 수 있고, 그에 의해 전자 장비가 동작하지 않게 만들거나 종종 값비싼 수리 및/또는 많은 비용의 교체를 요구한다.

EMI,RFI의 형태인 전기적 간섭과 커패시턴스 및 유도성 기생 에너지는 무선 방송 안테나 또는 다른 전자기적 파동 발생기들과 같은 소스들로부터 전기적 회로 및 부품으로서 생성되거나 유도될 수 있다. 또한, EMI는 바람직하게 EMI로부터 차폐를 만드는 전기적 회로로부터 발생될 수 있다. 차동 및 공통 모드 전류는 일반적으로 케이블 및 회로 보드 트랙들에서 발생된다. 많은 경우에, 필드들(fields)은 안테나로서 작용하는 전도체들로부터 방사된다. 이러한 전도/방사되는 방출들의 제어는 원하지 않는 노이즈에 민감한 다른 회로와의 간섭을 방지하는데 필요하다. 또한, 다른 간섭원들은 많은 간섭을 발생시킬 수도 있는 전기 회로에 에너지가 결합되면서 동작할 때 장비로부터 발생된다. 이런 간섭은 국제적인 방사 및/또는 자화율(susceptibility) 요구조건들에 적합하도록 제거되어야만 한다.

과도 전압들(transient voltages)은 매우 짧은 시간안에 매우 큰 전위들을 생성하는 전기 라인상에서 라이트닝(lightning)에 의해 유도될 수 있다. 비슷한 방식으로, 전자기 펄스들(EMP)은 대부분의 전자 장치들에 유해한 넓은 주파수 범위에 걸쳐 빠른 상승 시간 펄스들로 큰 전압 스파이크들(spikes)을 생성할 수 있다. 가변되는 접지 전위에 의해 야기된 접지 루프 간섭 뿐만 아니라 큰 과도 전압의 다른 소스들도 전기 시스템을 파괴시킬 수 있다. 현존하는 보호 장치들은 단일 집적 패키지내에 적당한 보호를 제공할 수 없다. 다양한 필터 및 서지 억제 회로 구성들은 종래 기술로부터 명백한 것처럼 설계되어 왔다. 종래 기술의 다양한 발명들의 상세한 설명은 참고로 본 발명에 포함되는 미국특허 제5,142,430호에 개시된다.

상기 미국특허 제5,142,430호는 전력 라인 필터 및 서지 보호 회로 컴포넌트들 및 그 회로들에 관한 것으로서, 그것들은 전기 장비에 대한 보호적 장치를 형성하는데 사용된다. 이들 회로 컴포넌트들은 바리스터(varistor) 또는 커패시터 특성들과 같은 바람직한 전기적 특성들을 가지는 물질로 이루어진 웨이퍼들 또는 디스크들로 구성된다. 간단하고 효과적인 방법으로 시스템의 전기적 전도체들과 컴포넌트들을 전기적으로 연결하기 위하여, 그 내부에 형성된 구멍(apertures)과 상호작용하는 그 표면들상의 전극 패턴들 및 절연 밴드들이 상기 디스크에 제공된다. 전극 패턴은 사이에 끼워진 물질과 함께 공통 전극들을 형성하도록 서로 상호작용한다. 상기 미국특허 제5,142,430호는 주로 한쌍을 이룬 라인들을 필터링하는 것에 관한 것이다. 전기 시스템은 지난 10년간 짧은 제품 수명 주기를 겪어 왔다. 2년 전에 제작된 시스템은 동일한 어플리케이션의 제 3 또는 제 4 세대 변화로 쓸모없는 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 이러한 시스템들에 형성된 부품 및 회로는 아주 빠르게 발전될 필요가 있다.

