CN105099089A - 射频滤波器及具有该射频滤波器的电机 - Google Patents

Abstract

本发明为射频滤波器及具有该射频滤波器的电机，提供一种电机，包括用于连接至外部电源的接线端及连接至该接线端的内部电路，还包括射频滤波器，该射频滤波器包括导线，该导线在一个柱状的平行于轴向的表面沿螺纹线绕制成一个中空的柱状的线圈，该导线位于该柱状轴向两侧的两个端分别连接对应的接线端及该内部电路。由于射频滤波器的大部分导线向外辐射的电磁波的强度均会不同程度地被由其它导线反射的电磁波所削弱，从而可降低整个电机对外表现出来的辐射值。本发明还提供一种电机射频滤波器。

Description

射频滤波器及具有该射频滤波器的电机

技术领域

本发明涉及一种射频滤波领域，尤其涉及一种射频滤波器及具有该射频滤波器的电机。

背景技术

永磁直流有刷电机的定子通常包括一个杯状的外壳、多个固定至该外壳内壁的永磁体以及一个封闭该外壳的开口的端盖。该端盖通常设置有电刷及电连接至电刷的接线柱，接线柱延伸至端盖之外，用于连接至外部电源，从而使外部电源向电刷供电。接线柱与电刷之间通常通过一根较直的导线或者导电片进行连接。然而在电机工作过程中，电机内部所产生的射频信号会耦合至上述导线或者导电片，并通过该导线或者导电片辐射出去，造成整个电机所产生的电磁辐射信号较大。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可降低电磁辐射信号的射频滤波器，同时也提供一种具有该射频滤波器的电机。

本发明提供一种射频滤波器，包括导线，该导线在一个柱状的平行于轴向的表面沿螺纹线绕制成一个中空的柱状的线圈，该导线位于该柱状轴向两侧的两个端构成该射频滤波器的输入端及输出端。

本发明提供一种射频滤波器，包括导线，该导线在一个柱状的平行于轴向的表面沿螺纹线绕制成一个中空的柱状的线圈，该导线位于该柱状轴向两侧的两个端构成该射频滤波器的输入端及输出端。

本发明还提供一种电机，包括用于连接至外部电源的接线端、连接至该接线端的内部电路、以及上述的任一种射频滤波器。

本发明的射频滤波器中，由于射频滤波器的大部分导线向外辐射的电磁波的强度均会不同程度地被由其它导线反射的电磁波所削弱，整个射频滤波器对外辐射的电磁波的强度被大大削弱。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施方式的射频滤波器的立体示意图。

图2为射频滤波器的一圈导线的一段在平面内向一个方向所辐射出的电磁波与其它圈导线的互相平行的一段所反射的电磁波的示意图。

图3为部分射频滤波器沿图2的切线III-III所看的平面上导线向外辐射的电磁波与相邻的导线所放射回来的电磁波的示意图。

图4为本发明第二实施方式的射频滤波器的平面示意图。

图5为本发明一个实施方式提供的具有射频滤波器的电机的示意图。

图6为图5的电机的射频滤波器的一个实施方式的立体示意图。

图7为图5的电机的射频滤波器的另一实施方式的立体示意图。

图8为图5的电机的射频滤波器的又一实施方式的立体示意图。

图9为图1的射频滤波器的另一实施方式的立体示意图。

图10为图4的射频滤波器的另一实施方式的平面示意图。

图11为图4所示的射频滤波器的另一实施例的立体图。

图12为图4所示的射频滤波器的又一实施例的平面图。

图13为图12的背面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述，从而凸显本发明的技术方案及有益效果。

请结合图1，其为本发明第一实施方式的射频滤波器10的立体示意图。射频滤波器10包括外层包覆有绝缘材料的导线12。导线12在一个柱状(如图中的虚线所示)的平行于轴向的表面沿螺纹线绕制成一个中空的柱状的线圈，导线12位于该柱状轴向两侧的两个端构成该射频滤波器10的输入端及输出端。

请结合图2，其为射频滤波器10的一圈导线在平面内向一个方向所辐射出的电磁波与其它圈导线之间的反射关系的示意图，现结合图2说明射频滤波器10降低电磁辐射信号的原理。信号流进射频滤波器10后，导线12.1将向外辐射出电磁波1.1，电磁波1.1在遇到导线12.2时将被反射，反射的电磁波2.1将干涉电磁波1.1并减弱其强度。如此，经过导线12.2的电磁波1.1被削减成强度较弱的电磁波1.2。同理，导线12.3反射电磁波1.2所形成的电磁波2.2削弱了电磁波1.2，从而形成强度更低的电磁波1.3。当后面还有导线时，电磁波的强度再被逐渐削弱，原理与上述的相同，不再做赘述。

导线辐射出的电磁波实际不仅在图2所示平面传播，而是在一个以导线为中心的立体空间内传播，其示意图可如图3所示。导线12.1所辐射出去的电磁波1.1在立体空间内传播，其中部分会被导线12.2反射，被导线12.2反射的电磁波2.1同样是在立体空间内传播。在立体空间内，被反射的电磁波2.1同样会削弱电磁波1.1的强度。

可见，基于上述原理，图1所示的射频滤波器10除了其轴向两端面上的一圈导线向外的一侧外所辐射出去的大致沿轴向外的电磁波没有被其它导线反射之外，该线圈的其它部分及其余各圈导线上所辐射出去的电磁波的强度均会不同程度地被由导线反射的电磁波所削弱。因此，整个线圈的对外辐射的电磁波强度被大大削弱，既是说，电磁辐射信号被有效降低。

请结合图4，其为本发明第二实施方式的射频滤波器20的平面示意图。射频滤波器20包括外层包覆有绝缘材料的导线22，导线22在一个平面上沿螺旋线绕成一个线圈。导线22位于该线圈径向内外两侧的两个端构成该射频滤波器20的输入端及输出端。与上述第一方式描述的远离相同，射频滤波器20除了其最外一圈导线向外的一侧所辐射出去的大致沿径向向外的电磁波没有被其它导线反射之外，该线圈的其它部分及其余各圈导线上所辐射出去的电磁波的强度均会不同程度地被由导线反射的电磁波所削弱。因此，整个线圈的对外辐射的电磁波强度被大大削弱，既是说，电磁辐射信号被有效降低。

从以上描述可知，上述第一实施方式的射频滤波器10由于其轴向两端面上的一圈导线沿轴向向外的一侧没有能反射其辐射出去的电磁波的导线，因此，射频滤波器10轴向两端大致沿轴向方向的电磁波辐射值会比其它部位的辐射值高。上述第二实施方式的射频滤波器20由于其最外一圈导线沿径向向外的一侧没有能反射其辐射出去的电磁波的导线，因此，射频滤波器20径向外侧的沿径向方向的电磁波辐射值会比其它部位的辐射值高。实际使用中，可根据需要选择射频滤波器10或20。

请结合图5，其为本发明一个实施方式提供的具有射频滤波器的电机与电源的连接的示意图。电机30包括定子及转子。定子包括定子磁极32、电刷34，34’、射频滤波器36，36’及用于连接至电源正负端的接线端33，33’。定子磁极32可以是永磁磁极，也可以是由线圈形成的磁极，电刷34，34’分别通过射频滤波器36，36’连接至接线端33，33’。转子包括换向器38及转子磁极，转子磁极由绕制至转子铁芯的线圈形成。电机30的具体结构为现有技术，本申请不做详细描述。图5中显示了两个电刷，然而可以理解，当电机的电刷多于两个时，射频滤波器的数量可随着增加或一个射频滤波器可连接至多个同极性的电刷。

两个射频滤波器36，36’的具体实施方式可以是两个分开设置的如图1所示的射频滤波器(图1中的标号为10)，其两端分别连接对应的电源端(正极电源端或负极电源端)及对应的电刷。在其它实施中，比如图6所示的实施方式中，两个射频滤波器36，36’在平行如图1虚线所示的柱状的轴向方向上并行沿螺纹线绕制，如此，可节省射频滤波器所占用的空间。

