CN204425289U - 共模噪声滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的在于提供能够使高频区域的共模噪声的衰减特性提升的共模噪声滤波器。本实用新型的共模噪声滤波器，由螺旋状的第1线圈导体(16)以及第2线圈导体(17)构成第1线圈(12)，并且由螺旋状的第3线圈导体(18)以及第4线圈导体(19)构成第2线圈(13)，进而使第1线圈导体(16)和第3线圈导体(18)磁耦合来形成第1共模滤波器部(20)，使第2线圈导体(17)和第4线圈导体(19)磁耦合来形成第2共模滤波器部(21)，将第1共模滤波器部(20)和第2共模滤波器部(21)串联连接，且在第1～第4线圈导体(16～19)的位于最上方的第1线圈导体(16)的上方形成有金属层(14)。
Description
技术领域
本实用新型涉及在数码设备、AV设备、信息通信终端等各种电子设备中使用的小型且薄型的共模噪声滤波器。
背景技术
现有的这种共模噪声滤波器如图13所示具有形成于被层叠的多个绝缘体层1a～1g的第1线圈2和第2线圈3，第1线圈2连接螺旋状的第1、第2线圈导体4a、4b来构成，第2线圈3连接螺旋状的第3、第4线圈导体5a、5b来构成，进而构成第1线圈2的第1、第2线圈导体4a、4b、和构成第2线圈3的第3、第4线圈导体5a、5b被交替地配置。并且，使第1线圈导体4a和第3线圈导体5a磁耦合来形成第1共模滤波器部6，且使第2线圈导体4b和第4线圈导体5b磁耦合来形成第2共模滤波器部7，将第1共模滤波器部6和第2共模滤波器部7串联连接，从而使得共模阻抗得以提升，来去除共模噪声。
另外，作为与本申请的实用新型相关的在先技术文献信息，例如已知专利文献1。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-373810号公报
实用新型内容
实用新型要解决的课题
在近年的智能手机所代表的这种移动终端中，出现覆盖多种通信方式和通信频带的需求。尤其是在蜂窝式无线方式中使用700MHz～3GHz的宽通信频带，在噪声滤波器中也期望所述频带中的噪声衰减特性。
但是，在上述的现有的共模噪声滤波器中，当混有共模噪声时，第1共模滤波器部6和第2共模滤波器部7作为电感器起作用，进而相互在层叠方向上发生磁耦合，因此输入输出间的阻抗变高，由此输入输出间将产生电位差，故此在输入输出间产生杂散电容。其结果，若频率变高则会引起自谐振，因此在自谐振频率以上的高频区域内共模阻抗会下降，由此具有高频区域的共模噪声的衰减特性会劣化的课题。
本实用新型解决上述现有的课题，其目的在于提供一种能够使高频区域的共模噪声的衰减特性得以提升的共模噪声滤波器。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本实用新型具备：多个绝缘体层；被形成于所述多个绝缘体层的第1、第2线圈以及与地线连接的金属层；和由所述多个绝缘体层、所述第1、第2线圈以及所述金属层构成的层叠体，由螺旋状的第1线圈导体以及第2线圈导体构成所述第1线圈，并且由螺旋状的第3线圈导体以及第4线圈导体构成所述第2线圈，从上部起按照所述第1线圈导体、所述第3线圈导体、所述第2线圈导体、所述第4线圈导体的顺序依次进行层叠，进而使所述第1线圈导体和第3线圈导体磁耦合来形成第1共模滤波器部，使所述第2线圈导体和第4线圈导体磁耦合来形成第2共模滤波器部，将所述第1共模滤波器部和第2共模滤波器部串联连接，且在所述第1线圈导体的上方或者所述第4线圈导体的下方形成有所述金属层，根据该构成，当混有共模噪声时，通过第1共模滤波器部和第2共模滤波器部作为电感器所发挥的作用而使得噪声衰减，并且由于在高频区域中于第1线圈导体或者第4线圈导体和与地线连接的金属层之间产生的电容分量，第1共模滤波器部和第2共模滤波器部的自谐振频率变高，并且在高频区域中能够使高频的共模噪声旁路到地线，由此具有能够使高频区域的共模噪声的衰减特性得以提升且获得宽频带的噪声衰减特性的作用效果。