컴퓨터 또는 다른 전자 시스템의 성능은 일반적으로 가장 느린 능동 엘리먼트들의 속도에 의해 제한되어 왔다. 최근까지, 이러한 엘리먼트들은 전체 시스템의 특정 기능들과 연산들을 제어하는 마이크로프로세서 및 메모리 컴포넌트들이었다. 그러나, 새로운 세대의 마이크로프로세서, 메모리 컴포넌트들 및 그들의 데이터의 출현으로, 유닛 비용을 감소시키면서 사용자에게 증가된 처리 전력 및 속도를 제공하도록 하는 강한 압박이 있다. 결과적으로, 전기 장치들에 전달된 에너지를 컨디셔닝(conditioning)하는 공학적 도전은 재정 및 기술적으로 어렵게 되었다. 1980년 이래로, 주류 마이크로프로세서의 일반적인 동작 주파수는 2000년 말에 5MHz(초당 백만 사이클)로부터 대략 1200MHZ+까지로 대략 240배 증가되었다. 프로세서 속도는 이제 초고속 RAM 아키텍처들의 개발 및 전개와 일치된다. 이러한 비약적 발전은 1GHz를 넘는 전체 시스템 속도의 증대를 허용한다. 동일한 기간 동안, 수동 부품 기술들을 유지하는데 실패했고, 배치 및 성능에 있어서의 변화들만이 단지 증가하였다. 수동 컴포넌트 설계 변화들에 있어서의 발전은 컴포넌트 크기 감소, 개별 컴포넌트 전극 층의 약간의 변형들, 새로운 유전체 발견들, 및 컴포넌트 생산 사이클 시간들을 감소시키는 제조 생산 기술들의 변경들에 집중되었다.

과거에는, 수동 부품 엔지니어는 전기 회로내에서 부품의 수를 증가시키는 것으로 설계 문제를 해결했다. 이들 해결책은 일반적으로 필터 및 제거(decouple)에 커패시터들이 사용되며, 추가적인 인덕터들 및 저항들을 포함한다.

그러나, 단일 수동 컴포넌트 및 많은 수동 컴포넌트 네트워크에 대한 라인 컨디셔닝 능력에 있어서 주요한 제한요소가 있음을 간과해서는 안된다. 이런 제한요소는 컴퓨터 산업에서 기술적인 진보 및 성장에 대한 장애를 나타내고 +GHz속도 시스템에서 최후의 남은 도전들 중 하나로서 남는다. 고속 시스템 성능에 대한 이런 제한요소는, 프로세서, 메모리 기술, 및 특정 전자 시스템의 외부에 위치된 이러한 시스템들에 에너지 및 데이터 신호를 전달하고 컨디셔닝하는 수동 컴포넌트를 지원함으로써 생성되는 제한요소들로서 집중된다.

마이크로프로세서의 증가된 속도 및 메모리 결합들은 주요 OEM들에 의한 고속 프로세서 및 새로운 메모리 결합들의 새로운 제품 개발들로 발생된 최근의 시스템 결함들에 의해 명백해진 것처럼 다른 문제를 가져온다. 현재의 수동 컴포넌트 기술은 이러한 많은 결함들 및 지연(delay)들의 근본 원인이다. 그 원인들은 일반적으로 단일 수동 컴포넌트의 동작 주파수가 5 내지 250MHz의 물리적 라인 컨디셔닝 제한값을 가진다는 것이다. 대부분의 부품을 위한 더 높은 주파수들은 시스템 부하(load)에 전달되는 에너지를 형상화(shape)하거나 제어하도록, 개별적인 L-C-R, L-C, R-C 회로망들과 같은 수동 엘리먼트들의 결합을 필요로 한다. 종래 기술로서, 200MhZ이상의 주파수에서 개별적인 L-C-R, L-C, R-C 회로망들은 이러한 회로망들을 위해 설계된 럼프(lump) 커패시턴스, 저항 또는 인덕턴스를 제공하기 보다, 오히려 전송 라인들의 특성들 및 마이크로웨이브와 같은 특징들을 나타내기 시작한다. 마이크로프로세서, 클록(clocks), 전력 전달 버스 라인들 및 메모리 시스템들의 높은 주파수와 지원 수동 엘리먼트들의 높은 주파수 간의 이러한 성능의 불일치는 시스템 결함들을 초래한다.

