KR20110055924A - Emi filter reducing conductive noise - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An EMI filter for reducing a conductive noise is provided to remove the conductive noise due to a switching operation by arranging ferrite beads on both sides of a capacitor. CONSTITUTION: Both ends of a first capacitor(C1) are connected to a first input terminal(111) and a second input terminal(112). The first input terminal is connected to an active line of an AC power source. The second input terminal is connected to a neutral line of the AC power source. A ferrite bead(B1, B2) is formed on both sides of the first capacitor. A line filter(13) has first and second coils(L1, L2). The first and second coils are connected to the first input terminal and the second input terminal. One sides of a second capacitor and a third capacitor are connected to the other sides of the first and second coils. The other sides of the second and third capacitors are grounded.

Description

전도성 노이즈를 감소시킬 수 있는 ＥＭＩ 필터{EMI FILTER REDUCING CONDUCTIVE NOISE}EMI filter which can reduce conductive noise {EMI FILTER REDUCING CONDUCTIVE NOISE}

본 발명은 EMI 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스위칭 모드 전원 공급 장치(Switching Mode Power Supply: SMPS)의 스위칭 동작 의해 발생하는 전도성 노이즈가 교류(AC) 전원으로 입력되는 것을 차단할 수 있는 EMI 필터에 관한 것이다.The present invention relates to an EMI filter, and more particularly, to an EMI filter capable of blocking conductive noise generated by a switching operation of a switching mode power supply (SMPS) from being input into an alternating current (AC) power source. It is about.

근래에 디스플레이 분야는, 기존의 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT)에서 고해상도와 대형화가 가능한 새로운 기술의 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD)로 급격하게 대체되고 있다. 특히, 대형 디스플레이 시장에서는 밝기나 선명도에서 다른 평판 디스플레이에 비해 우수성을 갖는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD)가 급격한 성장세를 보이고 있어 향후 디스플레이 시장의 주도적 역할 을 할 것으로 기대되고 있다.In recent years, the display field has been rapidly replaced by a flat panel display (FPD) of a new technology capable of high resolution and large size from an existing cathode ray tube (CRT). In particular, in the large display market, liquid crystal displays (LCDs), which have superiority to other flat panel displays in terms of brightness and clarity, are showing rapid growth and are expected to play a leading role in the future display market.

초기 LCD 디스플레이는 백라이트의 광원으로 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)가 주로 사용되었으나 내구성이나 환경 오염의 문제로 인해 최근에는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)가 새로운 광원으로 대체되고 있 다. 이 LED 광원은 전력 소모, 내구성 및 친환경성을 가질 뿐만 아니라 LCD 디스플레이의 두께를 현저하게 줄여 LCD 디스플레이를 사용한 TV 등의 슬림화를 가능하게 하는 장점이 있다.In the early LCD display, Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) was mainly used as a light source of the backlight, but recently, a light emitting diode is being replaced by a new light source due to durability or environmental pollution. This LED light source not only has power consumption, durability and eco-friendliness, but also significantly reduces the thickness of the LCD display, thereby making it possible to slim down a TV using an LCD display.

이러한 LED 광원을 이용한 LCD를 채용한 TV 등의 슬림화가 진행 됨에 따라 디스플레이의 후면에 배치되는 전원부와 TV 등의 외부 케이스의 이격 거리가 단축되었다. 통상, LCD 디스플레이의 백라이트의 전원을 제공하는 전원부는 스위칭 모드 전원 공급 장치(Switching Mode Power Supply: SMPS)로 구현되는데 이 SMPS의 스위칭 동작에 의해 발생하는 노이즈가 인접하게 배치된 외부 케이스를 통해 전도되어 전원부에 구비된 노이즈 필터에 포함된 캐패시터로 유기되는 문제가 발생한다. 노이즈 필터의 캐패시터에 유기된 전도성 노이즈는 교류 전원 입력단으로 전달되어 다른 전자제품의 동작에 영향을 미치는 등의 문제를 발생시킬 수 있다.As the slimming of a TV using an LCD using the LED light source is progressed, the separation distance between the power unit disposed at the rear of the display and the external case of the TV is shortened. In general, a power supply unit for supplying power to the backlight of the LCD display is implemented as a switching mode power supply (SMPS), in which noise generated by the switching operation of the SMPS is conducted through an adjacently disposed external case. Problems induced by the capacitor included in the noise filter provided in the power supply unit occurs. Conductive noise induced in the capacitor of the noise filter may be transmitted to the AC power input terminal, thereby causing problems such as affecting the operation of other electronic products.