实用新型的效果
如以上，本实用新型的共模噪声滤波器，由螺旋状的第1线圈导体以及第2线圈导体构成第1线圈，并且由螺旋状的第3线圈导体以及第4线圈导体构成第2线圈，进而使第1线圈导体和第3线圈导体磁耦合来形成第1共模滤波器部，使第2线圈导体和第4线圈导体磁耦合来形成第2共模滤波器部，将第1共模滤波器部和第2共模滤波器部串联连接，且在比第1～第4线圈导体更靠上方或者下方处形成金属层，因此当混有共模噪声时，在高频区域中于第1线圈导体或者第4线圈导体与金属层之间产生的杂散电容比在所述第1共模滤波器部和第2共模滤波器部的输入输出部产生的杂散电容更占主导地位，由此通过在第1线圈导体或者第4线圈导体与金属层之间产生的杂散电容能够使高频的共模噪声旁路至地线，起到能够使高频区域的共模噪声的衰减特性得以提升且实现宽频带的共模噪声衰减特性的优异效果。
附图说明
图1是本实用新型的实施方式1中的共模噪声滤波器的分解立体图。
图2是上述共模噪声滤波器的立体图。
图3是上述共模噪声滤波器的电路示意图。
图4是比较了上述共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的共模噪声衰减特性的图。
图5是本实用新型的实施方式2中的共模噪声滤波器的分解立体图。
图6是上述共模噪声滤波器的电路示意图。
图7是比较了上述共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的共模噪声衰减特性的图。
图8是比较了上述共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的差动信号的振幅平衡度的图。
图9是比较了上述共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的差动信号的相位平衡度的图。
图10是比较了上述共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的模式变换特性的图。
图11是本实用新型的实施方式3中的共模噪声滤波器的分解立体图。
图12是用于说明上述共模噪声滤波器的电路示意图。
图13是现有的共模噪声滤波器的分解立体图。
符号说明
11a～11h 第1～第8绝缘体层
12 第1线圈
13 第2线圈
14 金属层
15 层叠体
16 第1线圈导体
17 第2线圈导体
18 第3线圈导体
19 第4线圈导体
20 第1共模滤波器部
21 第2共模滤波器部
具体实施方式
(实施方式1)
图1是本实用新型的实施方式1中的共模噪声滤波器的分解立体图，图2是上述共模噪声滤波器的立体图。
如图1所示，本实用新型的实施方式1中的共模噪声滤波器具备：第1～第8绝缘体层11a～11h；形成于所述第1～第8绝缘体层11a～11h的第1、第2线圈12、13以及与地线连接的金属层14；和由所述第1～第8绝缘体层11a～11h、所述第1、第2线圈12、13以及所述金属层14构成的层叠体15，由螺旋状的第1线圈导体16以及第2线圈导体17构成所述第1线圈12，并且由螺旋状的第3线圈导体18以及第4线圈导体19构成所述第2线圈13，从上部起按照所述第1线圈导体16、所述第3线圈导体18、所述第2线圈导体17、所述第4线圈导体19的顺序依次进行层叠。
进而，使所述第1线圈导体16和第3线圈导体18磁耦合来形成第1共模滤波器部20，使所述第2线圈导体17和第4线圈导体19磁耦合来形成第2共模滤波器部21，将所述第1共模滤波器部20和第2共模滤波器部21串联连接，且在所述第1线圈导体16的上方形成所述金属层14。