추가적으로, 이러한 더 높은 주파수들에서, 에너지 경로들은 통상, 전기적 및 자기적으로 함께 조화와 균형을 이루어 동작해야만 하는 전기적으로 상호보완적인 엘리먼트 또는 엘리먼트들로서, 그룹화되거나 한쌍을 이룬다. 이런 균형에 대한 장애는, 동일한 생산 배치(batch)내에서 제조된 두 개의 개별 커패시터들이 15%-25%의 임의의 범위를 갖는 커패시턴스 변화성을 쉽게 가질 수 있다는 사실이다. 10% 미만의 개별 유닛들 사이의 커패시턴스의 개별적인 변화들을 달성할 수 있지만, 테스팅(testing), 더욱 특별화된 유전체들에 대한 추가적 비용뿐만 아니라 수동 분류되는 제조 로트(lots), 및 차동 신호(differential signaling)를 위해 요구되는 개개의 편차들(variance differences)을 감소시키면서 이러한 장치들을 생산하는데 필요한 제조 기술들을 위한 비용들을 커버하도록, 실질적인 프리미엄(premium)이 지불되어야만 한다. 그러므로, 종래기술에서의 전술한 결함들의 측면에서, 본 출원인의 발명이 개시된다.

Claims (43)

1. 물질; 및

   에너지 경로 장치 장치, 및 실질적으로 동일한 크기와 형상인 적어도 두 개의 공통 전극들을 각각 포함하는 적어도 두 개의 구조물들을 포함하며,

   - 상기 에너지 경로 장치는 상기 적어도 두 개의 공통 전극들 사이에 삽입되어 차폐되고,

   - 상기 물질은 상기 두개의 공통 전극과 상기 에너지 경로 장치 사이에서 적어도 유지되며,

   - 상기 적어도 두개의 구조물들의 모든 공통 전극들은 서로 전도성으로 결합되고,

   - 상기 적어도 두개의 구조물들의 모든 에너지 경로 장치들은 실질적으로 동일한 크기와 형상이며,

   - 상기 적어도 두개의 구조물들 중 각각의 구조물은 적어도 하나의 다른 구조물과 공통 전극을 공유하는, 에너지 컨디셔너.
2. 제 1 항에 있어서, 임의의 하나의 상기 에너지 경로 장치는 임의의 하나의 상기 공통 전극보다 더 작은 것을 특징으로 하는 에너지 컨디셔너.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 에너지 경로 장치와 동일 평면에 있는 적어도 하나의 제 2 에너지 경로 장치를 갖는 각각의 상기 적어도 두 개의 구조물들을 더 포함하는 것을 특징으로 에너지 컨디셔너.
4. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 에너지 경로 장치는 적어도 하나의 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 컨디셔너.
5. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 공통 전극은 적어도 하나의 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 컨디셔너.
6. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 에너지 경로 장치 및 각각의 상기 공통 전극은 적어도 하나의 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 컨디셔너.
7. 삭제
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 컨디셔너는 피드스루 어레이 및 바이패스 어레이로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어레이로서 동작가능한 것을 특징으로 하는 에너지 컨디셔너.
9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 컨디셔너는 피드스루 커패시터, 바이패스 커패시터, 및 교차 피드스루 커패시터로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 커패시터로서 동작가능한 것을 특징으로 하는 에너지 컨디셔너.
10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 컨디셔너의 에너지 경로 장치들의 개수는 짝수 정수인 것을 특징으로 하는 에너지 컨디셔너.
11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 컨디셔너의 상기 구조물들의 개수는 짝수 정수인 것을 특징으로 하는 에너지 컨디셔너.
12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 페라이트 물질, 바리스터 물질, 및 유전체 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 물질인 것을 특징으로 하는 에너지 컨디셔너.
13. 제 1 및 제 3 전극에 삽입되어 차폐되는 제 2 전극, 및 상기 제 3 전극 및 제 5 전극에 삽입되어 차폐되는 제 4 전극을 적어도 갖는 적층된 다수의 전극들을 포함하며,

    - 상기 제 2 및 제 4 전극은 실질적으로 동일한 크기와 형상이고,

    - 상기 제 2 및 제 4 전극은 전도적으로 서로 분리되며,

    - 상기 제 2 및 제 4 전극은 각각 상기 제 1, 제 3, 또는 제 5 전극보다 더 작고,

    - 상기 제 1, 제 3 및 제 5 전극은 실질적으로 동일한 크기로 서로 정렬되고, 상기 제 2 및 제 4 전극을 차폐하도록 서로 전도성으로 결합되며,