본 발명은, 스위칭 모드 전원 장치의 스위칭 동작에 의해 캐패시터로 유기되는 전도성 노이즈를 감소 또는 제거할 수 있는 EMI 필터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.An object of the present invention is to provide an EMI filter capable of reducing or eliminating conductive noise induced in a capacitor by a switching operation of a switching mode power supply.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

교류 전원의 활성선에 연결된 제1 입력단 및 상기 교류 전원의 중성선에 연결된 제2 입력단에 양단이 연결된 제1 캐패시터; 및A first capacitor having both ends connected to a first input terminal connected to an active line of an AC power source and a second input terminal connected to a neutral wire of the AC power source; And

상기 제1 캐패시터의 양단에 각각 구비된 페라이트 비드를 포함하는 EMI 필터를 제공한다.Provided is an EMI filter comprising ferrite beads provided at both ends of the first capacitor.

본 발명의 일실시형태는, 상기 제1 입력단 및 제2 입력단에 각각 일단이 연결되며 상호 유도결합되는 제1 및 제2 코일을 갖는 라인필터 및 상기 라인 필터의 제1 및 제2 코일의 타단에 각각 일단이 연결되고 그 타단은 접지된 제2 및 제3 캐패시터를 더 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention, one end is connected to the first input terminal and the second input terminal, respectively, and a line filter having first and second coils coupled to each other and the other end of the first and second coils of the line filter Each end may be further connected and the other end may further include grounded second and third capacitors.

본 발명의 일실시형태는, 상기 제1 입력단 및 제2 입력단에 양단이 연결된 바리스터를 더 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention may further include a varistor having both ends connected to the first input terminal and the second input terminal.

본 발명의 일실시형태는, 상기 라인 필터를 구성하는 제1 및 제2 코일의 각 타단에 양단이 연결된 바리스터를 더 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention may further include a varistor having both ends connected to each other end of the first and second coils constituting the line filter.

본 발명의 일실시형태는, 상기 제1 입력단에 일단이 연결되고 타단이 접지되는 제4 캐패시터를 더 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention may further include a fourth capacitor having one end connected to the first input terminal and the other end grounded.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 페라이트 비드는 상기 제1 캐패시터를 회로기판에 고정하기 위한 상기 제1 캐패시터의 리드에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ferrite beads may be disposed in the leads of the first capacitor for fixing the first capacitor to the circuit board.

본 발명에 따르면, 교류 전원의 활성선과 중성선 사이에 연결된 캐패시터의 양단에 배치된 페라이트 비드를 통해 스위칭 모드 전원장치의 스위칭 동작에 의해 발생하여 전자제품의 철제 케이스를 매개로 전도되는 전도성 노이즈를 제거할 수 있다. 이를 통해 캐패시터에 전도성 노이즈가 유기되어 교류전원 입력단으로 전도성 노이즈가 유입되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, conductive noise generated by a switching operation of a switching mode power supply through ferrite beads disposed at both ends of a capacitor connected between an active line and a neutral line of an AC power source to remove conductive noise conducted through a steel case of an electronic product is removed. Can be. Through this, conductive noise is induced in the capacitor, thereby preventing conductive noise from flowing into the AC power input terminal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to the person skilled in the art to which this invention belongs. Therefore, it should be noted that the shape and size of the components shown in the drawings may be exaggerated for more clear explanation.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 EMI 필터의 회로도이다.1 is a circuit diagram of an EMI filter according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 따른 EMI 필터는, 교류 전원의 입력단(11) 중 활성선(Live)에 연결된 제1 입력단(111)과 상기 교류 전원의 입력단(11) 중 중성선(Neutral)에 연결된 제2 입력단(112)에 양단이 연결된 제1 캐패시터(C1)와, 상기 제1 캐패시터(C1)의 양단에 각각 구비된 페라이트 비드(B1, B2)와, 상기 제1 입력(111)단 및 제2 입력단(112)에 각각 일단이 연결되며 상호 유도결합되는 제1 및 제2 코일(L1, L2)을 갖는 라인필터(13)와, 상기 라인필터(13)의 상기 라인 필터의 제1 및 제2 코일의 타단에 각각 일단이 연결되고 그 타단은 접지된 제2 및 제3 캐패시터(C2, C3)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, an EMI filter according to an embodiment of the present invention includes a first input terminal 111 connected to an active line Live among input terminals 11 of an AC power source and an input terminal 11 of the AC power source. First capacitor C1 connected at both ends to a second input terminal 112 connected to a neutral wire, ferrite beads B1 and B2 provided at both ends of the first capacitor C1, and the first capacitor. A line filter 13 having first and second coils L1 and L2 connected to an input 111 end and a second input end 112 and inductively coupled to each other; One end is connected to the other end of the first and second coils of the line filter, respectively, and the other end may include the second and third capacitors C2 and C3 that are grounded.