在上述构成中，第1～第8绝缘体层11a～11h按照自下至上的顺序被层叠，此外第2～第6绝缘体层11b～11f通过非强磁性体的材料例如Cu-Zn铁氧体、玻璃陶瓷等非磁性材料被构成为薄片状。并且，第1、第7、第8绝缘体层11a、11g、11h通过被构成为薄片状的Ni-Cu-Zn铁氧体等磁性材料来形成。
此外，由螺旋状的第1线圈导体16以及螺旋状的第2线圈导体17构成所述第1线圈12，由螺旋状的第3线圈导体18以及螺旋状的第4线圈导体19构成第2线圈13。
并且，所述第1～第4线圈导体16～19分别通过将银等导电材料镀覆或者印刷为螺旋状而形成。
此时，第1线圈导体16被形成在第5绝缘体层11e的上表面，第2线圈导体17被形成在第3绝缘体层11c的上表面，第3线圈导体18被形成在第4绝缘体层11d的上表面，第4线圈导体19被形成在第2绝缘体层11b的上表面。
即，被层叠为交替地配置构成第1线圈12的第1、第2线圈导体16、17和构成第2线圈13的第3、第4线圈导体18、19。在此，在俯视下将第1线圈导体16和第3线圈导体18的一部分配置在大致相同的位置，卷绕方向也设为相同方向，从而发生磁耦合来形成第1共模滤波器部20，同样地在俯视下将第2线圈导体17和第4线圈导体19的一部分配置在大致相同的位置，卷绕方向也设为相同方向，从而发生磁耦合来形成第2共模滤波器部21。
此外，第1线圈导体16和第2线圈导体17经由被形成在第4、第5绝缘体层11d、11e的第1过孔电极12a而被相互连接，从而构成了第1线圈12。进而，第3线圈导体18和第4线圈导体19经由被形成在第3、第4绝缘体层11c、11d的第2过孔电极13a而被相互连接，从而构成了第2线圈13。
另外，第1过孔电极12a在俯视下分别被设置在相同的位置，第2过孔电极13a在俯视下也分别被设置在相同的位置。此外，第1过孔电极12a和第2过孔电极13a是在各绝缘体层的规定之处通过激光来进行开孔加工，并在该孔内填充银而形成的。
进而，所述金属层14是在第7绝缘体层11g的上表面印刷、镀覆银等金属、或者粘贴由银等金属构成的金属箔等而形成的。因此，金属层14被配置在比第1～第4线圈导体16～19之中位于最上部的第1线圈导体16更靠上方处。此外，在金属层14连接着引出用电极14a。
另外，构成第1～第8绝缘体层11a～11h的薄片的枚数并不限于图1所示的枚数。此外，也可以由相同材料来构成第1～第8绝缘体层11a～11h。
并且，通过上述的构成，如图2所示形成了层叠体15。此外，在该层叠体15的两端面设置有第1～第4外部电极22～25，并且该第1～第4外部电极22～25分别与第1～第4线圈导体16～19连接。进而，在层叠体15的两侧面形成有与金属层14的引出用电极14a连接的第5外部电极26。
第1～第5外部电极22～26是通过在层叠体15的端面、侧面印刷银而形成的，此外在它们的表面通过镀覆形成镀镍层，并且在该镀镍层的表面通过镀覆形成锡、焊料等低熔点金属镀覆层。
另外，在图3中示出本实用新型的实施方式1中的共模噪声滤波器的电路示意图。
如上所述，在本实用新型的实施方式1中的共模噪声滤波器之中，由螺旋状的第1线圈导体16以及第2线圈导体17构成第1线圈12，并且由螺旋状的第3线圈导体18以及第4线圈导体19构成第2线圈13，进而使第1线圈导体16和第3线圈导体18磁耦合来形成第1共模滤波器部20，使第2线圈导体17和第4线圈导体19磁耦合来形成第2共模滤波器部21，将第1共模滤波器部20和第2共模滤波器部21串联连接。并且，从上部起按照第1线圈导体16、第3线圈导体18、第2线圈导体17、第4线圈导体19的顺序依次进行层叠，将金属层14形成在比第1～第4线圈导体16～19更靠上方处，因此当混有共模噪声时，在高频区域中于第1线圈导体16与金属层14之间产生的杂散电容比在第1共模滤波器部20和第2共模滤波器部21的输入输出部产生的杂散电容更占主导地位，由此通过在第1线圈导体16与金属层14之间产生的杂散电容能够使高频的共模噪声旁路至地线，可获得能使高频区域的共模噪声的衰减特性得以提升的效果。