    - 상기 제 2 및 제 4 전극은 상호 대향하는 위치들에서 상기 제 3 전극을 삽입시키는 형태로 배치되고 배향되는, 전극 장치.
14. 삭제
15. 삭제
16. 제 13 항에 있어서, 상기 전극 장치의 차폐 전극들의 개수는 홀수 정수이고, 상기 적층된 다수의 전극들의 전극들의 개수는 홀수 정수인 것을 특징으로 하는 전극 장치.
17. 제 13 항에 있어서, 상기 적층된 다수의 전극들의 각 전극은 적어도 하나의 연장부를 가지는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
18. 제 13 항에 있어서, 상기 적층된 다수의 전극들 중 각각의 차폐된 전극은 적어도 하나의 제 1 연장부를 갖고,

    상기 적층된 다수의 전극들 중 각각의 차폐 전극은 적어도 하나의 제 1 및 제 2 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
19. 제 13 항에 있어서, 상기 전극 장치는 물질을 더 포함하며,

    상기 적층된 다수의 전극들 중 임의의 하나의 전극은 적어도 상기 물질의 일부분에 의해 상기 적층된 다수의 전극들 중 임의의 다른 하나의 전극으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
20. 제 13 항에 있어서, 상기 전극 장치는 다수의 물질 부분들을 더 포함하며,

    상기 적층된 다수의 전극들 중 각각의 전극은 상기 다수의 물질 부분들의 적어도 두 개의 물질 부분들에 삽입되고,

    상기 다수의 물질 부분들의 각 물질 부분은 적어도 하나의 소정의 전기적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
21. 제 18 항에 있어서, 상기 전극 장치는,

    상기 제 2 전극의 연장부에 적어도 결합되는 제 1 외부 전극;

    상기 제 4 전극의 연장부에 적어도 결합되는 제 2 외부 전극;

    상기 적층된 다수의 전극들 중 각 차폐 전극의 상기 적어도 제 1 연장부에 적어도 결합되는 제 1 공통 외부 전극; 및

    상기 적층된 다수의 전극들 중 각 차폐 전극의 상기 적어도 제 2 연장부에 적어도 결합되는 제 2 공통 외부 전극을 더 포함하며,

    상기 전극 장치의 각 외부 전극과 상기 전극 장치의 각 공통 외부 전극은 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 전극 장치는,

    상기 제 1, 제 3 및 제 5 전극 각각의 제 3 연장부;

    상기 제 1, 제 3 및 제 5 전극 각각의 제 4 연장부; 및

    제 3 및 제 4 공통 외부 전극을 더 포함하며,

    상기 제 3 공통 외부 전극은 상기 제 1, 제 3 및 제 5 전극의 적어도 제 3 연장부에 결합되고,

    상기 제 4 공통 외부 전극은 상기 제 1, 제 3 및 제 5 전극의 적어도 제 4 연장부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
23. 제 21 항에 있어서, 상기 전극 장치는,

    제 3 및 제 4 외부 전극; 및

    상기 제 1 및 제 2 전극 각각의 제 2 연장부를 더 포함하며,

    상기 제 3 외부 전극은 상기 제 2 전극의 상기 제 2 연장부에 결합되고,

    상기 제 4 외부 전극은 상기 제 4 전극의 상기 제 2 연장부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 전극 장치는,

    제 3 및 제 4 공통 외부 전극; 및

    상기 적층된 다수의 전극들의 각 차폐 전극들 각각의 제 3 및 제 4 연장부를 더 포함하며,

    상기 제 3 공통 외부 전극은 상기 적층된 다수의 전극들의 각 차폐 전극의 상기 제 3 연장부에 결합되고,

    상기 제 4 공통 외부 전극은 상기 적층된 다수의 전극들의 각 차폐 전극의 상기 제 4 연장부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
25. 실질적으로 동일한 크기로 서로 정렬되고 서로 전도성으로 결합되는 제 1 다수 전극들;

    실질적으로 동일한 크기로 서로 정렬되고 서로 전도성으로 결합되는 제 2 다수 전극들; 및

    실질적으로 동일 크기로 정렬되고 서로 전도성으로 결합되는 제 3 다수 전극들을 포함하며,

    - 상기 제 1, 제 2 및 제 3 다수 전극들은 전도적으로 서로 분리되고,

    - 상기 제 1 다수 전극들의 각 전극은 상기 제 2 또는 제 3 다수 전극들 중 임의의 하나의 전극보다 더 크며,

    - 상기 제 2 다수 전극들의 각 전극은 상기 제 3 다수 전극들 중 해당하는 전극에 대해 대향하는 위치에 배치되고,

    - 상기 제 2 및 제 3 다수 전극들의 각 전극은 상기 제 1 다수 전극들에 삽입되어 차폐되는, 전극 장치.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 다수 전극들 중 임의의 두개의 전극들은 다수의 물질 부분들 중 적어도 하나의 물질 부분에 의해 서로 분리되어 이격되고,