본 발명의 일실시형태는, 상기 제1 입력단(111) 및 제2 입력단(112)에 양단이 연결된 제1 바리스터(V1)와, 상기 라인 필터(13)을 구성하는 제1 및 제2 코일의 (L1, L2)의 각 타단에 양단이 연결된 제2 바리스터(V2)를 더 포함하여 구성될 수 있다.One embodiment of the present invention, the first varistor (V1) of which both ends are connected to the first input terminal 111 and the second input terminal 112 and the first and second coils constituting the line filter (13) The second varistor V2 connected to both ends of each of the ends L1 and L2 may be further configured.

상기와 같은 회로 구조를 갖는 본 발명에 따른 EMI 필터는 교류전원 입력단(11)과 SMPS 스위칭부(14) 사이에 구비되어 교류 전원에 의한 전자파(노이즈)를 감쇄시키며 서지 전압으로부터 회로를 보호할 수 있다.EMI filter according to the present invention having the circuit structure as described above is provided between the AC power input terminal 11 and the SMPS switching unit 14 to attenuate electromagnetic waves (noise) by the AC power and protect the circuit from surge voltage. have.

상기 제1 캐패시터(C1)는 교류전원의 활성선과 중성선의 두 라인 사이에 구 비되는 캐패시터로서 그 연결구조에 의해 X-캐패시터(across-the-line capacitor)라고도 한다. 상기 제1 캐패시터(C1)는 차동모드(Differential Mode) 노이즈를 제거하기 위한 것으로 판상의 전도 필름을 복수개 적층하여 제조된 적층 캐패시터로 구현될 수 있으며, 그 양단은 리드를 통해 회로 기판에 고정될 수 있다. The first capacitor C1 is a capacitor provided between two lines of an active line and a neutral line of an AC power source, and is also referred to as an X-capacitor by its connection structure. The first capacitor C1 may be implemented as a stacked capacitor manufactured by stacking a plurality of plate-like conductive films to remove differential mode noise, and both ends of the first capacitor C1 may be fixed to a circuit board through a lead. have.

도 2는 스위칭 모드 전원 장치를 구비하는 LCD TV의 측면 모식도로서, LCD TV 등과 같은 전자제품이 슬림화 됨에 따라 LCD 패널(22) 후방에 배치되는 전원 회로가 LCD TV의 후면 케이스(21)와 매우 인접하게 배치된다. 이에 따라 스위칭 모드 전원 장치의 스위칭부(14)에서 발생하는 노이즈가 가까이 위치한 후면의 철제 케이스(21)를 통해 전도되어 상기 제1 캐패시터(C1)으로 유기될 수 있다. 제1 캐패시터(C1)에 유기된 전도성 노이즈는 교류전원 입력단으로 흘러 들어가 여러가지 문제를 발생시킬 수 있다.FIG. 2 is a schematic side view of an LCD TV having a switching mode power supply, in which a power circuit disposed behind the LCD panel 22 is very close to the rear case 21 of the LCD TV as electronic products such as an LCD TV are slimmed. To be placed. Accordingly, the noise generated by the switching unit 14 of the switching mode power supply may be conducted through the iron case 21 located on the rear side of the switching mode power supply unit to be induced to the first capacitor C1. The conductive noise induced in the first capacitor C1 may flow into the AC power input terminal and cause various problems.

이러한 전도성 노이즈가 제1 캐패시터(C1)에 유기되는 것을 방지하기 위해 본 발명은 상기 제1 캐패시터(C1)의 양단에 페라이트 비드(B1, B2)를 배치한다. 도 3은 실제 회로에서 제1 캐패시터와 페라이트 비드의 배치예를 도시한 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 페라이트 비드(B1, B2)는 원통형으로 제조되어 상기 제1 캐패시터(C1)의 양단을 회로 기판에 연결 고정하는 리드를 상기 페라이트 비드(B1, B2)에 삽입한 형태로 실제 회로상에 배치될 수 있다. SMPS의 스위칭에 의해 발생하여 외부 철제 케이스를 통해 전도된 노이즈는 제1 캐패시터(C1)에 유기되기 전에 상기 페라이트 비드를 통과하면서 페라이트 비드의 발열을 통해 제거된다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 캐패시터(C1)의 양단에 배치된 페라이트 비드(B1, B2)를 통해 제1 캐패시터(C1)로 전달되는 전도성 노이즈가 제거될 수 있다.In order to prevent such conductive noise from being induced in the first capacitor C1, the present invention arranges ferrite beads B1 and B2 at both ends of the first capacitor C1. FIG. 3 is a diagram showing an arrangement example of a first capacitor and ferrite beads in an actual circuit. As shown in FIG. 3, the ferrite beads B1 and B2 are formed in a cylindrical shape, and inserted leads into the ferrite beads B1 and B2 for fixing both ends of the first capacitor C1 to a circuit board. Form on the actual circuit. Noise generated by the switching of the SMPS and conducted through the external steel case is removed through the heat generation of the ferrite beads while passing through the ferrite beads before being induced to the first capacitor C1. As described above, according to the present invention, conductive noise transmitted to the first capacitor C1 through the ferrite beads B1 and B2 disposed at both ends of the first capacitor C1 may be removed.

상기 라인필터(13)는 상기 제1 입력(111)단 및 제2 입력단(112)에 각각 일단이 연결되며 상호 유도결합되는 제1 및 제2 코일(L1, L2)로 구성될 수 있다. 상기 라인 필터(13)는 저주파 대역의 공통 모드(Common Mode) 노이즈를 억제하기 위해 구비된다.The line filter 13 may include first and second coils L1 and L2 having one end connected to each of the first input 111 and the second input 112 and inductively coupled to each other. The line filter 13 is provided to suppress common mode noise in a low frequency band.

상기 제2 및 제3 캐패시터(C1, C2)는 상기 라인필터(13)의 상기 라인 필터의 제1 및 제2 코일의 타단에 각각 일단이 연결되고 그 타단은 접지된 형태의 회로 연결 구조를 가지며 고주파 대역의 공통 모드 노이즈를 억제하기 위해 구비된다.One end of each of the second and third capacitors C1 and C2 is connected to the other end of the first and second coils of the line filter of the line filter 13, and the other end has a circuit connection structure of a grounded type. It is provided to suppress common mode noise in the high frequency band.

상기 제1 바리스터(V1)는 상기 제1 입력단(111) 및 제2 입력단(112)에 양단이 연결되며, 상기 제2 바리스터는 상기 라인 필터(13)을 구성하는 제1 및 제2 코일의 (L1, L2)의 각 타단에 양단이 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2 바리스터(V1, V2)는 충격 서지 전압이나 낙뢰 등에 의해 과전압이 걸리는 경우 도통되어 회로를 보호한다.The first varistor V1 is connected to both ends of the first input terminal 111 and the second input terminal 112, and the second varistor is formed of the first and second coils constituting the line filter 13. Both ends may be connected to each other end of L1 and L2). The first and second varistors V1 and V2 are turned on to protect the circuit when an overvoltage is applied due to an impact surge voltage or a lightning strike.

상기 제4 캐패시터(C4)는, 소위 Y-캐패시터로 불리는 것으로 공통모드 노이즈를 필터링 하기 위해 활성선과 접지 사이에 연결될 수 있다.The fourth capacitor C4 is called a Y-capacitor and may be connected between the active line and the ground to filter common mode noise.

도 1에 도시된 본 발명의 일실시형태에서 도면 참조부호 '12'는 과전류 또는 과전압 인가시 회로를 보호하기 위해 라인을 개방(open)시키는 휴즈이다.In one embodiment of the present invention shown in FIG. 1, reference numeral 12 denotes a fuse that opens a line to protect a circuit when an overcurrent or overvoltage is applied.

도 4의 (a) 및 (b)는 제1 캐패시터의 양단에 페라이트 비드를 배치하지 않은 EMI 필터를 사용한 LCD TV와 본 발명의 일실시형태에 따라 제1 캐패시터의 양단에 페라이트 비드를 배치한 EMI 필터를 사용한 LCD TV의 EN55013 규격 테스트 결과를 도시한 도면이다.4A and 4B illustrate an LCD TV using an EMI filter in which no ferrite beads are disposed at both ends of the first capacitor, and an EMI in which ferrite beads are arranged at both ends of the first capacitor according to the embodiment of the present invention. The following figure shows the EN55013 standard test result of an LCD TV using a filter.