在此，在图4中示出比较了本实用新型的实施方式1中的共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的共模噪声的衰减特性的图。
如由图4可明确的那样，较之于现有的共模噪声滤波器，本实用新型的实施方式1中的共模噪声滤波器能够使高频区域的共模噪声衰减，在蜂窝式无线方式的通信频带700MHz～3GHz中能够使宽频带中的共模噪声衰减。
另外，能够使宽频带中的共模噪声衰减的原因在于，不是在第1线圈12的整体而是在一部分(只有第1线圈导体16)和与地线连接的金属层14之间产生电容分量。
即，当混有共模噪声时，第1共模滤波器部20和第2共模滤波器部21作为电感器来动作，但在现有例中，若频率变高则阻抗会变高，在共模滤波器的输入输出部将产生电位差，在输入输出间产生杂散电容，进行自并联谐振。另一方面，在本实施例中，第1共模滤波器部20和第2共模滤波器部21作为电感器来动作，去除共模噪声的同时，若频率变高则由于第1线圈导体16与金属层14之间的电容分量使得阻抗下降，抑制共模滤波器的输入输出间的电位差变得过高，抑制输入输出间的杂散电容的产生，从而自并联谐振频率变高，并且进一步通过第1线圈导体16与金属层14之间的电容分量能使共模噪声向地线旁路，因此能够在宽频带下使共模噪声衰减。
此外，在图4中的共模噪声衰减特性之中，在现有例中800MHz附近有自谐振频率，相对于此，在本实施方式1中自谐振频率延伸至2GHz附近作为电感器来动作，从而能够发生共模衰减，进而直至3GHz附近，能够实现高到与被接地的金属层14之间的电容分量的谐振频带的共模衰减能力。
因此，不是在第1线圈12的整体而是在一部分(只有第1线圈导体16)和与地线连接的金属层14之间产生电容分量，从而当混有共模噪声时，具有如下效果，即，作为电感器使自谐振频率延伸到高频从而能够获得较高的噪声衰减特性，并且在高频下因向地线的旁路效果而能够获得衰减特性。
此外，在第1～第4外部电极22～25与金属层14之间，也可以形成通常作为绝缘体发挥功能、若被施加规定以上的电压则被通电的静电通过部(以下不图示)，由此也可获得下述效果，即，不仅使共模噪声衰减，而且即便被施加过电压也能够可靠地保护电子设备不受过电压影响。
作为该静电通过部的构成，在形成有金属层14的第7绝缘体层11g的上表面，使层叠体15的端面的第1～第4外部电极22～25和金属层14之间的距离接近，或者在第1～第4外部电极22～25与金属层14之间形成电压依赖性电阻材料。另外，作为电压依赖性电阻材料，能够使用以氧化锌为主成分的陶瓷材料等压敏电阻材料、由包含铝、镍、铜之中至少一者的金属粉和包含硅、环氧、酚醛之中至少一者的树脂等构成的材料。由此，使金属层14具备：使高频的共模噪声旁路至地线的功能、和使过电压逃至地线的功能这两种功能。
此外，也可以设置与金属层14非一体的静电通过部用金属体，将静电通过部用金属体分离为与第1外部电极22连接的部分和与第2外部电极23连接的部分，在其间形成电压依赖性电阻材料。关于第3外部电极24和第4外部电极25也同样。进而，非一体的静电通过部用金属体既可以与第1～第4线圈导体16～19一起形成在层叠方向上，也可以与第1～第4线圈导体16～19一起形成在相同的绝缘体层。
另外，在上述的本实用新型的实施方式1中的共模噪声滤波器中，虽然将金属层14配置在比第1～第4线圈导体16～19之中位于最上部的第1线圈导体16更靠上方处，但也可以配置在比第1～第4线圈导体16～19之中位于最下部的第4线圈导体19更靠下方处。
(实施方式2)
图5是本实用新型的实施方式2中的共模噪声滤波器的分解立体图。另外，在本实用新型的实施方式2中，关于具有与上述的本实用新型的实施方式1相同的构成的部件赋予相同符号，并省略其说明。