    상기 다수의 물질 부분들 중 임의의 하나의 물질부분은 페라이트 물질 부분들, 유전체 물질 부분들, 및 바리스터 물질 부분들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
27. 제 25 항에 있어서, 상기 제 1 다수 전극들은 다수의 차폐 전극들이고,

    상기 제 2 다수 전극들은 제 1 다수의 차폐된 전극들이며,

    상기 제 3 다수 전극들은 제 2 다수의 차폐된 전극인 것을 특징으로 하는 전극 장치.
28. 제 25 항에 있어서, 상기 전극 장치의 전극들의 개수는 홀수 정수인 것을 특징으로 하는 전극 장치.
29. 제 25 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 다수 전극의 전극들은 적층되고, 페라이트 물질의 부분들에 의해 적어도 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
30. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 전극은 상기 다수의 전극들중 중앙 전극인 것을 특징으로 하는 전극 장치.
31. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 장치의 적어도 한 부분은 도핑 공정에 의해 만들어진 것을 특징으로 하는 전극 장치.
32. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 장치는 에너지 컨디셔닝 네트워크 및 커패시턴스 네트워크로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 네트워크의 적어도 부분인 것을 특징으로 하는 전극 장치.
33. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 장치는 바이패스 전극 장치, 피드-스루 전극 장치, 및 교차 전극 장치로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 장치인 것을 특징으로 하는 전극 장치.
34. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 장치는 기판, 모터, 및 회로로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 컴포넌트에 결합되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
35. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 장치는 분압기인 것을 특징으로 하는 전극 장치.
36. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 장치는 에너지화되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
37. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층된 다수의 전극들 중 적어도 상기 제 1, 제 3 및 제 5 전극은 상기 전극 장치내에서 인접 전기장 자속 부분들의 이탈을 함께 방지하는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
38. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층된 다수의 전극들 중 적어도 상기 제 3 전극은 상기 적층된 다수의 전극들 중 제 2 및 제 4 전극을 정전기적으로 차폐하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 전극 장치.
39. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 장치는,

    적어도 제 1 및 제 2 라인-대-접지 커패시턴스 관계로 동작가능하고,

    적어도 라인-대-라인 커패시턴스 관계로 동작가능하며,

    적어도 상기 제 1 또는 제 2 라인-대-접지 커패시턴스 관계의 커패시턴스 값은 상기 라인-대-라인 커패시턴스 관계의 커패시턴스 값의 대략 절반인 것을 특징으로 하는 전극 장치.
40. 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 회로의 제 1 부분이 적어도 상기 제 1 외부 전극에 결합되고,

    상기 회로의 제 2 부분은 적어도 상기 제 2 외부 전극에 결합되며,

    전도성 부분은 적어도 상기 공통 외부 전극들에 결합되고,

    상기 회로의 제 1 및 제 2 부분은 적어도 전도적으로 서로 분리되며 상기 전도성 부분으로부터 적어도 전도적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
41. 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 회로의 제 1 부분이 상기 적층된 다수의 전극들 중 적어도 상기 제 2 전극에 전도성으로 결합되고,

    상기 회로의 제 2 부분은 상기 적층된 다수의 전극들 중 적어도 상기 제 4 전극에 전도성으로 결합되며,

    상기 공통 외부 전극들에 전도성 부분이 결합되고,

    상기 회로의 상기 제 1 및 제 2 부분은 적어도 전도적으로 서로 분리되며 상기 공통 외부 전극들로부터 적어도 전도적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
42. 제 25 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 다수 전극들의 각각의 전극은 적어도 하나의 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 장치.
43. 제 13 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 20 항, 제 21 항, 제 22 항, 제 23 항, 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 장치의 전극들은 강자성체 특성들, 바리스터 특성들, 및 유전체 특성들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 특성들을 갖는 물질에 의해 서로로부터 적어도 이격되는 것을 특징으로 하는 전극 장치.