페라이트 비드를 배치하지 않은 도 4의 (a)의 경우 150 kHz에서 EN55013 규격과의 마진이 1.9 dB에 불과하였으나, 페라이트 비드를 배치한 도 4의 (b)의 경우 동일 주파수에서 EN55013 규격과의 마진이 11.6 dB로 현저하게 노이즈 특성이 개선되었음을 확인할 수 있다.In Figure 4 (a) without ferrite beads, the margin with the EN55013 standard was only 1.9 dB at 150 kHz, but in Figure 4 (b) with ferrite beads, the margin with EN55013 standard at the same frequency It can be seen that the noise characteristic is remarkably improved with this 11.6 dB.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the following claims and their equivalents.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 EMI 필터의 회로도.1 is a circuit diagram of an EMI filter according to one embodiment of the present invention.

도 2는 스위칭 모드 전원 장치를 구비하는 LCD TV의 측면 모식도.2 is a schematic side view of an LCD TV having a switched mode power supply.

도 3은 실제 회로에서 본 발명의 일실시형태에 따른 제1 캐패시터와 페라이트 비드의 배치예를 도시한 도면. 3 shows an example of arrangement of a first capacitor and a ferrite bead according to an embodiment of the present invention in an actual circuit.

도 4의 (a) 및 (b)는 제1 캐패시터의 양단에 페라이트 비드를 배치하지 않은 EMI 필터를 사용한 LCD TV와 본 발명의 일실시형태에 따라 제1 캐패시터의 양단에 페라이트 비드를 배치한 EMI 필터를 사용한 LCD TV의 EN55013 규격 테스트 결과를 각각 도시한 도면.4A and 4B illustrate an LCD TV using an EMI filter in which no ferrite beads are disposed at both ends of the first capacitor, and an EMI in which ferrite beads are arranged at both ends of the first capacitor according to the embodiment of the present invention. The figure which shows the EN55013 standard test result of LCD TV using a filter, respectively.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

11: 교류전원 입력단 111: 제1 입력단11: AC power input terminal 111: first input terminal

112: 제2 입력단 12: 휴즈112: second input terminal 12: fuse

C1: 제1 캐패시터(X-캐패시터) B1, B2: 페라이트 비드C1: first capacitor (X-capacitor) B1, B2: ferrite bead

13: 라인 필터 C4: 제4 캐패시터(Y-캐패시터)13: line filter C4: fourth capacitor (Y-capacitor)

Claims (6)

교류 전원의 활성선에 연결된 제1 입력단 및 상기 교류 전원의 중성선에 연결된 제2 입력단에 양단이 연결된 제1 캐패시터; 및A first capacitor having both ends connected to a first input terminal connected to an active line of an AC power source and a second input terminal connected to a neutral wire of the AC power source; And 상기 제1 캐패시터의 양단에 각각 구비된 페라이트 비드를 포함하는 EMI 필터.EMI filter comprising a ferrite bead respectively provided on both ends of the first capacitor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 입력단 및 제2 입력단에 각각 일단이 연결되며 상호 유도결합되는 제1 및 제2 코일을 갖는 라인필터; 및A line filter having first and second coils having one end connected to each of the first input terminal and the second input terminal and inductively coupled to each other; And 상기 라인 필터의 제1 및 제2 코일의 타단에 각각 일단이 연결되고 그 타단은 접지된 제2 및 제3 캐패시터를 더 포함하는 EMI 필터.EMI filter further comprises a second and third capacitor, one end of which is connected to the other end of the first and second coils of the line filter, and the other end of which is grounded. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 입력단 및 제2 입력단에 양단이 연결된 바리스터를 더 포함하는 EMI 필터.EMI filter further comprises a varistor having both ends connected to the first input terminal and the second input terminal. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 라인 필터를 구성하는 제1 및 제2 코일의 각 타단에 양단이 연결된 바리스터를 더 포함하는 EMI 필터.EMI filter further comprises a varistor connected to both ends of each of the first and second coils constituting the line filter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 입력단에 일단이 연결되고 타단이 접지되는 제4 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 EMI 필터.EMI filter, characterized in that it further comprises a fourth capacitor having one end connected to the first input terminal and the other end is grounded. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 페라이트 비드는 상기 제1 캐패시터를 회로기판에 고정하기 위한 상기 제1 캐패시터의 리드에 배치되는 것을 특징으로 하는 EMI 필터.And the ferrite bead is disposed in a lead of the first capacitor to secure the first capacitor to a circuit board.
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