本实用新型的实施方式2与上述的本实用新型的实施方式1不同之处在于，如图5所示，将金属层14配置在比第1～第4线圈导体16～19之中位于最上部的第1线圈导体16更靠上方处、和比位于最下部的第4线圈导体19更靠下方处这两处。
并且，比第4线圈导体19更靠下方的金属层14形成在第9绝缘体层11i的上表面。
在此，在图6中示出该情况下的电路示意图，在图7中示出比较了本实用新型的实施方式2中的共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的共模噪声衰减特性的图。
如由图7可明确的那样，较之于现有的共模噪声滤波器，本实用新型的实施方式2中的共模噪声滤波器能够使高频区域的共模噪声在宽频带衰减，此外本实用新型的实施方式2中的共模噪声滤波器的高频区域的衰减量比本实用新型的实施方式1中的共模噪声滤波器大。
此时，由于杂散电容产生在第1线圈导体16与金属层14之间、以及第4线圈导体19与金属层14之间这两处，因此高频区域的共模噪声的衰减量变大。
此外，在第1线圈导体16与第4线圈导体19之间，虽然不存在杂散电容而流过被输入的信号，但流过第2线圈导体17和第3线圈导体18的信号却因其间的杂散电容而发生劣化，因此差模信号的平衡度有可能在第1共模滤波器部20和第2共模滤波器部21分别发生劣化。
在此，在图8中示出比较了本实用新型的实施方式2中的共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的差动信号的振幅平衡度的图，在图9中示出比较了上述共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的差动信号的相位平衡度的图。进而，在图10中示出比较了本实用新型的实施方式2中的共模噪声滤波器和现有的共模噪声滤波器的模式变换特性的图。另外，振幅平衡度、相位平衡度表征与理想状态的偏差，表示越接近于零(理想状态)则差动信号的质量越高。
如由图8～图10可明确的那样，现有的共模噪声滤波器中，差模信号的平衡度在振幅和相位两方发生劣化，该发生劣化的分量(差动的不平衡量)被变换为共模分量。即，在差动信号通过现有的共模噪声滤波器内部之际有可能会产生共模噪声。尤其是，智能手机等蜂窝式无线方式的便携式终端具有700MHz～3GHz的通信频带，差动信号具有700MHz～3GHz的频率分量的情况下，其差动信号分量的一部分被变换为700MHz～3GHz的共模噪声，由于该共模噪声使得便携式终端的蜂窝式无线部的接收灵敏度会发生劣化。
另一方面，在本实用新型的实施方式2中的共模噪声滤波器中，使金属层14与在其间不产生杂散电容的第1线圈导体16、第4线圈导体19对置，因此通过与金属层14之间的杂散电容能够将第1线圈导体16和第4线圈导体19中流动的信号的振幅以及相位调整为理想状态，由此能够调整差模信号的平衡，因此难以产生模式变换，会产生共模噪声的情形也变少。特别是，在上述的蜂窝式无线方式下的700MHz～3GHz的频带，较之于现有的共模噪声滤波器，本实用新型的实施方式2中的共模噪声滤波器，差动信号的振幅平衡度、相位平衡度良好，难以产生模式变换。
另外，在实施方式1中，由于杂散电容仅形成在第1线圈导体16与金属层14之间，因此在第1共模滤波器部20中差模信号的平衡度被改善，但更期望是在第1共模滤波器部20以及第2共模滤波器部21两者中差模信号的平衡度均被改善的本实施方式2。
(实施方式3)
图11是本实用新型的实施方式3中的共模噪声滤波器的分解立体图。另外，在该本实用新型的实施方式3中，关于具有与上述的本实用新型的实施方式1、2相同的构成的部件赋予相同符号，并省略其说明。
本实用新型的实施方式3与上述的本实用新型的实施方式1不同之处在于，如图11所示，将构成第1线圈12的第1线圈导体16和第2线圈导体17配置在构成第2线圈13的第3线圈导体18与第4线圈导体19之间。
在此，在图9中示出该情况下的电路示意图。