两个射频滤波器36，36’的具体实施方式也可以是两个分离的任意设置的如图4所示的射频滤波器(图1中的标号为20)，比如并排地固定至一个电路板上，其两端分别连接对应的电源端及对应的电刷。在另一实施，比如图7所示的实施方式中，两个射频滤波器36，36’在平行其所在平面的方向上并行沿螺旋线绕制，如此，可提高绕制的效率。在又一实施方式，比如图8所示的实施方式中，两个射频滤波器36，36’沿一个平行其所在平面的面对称设置，如此，有利于各射频滤波器辐射向彼此的电磁波的相互削弱，具有更佳的降低电磁辐射信号的效果。

在上述的射频滤波器应用至电机的实施方案中，由于射频滤波器在电刷与电源端之间的间距中占据了一定的距离，因此，背景技术中所提到的较直的导线或者导电片的长度将会大大减少甚至完全由射频滤波器代替。如此，可降低整个电机对外表现出来的辐射值。

由于电机中的线圈在高频地变换其中的电流方向的过程中都可能诱发电磁波，因此，可以理解，上述的射频滤波器也可以应用至无刷电机中，而不限于上述实施方式的有刷电机。可将上述有刷电机的电刷及其它实施方式中可能在电源端与电刷之间连接的电感及电容，或者无刷电机中对电源进行变换的电路均统称为电机的内部电路，射频滤波器便连接在电源端与该内部电路之间。而且，电刷与电源端之间也不限于连接一个射频滤波器，也可以是多个射频滤波器串联起来，比如通过一个直导线串联起来。

上述实施方式所示的为标准的弧形的螺纹线及螺旋线。作为可替代方案，当该螺纹线如图9所示的多边的形状，螺旋线如图10所示的三角的形状时，或如图11所示的椭圆形时，同样可以实现基本相同的效果。因此，本发明所指的螺纹线及螺旋线不限于弧形，椭圆形、三角形、方形或多边形等形状也属于本发明的螺纹线及螺旋线所涵盖的范围。换言之，本发明所指的螺旋线并不限于标准的螺旋线，沿特定的轨迹以类似于螺旋的规律向外逐层卷绕而成的形状，都应当被理解为本发明的螺旋线。所述特定的轨迹可以是类似于三角形、方形、多边形、椭圆形等的几何形状。

还应当指出，上述各个实施方式中的射频滤波器均使用外层包覆有绝缘材料的导线，这样的导线在市场上容易获得，成本也较低，绕制方便。该绝缘层的作用是防止相邻圈的导线相互短路。然而可以理解，射频滤波器不限于使用外层包覆有绝缘材料的导线制成，其也可由外层没有包覆有绝缘材料的导线制成，此时导线之间相互间隔以达到相邻圈的导线之间不相互短路便可，比如图1所示；或者，当相邻圈的导线会相互接触时，仅在相互接触处设置一层绝缘片或绝缘膜，只要达到相互之间不短路便可。

上述实施例中的射频滤波器都是单独的元件。如图12所示，作为可替代方案，射频滤波器40、40’不是单独的元件，而是以直接印刷于电路板50上的形式存在，也即是说，构成所述射频滤波器40、40’的导线是印刷于电路板50上的导体。上述射频滤波器40、40’分别与电机的正接线端子和负接线端子电连接。由于射频滤波器40、40’被印刷在电路板上，加工方便，减少了单独电子元件的数量，同时还节约了电路板50附近的空间。

此外，请参阅图13，当需要具有更高的性能的射频滤波器，即需要射频滤波器具有更大长度或者说更多匝数的导体，但电路板50的第一表面空间又不够扩展射频滤波器时，只需在电路板50的第二表面印刷额外的射频滤波器41、41’，并使射频滤波器41、41’分别通过电路板50的过孔51、51’与第一表面的射频滤波器40、40’形成串联，使得所述两个射频滤波器40和40’、或41与41’构成一个整体。这种升级扩展的方式更加方便、灵活。较佳的，所述电路板50还设有其他电子元件52、53、53’等。其中电子元件53和53’为电感。如图13所示，电感53、53’分别位于射频滤波器41和41’的上方。由于射频滤波器41、41’印刷于电路板50上，因此，并不影响电感53、53’的设置，因此，实施本实施方式，有利于在特定大小的电路板上设置更多的电子元件。以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的适当改变及等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种射频滤波器，包括导线，该导线在一个柱状的平行于轴向的表面沿螺纹线绕制成一个中空的柱状的线圈，该导线位于该柱状轴向两侧的两个端构成该射频滤波器的输入端及输出端。

2.一种射频滤波器，包括导线，该导线在一个平面上沿螺旋线绕成一个线圈，该导线位于该线圈径向内外两侧的两个端构成该射频滤波器的输入端及输出端。

3.如权利要求1或2所述的射频滤波器，其特征在于，该导线的外层包覆有绝缘材料。

4.一种电机，包括用于连接至外部电源的接线端及连接至该接线端的内部电路，其特征在于，还包括射频滤波器，该射频滤波器包括导线，该导线在一个柱状的平行于轴向的表面沿螺纹线绕制成一个中空的柱状的线圈，该导线位于该柱状轴向两侧的两个端分别连接对应的接线端及该内部电路。

5.如权利要求4所述的电机，其特征在于，包括两个所述射频滤波器，该两个射频滤波器的导线在平行所述柱状的轴向方向上并行沿螺纹线绕制，并且至少一个导线的外层包覆有绝缘材料。

6.一种电机，包括用于连接至外部电源的接线端及连接至该接线端的内部电路，其特征在于，还包括射频滤波器，该射频滤波器包括导体，该导体在一个平面上沿螺旋线绕成一个线圈，该导***于该线圈径向内外两侧的两个端分别连接对应的接线端及该内部电路。

7.如权利要求6所述的电机，其特征在于，包括两个所述射频滤波器，该两个射频滤波器由导线制成，该两射频滤波器的导线在平行所述平面的方向上并行沿螺旋线绕制。

8.如权利要求6所述的电机，其特征在于，包括两个所述射频滤波器，该两个射频滤波器的线圈沿一个平行于所述平面的面对称设置。

9.如权利要求6所述的电机，其特征在于，包括两个所述射频滤波器，该两个射频滤波器的线圈在一个电路板上并排设置。

10.如权利要求6所述的电机，其特征在于，所述射频滤波器大致呈椭圆形、三角形、方形、或多边形。

11.如权利要求6所述的电机，其特征在于，还包括一带印刷电路的电路板，所述射频滤波器被印刷在所述电路板上，并通过所述电路板上的印刷电路实现与接线端和内部电路的电连接。

12.如权利要求6至9任一项所述的电机，其特征在于，至少一个导线的外层包覆有绝缘材料。

13.一种电机，包括用于连接至外部电源的接线端及电连接至该接线端的内部电路，其特征在于，还包括电连接至该内部电路的射频滤波器，该射频滤波器包括导体，所述导体在一个平面上连续地、逐层地向外扩展延伸。

14.如权利要求13所述的电机，其特征在于，所述射频滤波器的导体以螺旋线的规律向外扩展延伸。

15.如权利要求13所述的电机，其特征在于，所述射频滤波器的导体以三角形、方形、多边形、或椭圆形的规律向外扩展延伸。

16.如权利要求13所述的电机，其特征在于，还包括一电路板，所述射频滤波器被印刷在所述电路板上，并通过电路板上的印刷电路实现与内部电路的电连接。

17.如权利要求13所述的电机，其特征在于，所述电路板包括第一表面和第二表面，所述射频滤波器包括印刷在第一表面的第一射频滤波器和印刷在第二表面的第二射频滤波器，所述第一射频滤波器和第二射频滤波器位置对应且通过电路板上的过孔形成串联。