在本实施例中，也与本实用新型的实施方式1同样地，较之于现有的共模噪声滤波器，能够使高频区域的共模噪声衰减。另一方面，在混有差动信号的情况下，由于第1线圈导体16、第2线圈导体17为相同电位，因此不会产生杂散电容，具有防止差模的特性阻抗的下降所引起的差动信号的劣化的作用效果。
此外，与本实用新型的实施方式2同样地，也可以将金属层14还配置在比位于最下部的第4线圈导体19更靠下方处。
此外，在上述的本实用新型的实施方式1～3中的共模噪声滤波器中，说明了将第1线圈12、第2线圈13分别设置一个的情况，但也可以设置两个以上而设为阵列类型。
进而，虽然说明了将第1共模滤波器部20和第2共模滤波器部21分别设置一个的情况，但也可以设置两个以上。
产业上的可利用性
本实用新型所涉及的共模噪声滤波器具有能够使高频区域的共模噪声的衰减特性提升的效果，特别是作为数码设备、AV设备、信息通信终端等各种电子设备的噪声对策在使用的小型且薄型的共模噪声滤波器等中是有用的。
Claims (7)
1.一种共模噪声滤波器，具备：多个绝缘体层；被形成于所述多个绝缘体层的第1、第2线圈以及与地线连接的金属层；和由所述多个绝缘体层、所述第1、第2线圈以及所述金属层构成的层叠体，
由螺旋状的第1线圈导体以及第2线圈导体构成所述第1线圈，并且由螺旋状的第3线圈导体以及第4线圈导体构成所述第2线圈，从上部起按照所述第1线圈导体、所述第3线圈导体、所述第2线圈导体、所述第4线圈导体的顺序依次进行层叠，进而使所述第1线圈导体和第3线圈导体磁耦合来形成第1共模滤波器部，使所述第2线圈导体和第4线圈导体磁耦合来形成第2共模滤波器部，将所述第1共模滤波器部和第2共模滤波器部串联连接，且在所述第1线圈导体的上方或者所述第4线圈导体的下方形成有所述金属层。
2.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，其中，
在所述层叠体的表面具备与所述第1～第4线圈导体分别连接的第1～第4外部电极，在所述第1、第3外部电极和所述第2、第4外部电极之间形成有静电通过部，该静电通过部通常作为绝缘体发挥功能，若被施加规定以上的电压则被通电。
3.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，其中，
在所述第1线圈导体的上方以及所述第4线圈导体的下方的两方形成有所述金属层。
4.根据权利要求3所述的共模噪声滤波器，其中，
使所述第3线圈导体与所述第2线圈导体之间的距离长于所述第1线圈导体与所述第3线圈导体之间的距离、所述第2线圈导体与所述第4线圈导体之间的距离。
5.一种共模噪声滤波器，具备：多个绝缘体层；被形成于所述多个绝缘体层的第1、第2线圈以及与地线连接的金属层；和由所述多个绝缘体层、所述第1、第2线圈以及所述金属层构成的层叠体，
由螺旋状的第1线圈导体以及第2线圈导体构成所述第1线圈，并且由螺旋状的第3线圈导体以及第4线圈导体构成所述第2线圈，从上部起按照所述第3线圈导体、所述第1线圈导体、所述第2线圈导体、所述第4线圈导体的顺序依次进行层叠，进而使所述第1线圈导体和第3线圈导体磁耦合来形成第1共模滤波器部，使所述第2线圈导体和第4线圈导体磁耦合来形成第2共模滤波器部，将所述第1共模滤波器部和第2共模滤波器部串联连接，且在所述第3线圈导体的上方或者所述第4线圈导体的下方形成有所述金属层。
6.根据权利要求5所述的共模噪声滤波器，其中，
在所述第3线圈导体的上方以及所述第4线圈导体的下方的两方形成有所述金属层。
7.根据权利要求6所述的共模噪声滤波器，其中，
使所述第1线圈导体与所述第2线圈导体之间的距离长于所述第1线圈导体与所述第3线圈导体之间的距离、所述第2线圈导体与所述第4线圈导体之间的距离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |