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DE10046917A1 - LC-Filter - Google Patents

LC-Filter

Info

Publication number
DE10046917A1
DE10046917A1 DE10046917A DE10046917A DE10046917A1 DE 10046917 A1 DE10046917 A1 DE 10046917A1 DE 10046917 A DE10046917 A DE 10046917A DE 10046917 A DE10046917 A DE 10046917A DE 10046917 A1 DE10046917 A1 DE 10046917A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coils
filter
capacitor electrode
electrode plate
inductance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10046917A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyuki Uchida
Masami Sugitani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of DE10046917A1 publication Critical patent/DE10046917A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/17Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1741Comprising typical LC combinations, irrespective of presence and location of additional resistors
    • H03H7/1758Series LC in shunt or branch path
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H1/0007Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network of radio frequency interference filters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

Es wird ein LC-Filter geliefert, dessen Kondensator eine kleine Restinduktivität aufweist, und das in der Lage ist, eine gute Dämpfungseigenschaft bis hinaus zu einem hohen Frequenzbereich aufzuweisen, eine starke Dämpfung bei speziellen Frequenzen zu erzielen und für einen großen Strom verwendbar zu sein. Zwei Spulen, die durch Bilden einer Metallplatte in einer Spiralform definiert sind, sind in einem in Reihe geschalteten Zustand angeordnet, um zwischen denselben eine Gegeninduktivität zu erzeugen. Es ist ferner eine Kondensatorelektrodenplatte, die eine Form aufweist, die von der axialen Richtung der Spulen aus betrachtet in denselben enthalten ist, in der Nähe des Verbindungspunktes der Spulen angeordnet, um einem Abschnitt der Spulen gegenüberzuliegen, wodurch der Abschnitt der Spulen als eine Kondensatorelektrode wirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein LC-Filter und insbesondere auf ein LC-Filter, welches gebildet ist, um die Serienresonanz zwischen einem Kondensator und einem Induktor zu verwenden, um hierdurch eine starke Dämpfung bei speziel­ len Frequenzen zu erzielen, und um die Auswirkungen dersel­ ben bei dem hohen Frequenzbereich beizubehalten.
Unter den LC-Filtern gibt es ein laminiertes LC-Filter, das ein Spulenbauteil und ein Kondensatorbauteil in Keramik auf­ weist, indem Keramiklagen mit Elektrodenstrukturen für eine Spule und für einen Kondensator laminiert sind.
Als ein Beispiel eines solchen laminierten LC-Filters offen­ baren die japanischen ununtersuchten Patentanmeldungen Nr. 10-13180 und 10-200357 eine Struktur, die ein Ersatzschalt­ bild aufweist, das in Fig. 12 gezeigt ist. Bei diesem Er­ satzschaltbild sind zwei Spulen L1 und L2 in Reihe zwischen Anschlüsse 12a und 12b geschaltet, während eine Äquivalenz­ spule L3, die durch die Gegeninduktivität M zwischen den Spulen L1 und L2 gebildet wird, ein Kondensator C und eine winzige Spule (ein winziger Induktor) L4 zum Einstellen der Resonanzfrequenz in Reihe zwischen den Knoten der zwei Spu­ len L1 und L2 und Masse geschaltet sind.
Falls die Gegeninduktivität M zwischen den Spulen L1 und L2 positiv ist, bedeutet dies, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, in äquivalenter Weise, daß zwischen dem Knoten der Spulen L1 und L2 und Masse eine negative Induktivität (-M) (Äquiva­ lenzspule L3) existiert. Die Resonanzfrequenz kann folglich durch Bilden der winzigen Spule (der winzigen Induktivität) L4, die mit dem Kondensator C in Reihe geschaltet ist, ein­ gestellt werden.
Falls die Gegeninduktivität M zwischen den Spulen L1 und L2 negativ ist, bedeutet dies, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, auf äquivalente Weise, daß zwischen dem Knoten der Spulen L1 und L2 und Masse eine positive Induktivität (+M) existiert, und daß die positive Induktivität eine Serienresonanz mit dem Kondensator C erzeugt. In diesem Fall kann die Resonanz­ frequenz durch das Einstellen des Kopplungszustands der po­ sitiven Induktivität bezüglich des Kondensators C und/oder der Spulen L1 und L2 eingestellt werden.
In dem Fall das LC-Filters, wie es im vorhergehenden be­ schrieben wurde, kann bei einer spezifizierten Resonanzfre­ quenz durch die Resonanz zwischen der Induktivität und dem C eine starke Dämpfung erzielt werden, aber nach dem Resonanz­ punkt erhöht jedoch die Induktivität, die seriell mit dem Kondensator verbunden ist, die Impedanz, so daß der Effekt, der durch den Kondensator ausgeübt wird, ungenügend wird. Dies wirft ein Problem auf, darin, daß das im vorhergehenden beschriebene LC-Filter keinen ausreichenden Dämpfungseffekt über einen weiten Frequenzbereich hin aufweisen kann, wäh­ rend derselbe in der Lage ist, einen ausreichenden Dämp­ fungseffekt bei speziellen Frequenzen aufzuweisen.
Ferner sind bei dem herkömmlichen laminierten LC-Filter die Elektrodenstrukturen, die das Spulenbauteil und das Konden­ satorbauteil bilden, jeweils hinsichtlich der Eigenschaften derselben entworfen, um eine Struktur aufzuweisen, bei der Keramiklagen, auf die diese Elektroden gedruckt worden sind, in einer vorbestimmten Reihenfolge laminiert werden, und bei der durch die Elektrode für den Kondensator (die Kondensa­ torelektrode) ein magnetischer Fluß fließt, d. h. daß die Kondensatorelektrode angeordnet ist, um den magnetischen Fluß zu blockieren. Als ein Ergebnis tritt ein Problem darin auf, daß in der Kondensatorelektrode ein Wirbelstrom auf­ tritt, wobei der Wirbelstromverlust die Induktivität redu­ ziert.
Unter den herkömmlichen Induktoren, die für einen großen Strom geeignet sind, gibt es einen Induktor, der durch Auf­ wickeln einer bedeckten bzw. überzogenen Kupferverdrahtung um einen Ferritringkern gebildet ist. Um ein LC-Filter unter Verwendung eines solchen Induktors aufzubauen, ist es not­ wendig, einen Kondensator getrennt einzubauen. Dies ergibt insofern Probleme, daß die Anzahl von Komponenten erhöht und eine Streukapazität und eine Restinduktivität erzeugt wer­ den, da L und C durch Verbinden getrennter Komponenten ver­ bunden werden, woraus sich ungenügende Dämpfungscharakte­ ristika ergeben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein LC-Filter zu schaffen, welches bis zu höheren Frequenzen verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein LC-Filter gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 3 gelöst.
Dementsprechend ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfin­ dung, die im vorhergehenden beschriebenen Probleme zu lösen und ein LC-Filter zu schaffen, bei dem die Streukapazität und die Restinduktivität eines Kondensators klein sind, und das in der Lage ist, durch Erzeugen einer Serienresonanz durch eine äquivalenzmäßig erzeugte Gegeninduktivität, eine Restinduktivität und eine Kapazität eine starke Dämpfungs­ eigenschaft an speziellen Frequenzen zu erzielen und den Dämpfungseffekt bis zu einem hohen Frequenzbereich beizube­ halten, indem der Kopplungskoeffizient zwischen den zwei Spulen auf einen Wert eingestellt wird, derart, daß die Kopplung zwischen den zwei Spulen jegliche Restinduktivität unterdrückt. Das LC-Filter kann ebenfalls für Hochstroman­ wendungen verwendet werden.
Um den im vorhergehenden beschriebenen Vorteil und die vor­ hergehende beschriebene Aufgabe zu erzielen, umfaßt das la­ minierte LC-Rauschfilter gemäß einem ersten Aspekt der vor­ liegenden Erfindung einen magnetischen Körper und zwei Spu­ len, die in dem magnetischen Körper angeordnet sind, die durch Bilden einer metallischen Platte in einer Spiralform definiert sind und in Reihe geschaltet sind, um zwischen denselben eine Gegeninduktivität zu erzeugen. Eine Kondensa­ torelektrodenplatte, die eine Form aufweist, die von der axialen Richtung der Spulen aus betrachtet in dem Formbe­ reich der Spulen enthalten ist, um den magnetischen Fluß, der durch die Spulen erzeugt wird, nicht zu stören, ist in der Nähe des Verbindungspunktes der zwei Spulen in dem mag­ netischen Körper angeordnet, so daß zumindest ein Abschnitt der Kondensatorelektrodenplatte einem Abschnitt der Spule gegenüberliegt.
Wenn die zwei Spulen, die durch Bilden einer metallischen Platte in einer Spiralform definiert sind, angeordnet wer­ den, um in Reihe geschaltet zu sein, um eine Gegeninduktivi­ tät zu erzeugen, und die Kondensatorelektrodenplatte, die eine Form aufweist, die von der axialen Richtung der Spulen aus betrachtet in der Form der Spulen enthalten ist, in der Nähe des Verbindungspunktes der zwei Spulen angeordnet wird, um einem Abschnitt der Spulen gegenüberzuliegen, dienen die Spulen, die durch eine metallische Platte definiert sind, ebenfalls als eine Kondensatorelektrode. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Anzahl von Komponenten und beseitigt die Notwendigkeit, neben den Spulen unabhängig einen Kon­ densator zu bilden, woraus sich die Reduzierung einer Rest­ induktivität auf einen niedrigen Wert ergibt.
Wenn die Kondensatorelektrodenplatte eine Form aufweist, die von der axialen Richtung der Spulen aus betrachtet in der Form der Spulen enthalten ist, d. h., eine Form, um sich in der Draufsicht nicht über die planare Form (projizierte Form) der Spulen hinaus zu erstrecken, besteht keine Mög­ lichkeit dafür, daß ein magnetischer Fluß, der zwischen den zwei Spulen erzeugt wird, durch die Kondensatorelektroden­ platte fließt. Dies ermöglicht das Verhindern der Abnahme der Induktivität aufgrund eines Wirbelstromverlustes, und ermöglicht, daß eine große Induktivität erzielt wird.
Darüber hinaus ist es durch Anordnen der Gegeninduktivität zwischen den zwei Spulen, um positiv oder negativ zu sein, möglich, eine gute Dämpfungseigenschaft bis zu einem hohen Frequenzbereich zu erzielen, und ferner eine starke Dämpfung bei speziellen Frequenzen durch eine Serienresonanz beizube­ halten.
Bei dem LC-Filter der vorliegenden Erfindung gibt es keine spezielle Begrenzung bezüglich einer spezifischen Form oder der Anzahl von Kondensatorelektrodenplatten. Die Form und die Anzahl der Kondensatorelektrodenplatten können abhängig von der Anwendung frei ausgewählt werden.
Ferner gibt es bei dem LC-Filter der vorliegenden Erfindung keine spezielle Begrenzung bezüglich der Anzahl von Windun­ gen der zwei Spulen. Die Anzahl von Windungen der zwei Spu­ len kann abhängig von der Anwendung frei bestimmt werden.
Falls das LC-Filter der vorliegenden Erfindung einen zu gro­ ßen Kopplungskoeffizienten zwischen den zwei Spulen auf­ weisen würde, könnte derselbe nicht den Effekt eines T-Typ- Filters erzielen, das ein Element mit verteilten Konstanten bildet, sondern würde lediglich die Eigenschaft einer ein­ zigen gekoppelten Spule ergeben. Es ist folglich notwendig, den Kopplungskoeffizienten zwischen den zwei Spulen auf ei­ nen geeigneten Wert einzustellen. Aus der Sicht des Ermögli­ chens, daß die Resonanzfrequenz eingestellt werden kann, oh­ ne die Dämpfungseigenschaft zu opfern bzw. zu beeinträchti­ gen, ist es vorzuziehen, den Kopplungskoeffizienten zwischen den zwei Spulen typischerweise auf einen Wert in dem Bereich von -0,1 bis +0,1 einzustellen.
Das LC-Filter gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt einen magnetischen Körper und zwei Spulen, die durch Bilden einer metallischen Platte in einer Spiral­ form definiert sind, die in Reihe geschaltet sind, um eine Gegeninduktivität zu erzeugen, und in dem magnetischen Kör­ per angeordnet sind, um in der axialen Richtung derselben ausgerichtet zu sein, so daß die Mittelachse der zwei Spulen im wesentlichen die selben bzw. identisch sind. Eine Konden­ satorelektrodenplatte, die eine Form aufweist, die aus axia­ ler Richtung der Spulen betrachtet in der Form der Spulen enthalten ist, um den magnetischen Fluß, der durch die Spu­ len erzeugt wird, nicht zu stören, ist zwischen den zwei Spulen in dem magnetischen Körper angeordnet, so daß zumin­ dest ein Abschnitt der Kondensatorelektrodenplatte einem Abschnitt der Spulen gegenüberliegt.
Durch Anordnen der zwei Spulen, die durch Bilden einer me­ tallischen Platte in einer Spiralform definiert sind, um in der axialen Richtung derselben ausgerichtet zu sein, so daß die Mittelachsen der zwei Spulen im wesentlichen die selben sind, und durch Anordnen (Einfügen) der Kondensatorelektro­ denplatte zwischen zwei Spulen ist es möglich, ein LC-Filter zu liefern, das einen Effekt aufweist, der ähnlich zu demje­ nigen des LC-Filters gemäß dem ersten Aspekt ist, und das einen spezifischeren Aufbau aufweist. Dies ermöglicht, daß die vorliegende Erfindung in hohem Maße effektiv ist.
Das LC-Filter gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt einen magnetischen Körper und zwei Spulen, die durch Bilden einer metallischen Platte in einer Spiral­ form definiert sind, in Reihe geschaltet sind, um eine Ge­ geninduktivität zwischen denselben zu erzeugen, und in dem magnetischen Körper angeordnet sind, um in der Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Spulen voneinander versetzt zu sein, um, wenn die Spulen aus der axialen Rich­ tung derselben betrachtet werden, benachbart zueinander zu sein. Eine Kondensatorelektrodenplatte mit einer Form, die aus der axialen Richtung der Spulen betrachtet in der Form der Spulen enthalten ist, um den magnetischen Fluß, der durch die Spulen erzeugt wird, nicht zu blockieren, ist in der Nähe des Verbindungspunktes der zwei Spulen in dem magnetischen Körper angeordnet, so daß zumindest ein Ab­ schnitt der Kondensatorelektrodenplatte einem Abschnitt der Spulen gegenüberliegt.
Wie es im vorhergehenden beschrieben wurde, ist es ebenfalls durch Anordnen der zwei Spulen an Positionen, die in der Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Spulen von­ einander versetzt sind, um aus der axialen Richtung der Spu­ len betrachtet benachbart zueinander zu sein, und durch An­ ordnen einer Kondensatorelektrodenplatte mit einer Form, die den magnetischen Fluß, der durch die Spulen erzeugt wird, nicht blockiert, in der Nähe des Verbindungspunktes der zwei Spulen, möglich, ein LC-Filter zu liefern, das einen Effekt ausübt, der demjenigen des LC-Filters gemäß des ersten As­ pekts ähnlich ist, und das einen spezifischeren Aufbau auf­ weist. Dies ermöglicht, das die vorliegende Erfindung in hohem Maße effektiv ist.
Es ist vorzuziehen, daß bei dem LC-Filter der vorliegenden Erfindung der magnetische Körper aus einem magnetischen Harz aufgebaut ist, das durch Verkneten eines Harzes mit einem magnetischen Pulver erhalten wird.
Durch Verwenden eines magnetischen Harzes, das durch Ver­ kneten eines Harzes mit einem magnetischen Pulver erhalten wird, bei einem magnetischen Körper ist es möglich, ein LC- Filter mit einer Struktur zu bilden, bei der zwei Spulen und eine Kondensatorelektrodenplatte durch ein Spritzgießverfah­ ren oder dergleichen in einem magnetischen Körper (einem magnetischen Harz) eingebettet sind, und hierdurch ein LC- Filter mit hoher Induktivität auf effiziente Weise zu bil­ den, was es ermöglicht, daß die vorliegende Erfindung in hohem Maße effektiv ist.
Die im vorhergehenden beschriebenen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ergeben.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A und 1B Diagramme, die ein LC-Filter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigen, wobei Fig. 1A eine Vorderansicht und Fig. 1B eine Draufsicht ist;
Fig. 2A und 2B Diagramme, die die Spulen zeigen, die das LC-Filter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bilden, wobei Fig. 2A eine Vorderansicht und Fig. 2B eine Draufsicht ist;
Fig. 3 eine Draufsicht, die eine Kondensatorelektroden­ platte zeigt, die das LC-Filter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bildet;
Fig. 4 ein Diagramm, das ein Ersatzschaltbild des LC-Fil­ ters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 5A und 5B Diagramme, die ein LC-Filter gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigen, wobei Fig. 5A eine Vorderansicht und Fig. 5B eine Draufsicht ist;
Fig. 6A und 6B Diagramme, die die Spulen darstellen, die das LC-Filter gemäß dem zweiten Ausführungsbei­ spiel bilden, wobei Fig. 6A eine Vorderansicht und Fig. 6B eine Draufsicht ist;
Fig. 7 ein Diagramm, das das Ersatzschaltbild des LC-Fil­ ters gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dar­ stellt;
Fig. 8A und 8B Diagramme, die das LC-Filter gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellen, wobei Fig. 8A eine Vorderansicht und Fig. 8B eine Draufsicht ist;
Fig. 9A und 9B Diagramme, die die Spulen darstellen, die das LC-Filter gemäß dem dritten Ausführungsbei­ spiel bilden, wobei Fig. 9A eine Vorderansicht und Fig. 9B eine Draufsicht ist;
Fig. 10 eine Draufsicht, die eine Kondensatorelektroden­ platte darstellt, die das LC-Filter gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel bildet;
Fig. 11 ein Diagramm, das die Richtungen des magnetischen Flusses zeigt, der durch die Spulen des LC-Filters fließt, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 12 ein Diagramm, das das Ersatzschaltbild eines her­ kömmlichen LC-Filters zeigt; und
Fig. 13 ein Diagramm, das das Ersatzschaltbild eines wei­ teren herkömmlichen LC-Filters zeigt.
Das LC-Filter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird bezugnehmend auf Fig. 1A bis 4 detailliert beschrieben.
Wie es in Fig. 1A und 1B dargestellt ist, weist dieses LC- Filter eine Struktur auf, bei der in einem magnetischen Kör­ per 11 zwei Spulen L1 und L2, die in Reihe geschaltet und in der axialen Richtung derselben in einer derartigen Ausrich­ tung angeordnet sind, daß die Mittelachsen der zwei Spulen im wesentlichen die selben sind, oder koaxial angeordnet sind, und eine Elektrode (Kondensatorelektrodenplatte) 10 eingebettet sind, die aus einer metallischen Platte gebildet ist, um eine Kapazität zu bilden, und die zwischen die zwei Spulen L1 und L2 eingefügt ist, um zwischen denselben ange­ ordnet zu sein, und bei der ein äußerer Anschluß (Spulen­ anschluß) 12a, der mit einem Ende der Spule L1 leitend ver­ bunden ist, ein äußerer Anschluß (Spulenanschluß) 12b, der mit einem Ende der Spule L2 leitend verbunden ist, und ein Masseanschluß 13 für eine Verbindung mit Masse, der mit der Kondensatorelektrodenplatte 10 leitend verbunden ist, ange­ ordnet sind, um außerhalb des magnetischen Körpers 11 frei­ zuliegen.
Wie es in Fig. 2A und 2B gezeigt ist, sind die Spulen L1 und L2 in Spulen gebildet, von denen jede einen Außendurchmesser von 10 mm und einen Innendurchmesser von 6 mm aufweist, indem ein isolationsbedeckter Leiter mit einer länglichen planaren (streifenförmigen) Form mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Breite von 2,0 mm gewunden wird. Die Gesamtanzahl von Win­ dungen der Spulen L1 und L2 beträgt 10: fünf Windungen auf der oberen Seite bilden die Spule L1, während fünf Windungen auf der unteren Seite die Spule L2 bilden.
Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ist die Kondensatorelek­ trodenplatte 10 durch Bearbeiten einer metallischen Platte in einer Form gebildet, um in der Draufsicht in der planaren Form der Spulen L1 und L2 enthalten zu sein, wobei der Hauptabschnitt der Kondensatorelektrodenplatte 10 im wesent­ lichen die selbe planare Form (im wesentlichen eine Hufei­ senform) wie diejenige jeder der Spulen L1 und L2 aufweist. In einer vorbestimmten Position an den Außenumfangsabschnitt der Kondensatorelektrodenplatte 10 ist ein Vorsprung, der einen Masseanschluß 13 bildet, für eine Verbindung mit Masse gebildet.
Bei dem LC-Filter des ersten Ausführungsbeispiel ist zwi­ schen der Spule L1 und der Spule L2 zum Einstellen des Kopp­ lungsgrad zwischen den Spulen L1 und L2 und zum Sicher­ stellen eines Raums, in dem die Kondensatorelektrodenplatte eingefügt und angeordnet werden soll, ein Zwischenraum G vorgesehen. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist die Größe des Zwischenraums G auf etwa 1 mm eingestellt.
Zusätzlich ist bei dem LC-Filter des ersten Ausführungsbei­ spiel eine Harzscheibe 14 mit dem selben inneren und äußeren Durchmesser wie denjenigen der Spulen L1 und L2 und einer Dicke von 0,25 mm in den Zwischenraum G eingefügt und auf ei­ ner Seite (der oberen Oberflächenseite) der Kondensatorelek­ trodenplatte 10, die in den Zwischenraum G eingefügt ist, angeordnet, um den Kopplungsgrad zwischen den Spulen L1 und L2 einzustellen.
Als der magnetische Körper 11 wird ein harzbasiertes magne­ tisches Material (magnetisches Harz) verwendet, das durch Verkneten eines Harzes mit einem magnetischen Pulver, wie z. B. Ferritpulver, erhalten wird. Durch Spritzgießen dieses magnetischen Harzes, während die im vorhergehenden beschrie­ benen Spulen L1 und L2, die Kondensatorelektrodenplatte 10 und die Harzscheibe 14 an vorbestimmten Positionen gehalten werden, wird das LC-Filter wie z. B. dasjenige, das in Fig. 1A und 1B gezeigt ist, gebildet.
Bei dem LC-Filter des ersten Ausführungsbeispiels sind die Richtungen der magnetischen Flüsse, die durch die zwei Spu­ len L1 und L2 erzeugt werden, die in Reihe geschaltet sind, die selben, wobei die Gegeninduktivität (M) zwischen den­ selben positiv ist.
Der Kopplungsgrad zwischen den Spulen L1 und L2 kann durch die folgenden Verfahren gesteuert werden:
  • 1. Das Verfahren, bei dem der Abstand (der im vorhergehen­ den erwähnte Zwischenraum G) zwischen den zwei Spulen L1 und L2 eingestellt wird.
  • 2. Das Verfahren, bei dem eine Schicht mit unterschiedli­ cher Permeabilität zwischen den zwei Spulen L1 und L2 vorgesehen wird.
  • 3. Das Verfahren, bei dem eine Eigenschaft des magnetischen Körpers 11 verändert wird (beispielsweise die Art oder Zusammensetzung des magnetischen Körpers wird verän­ dert).
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden die im vorherge­ henden erwähnten Verfahren (1) und (2) angenommen bzw. un­ terstützt.
Insbesondere wird bei dem LC-Filter des ersten Ausführungs­ beispiels der Kopplungsgrad zwischen den Spulen L1 und L2 durch Einstellen des Abstands zwischen den Spulen L1 und L2 auf 1 mm und Anordnen der nicht-magnetischen Harzscheibe 14 in den Zwischenraum G zwischen den Spulen L1 und L2 einge­ stellt.
Bei dem LC-Filter mit den Merkmalen, die im vorhergehenden beschrieben wurden, besteht, da die Kondensatorelektroden­ platte 10, die zwischen die zwei Spulen L1 und L2, die in Reihe geschaltet sind, eingefügt ist, im wesentlichen die selbe Form (Hufeisenform) wie diejenige aufweist, die in der Draufsicht in der Form der Spulen L1 und L2 enthalten ist, keine Möglichkeit dafür, daß magnetische Flüsse, die um die Spulen L1 und L2 erzeugt werden, durch die Kondensatorelek­ trodenplatte 10 gestört werden, d. h., es gibt keine leitfä­ hige Materie, durch die der Fluß fließt. Die ermöglicht die Verhinderung des Auftretens von Wirbelstromverlusten und das Erzielen einer hohen Induktivität.
Da die Kondensatorelektrodenplatte 10, die zwischen die zwei Spulen L1 und L2 eingefügt ist und den Spulen L1 und L2 über eine magnetische Schicht 11a gegenüberliegt, im wesentlichen die selbe planare Form wie diejenige der Spulen L1 und L2 aufweist, die durch Wickeln eines isolationsbedeckten Lei­ ters einer länglichen planaren (streifenförmigen) Form ge­ bildet sind, ist es möglich, zwischen den Spulen L1 und L2, die ebenfalls als Kondensatorelektrodenplatten dienen, und der Kondensatorelektrodenplatte 10 einen breiten Bereich von gegenüberliegenden Oberflächen zu erzielen, was das Erzielen einer großen Kapazität ermöglicht. Hier kann das Einstellen der Kapazität auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß die Größe oder die Form der Kondensatorelektrodenplatte 10 eingestellt wird, oder daß die Anzahl von Kondensator­ elektrodenplatten 10, die vorgesehen werden, eingestellt wird.
Da ferner der Kondensator aus den Spulen L1 und L2 und der Kondensatorelektrodenplatte 10 gebildet wird, besteht keine Notwendigkeit dafür, daß ein Kondensator getrennt verbunden wird, im Gegensatz zu dem Fall, bei dem ein LC-Filter aus einem einzelnen Induktor und Kondensator gebildet wird. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Restinduktivität aufgrund der zu erzielenden Verbindung der Spulen L1 und L2 und eines Kondensators.
Das Ersatzschaltbild des LC-Filters des im vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels ist in Fig. 4 dar­ gestellt. Da die Gegeninduktivität M zwischen den Spulen L1 und L2 positiv ist, bedeutet dies auf äquivalente Weise, daß zwischen den Knoten der Spulen L1 und L2 und Masse eine ne­ gative Induktivität (-M) existiert. Diese Induktivität (-M), eine Restinduktivität (ESL: Equivalent Series Inductance; ESL = Equivalenzreiheninduktivität) und eine Kapazität (C) bilden folglich bei diesem Ersatzschaltbild des LC-Filters des ersten Auführungsbeispiels eine Reihenschaltung.
Im wesentlichen tritt bei der Schaltung, bei der eine Rest­ induktivität und ein Kondensator in Reihe geschaltet sind, eine Serienresonanz auf, wobei an dem Resonanzpunkt die Dämpfung zunimmt, aber über den Resonanzpunkt hinaus die Dämpfung aufgrund einer Zunahme der Impedanz abnimmt.
Da jedoch das LC-Filter des ersten Ausführungsbeispiels so aufgebaut ist, daß eine negative Induktivität (-M) in Reihe geschaltet ist, ist es möglich, die Restinduktivität (ESL) durch Einstellen des Kupplungsgrades zwischen den zwei Spulen zu unterdrücken, so daß in dem Ersatzschaltbild die negative Induktivität (-M) die Restinduktivität (ESL) ausgleicht. Dies ermöglicht die Bildung eines LC-Filters, das in der Lage ist, einen Dämpfungseffekt bis zu einem hohen Frequenzbereich hinauf aufzuweisen, indem das Auf­ treten einer Serienresonanz unterdrückt wird.
Wie es im vorhergehenden beschrieben wurde, ermöglicht nicht nur das Verändern des Kopplungsgrades zwischen den Spulen L1 und L2, sondern auch das Einstellen der Kapazität eine Ände­ rung des Frequenzbereiches, der in der Lage ist, einen Rest­ induktivitätsunterdrückungseffekt auszuüben.
An dieser Stelle wurden die Eigenschaften des LC-Filters des im vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels gemessen. Gemäß dem gemessenen Ergebnis betrug die Indukti­ vität des LC-Filters etwa 1,7 µH.
Ferner betrug die Induktivität etwa 0,8 µH, wenn dieselbe in dem Zustand gemessen wurde, bei dem lediglich eine Spule (L1 oder L2) der zwei Spulen aus dem selben Harz, das das magne­ tische Pulver aufweist, als dem magnetischen Körper 11 ge­ formt war.
Folglich stellt sich heraus, daß die Gegeninduktivität zwi­ schen den zwei Spulen etwa 0,05 µH und der Kopplungskoeffi­ zient etwa 0,06 beträgt.
Da die Induktivität von lediglich einer Spule L1 oder L2 0,8 µH beträgt, und der Induktivitätswert des gesamten LC-Fil­ ters (der Gesamt L-Wert) 1,7 µH beträgt, gilt insbesondere
Gesamt L = 1,7 µH = (XL1 + M) + (XL2 + M) = (0,8 µH + M) + (0,8 µH + M)
wobei die Induktivitätswerte der Spulen L1 und L2 XL1 bzw. X12 seien, und der Gegeninduktivitätswert zwischen den zwei Spulen M betrage.
Dies heißt, daß sich herausstellt, daß die Gegeninduktivität M 0,05 µH beträgt.
Folglich weist das LC-Filter des ersten Ausführungsbeispiels einen derartigen Aufbau auf, daß eine Induktivität von -0,05 µH (negative Induktivität (M) zwischen dem Knoten der Spulen L1 und L2 und Masse) in Reihe mit einem Kondensator und ei­ ner Restinduktivität geschaltet ist.
Zudem ist bei dem LC-Filter des ersten Ausführungsbeispiels, da die Harzscheibe 14 in den Zwischenraum eingefügt ist, um sich mit der Kondensatorelektrodenplatte 10 zu überlappen, der Kopplungsgrad zwischen den zwei Spulen L1 und L2 nied­ rig.
Darüber hinaus beträgt bei dem LC-Filter des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels, obwohl der Wert von ESL nicht gemessen wur­ de, der Wert von ESL viel weniger als 0,05 µH, so daß bei dem LC-Filter des ersten Ausführungsbeispiels keine Resonanz erzeugt wird.
Ferner betrug die Kapazität, die zwischen den äußeren An­ schlüssen (Spulenanschlüssen 12a und 12b) und dem Massean­ schluß 13 gemessen wurde, 22 pF.
Als nächstes wurde die Übertragungsdämpfung dieses LC-Fil­ ters mittels eines Netzwerkanalysators gemessen. Gemäß den gemessenen Ergebnissen begann eine Dämpfung mit einer Rate von 60 dB/Dekade bei etwa 50 MHz, wobei bei 100 MHz eine Dämpfung von 40 dB erhalten wurde. Ferner wurde von etwa 200 MHz an eine Dämpfungseigenschaft mit einer Rate von 20 dB/Dekade beobachtet, wobei bei 300 MHz eine Dämpfung von etwa 50 dB erhalten wurde.
Zum Vergleich wurde ein LC-Filter (Vergleichsbeispiel) her­ gestellt, bei dem keine Harzscheibe 14 zwischen die Spulen L1 und L2 eingefügt war, wobei die Eigenschaften desselben gemessen wurden. Die Induktivität des LC-Filters dieses Vergleichsbeispieles betrug 2,3 µH, die Gegeninduktivität 0,35 pH und der Kopplungskoeffizient 0,44.
Bei diesem Vergleichsbeispiel des LC-Filters begann die Dämpfung bei etwa 70 MHz, aber die Dämpfungsrate betrug etwa 20 dB/Dekade, d. h. ein solch großer Dämpfungseffekt wie in dem Fall des im vorhergehenden beschriebenen ersten Ausfüh­ rungsbeispiels konnte nicht erzielt werden. Daraus ergibt sich, daß, wenn der Kopplungsgrad zwischen den zwei Spulen L1 und L2 zu hoch ist, die zwei Spulen, die in einer T-Typ- Filterstruktur verbunden sind, eine Eigenschaft zeigen, als ob dieselben eine einzige Spule wären.
Wie es bereits vorher beschrieben wurde, ist es bei dem LC- Filter mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung von dem Gesichtspunkt des Ermöglichens aus, daß die Resonanzfrequenz eingestellt werden kann, ohne die Dämpfungseigenschaften zu opfern bzw. zu verschlechtern, vorzuziehen, den Kopplungsko­ effizienten der Spulen auf einen Wert in dem Bereich von -0,1 bis +0,1 einzustellen.
Ein LC-Filter gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun detailliert bezugnehmend auf Fig. 5A bis 7 beschrieben.
Wie in dem Fall des im vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels sind auch bei dem LC-Filter des zweiten Ausführungsbeispiels zwei Spulen L1 und L2 gebildet, um je­ weils einen Außendurchmesser von 10 mm, einen Innendurchmes­ ser von 6 mm und 5 Windungen durch Wickeln eines isolations­ bedeckten Leiters einer länglichen planaren (streifenförmi­ gen) Form mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Breite von 2,0 mm aufzuweisen. Die zwei Spulen L1 und L2 sind so ange­ ordnet, daß die Mittelachsen derselben identisch sind, aber bei dem LC-Filter des zweiten Ausführungsbeispiels sind die Spulen L1 und L2 so verbunden, daß die Richtungen der Strö­ me, die durch die zwei Spulen fließen, entgegengesetzt zu­ einander geraten, wenn an dieselben die elektrischen Ströme angelegt werden. Das bedeutet, daß bei dem LC-Filter des zweiten Ausführungsbeispiels die Spulen L1 und L2 so aufge­ baut sind, daß die Wicklungsrichtungen bei den zwei Spulen einander entgegengesetzt sind.
In den Zwischenraum G zwischen den Spulen L1 und L2 ist eine Kondensatorelektrodenplatte 10 eingefügt, die die selbe Struktur und Form wie die diejenigen des LC-Filters des im vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels (siehe Fig. 3) aufweist.
Hinsichtlich der anderen Strukturen, des Herstellungsver­ fahrens, usw., ist das LC-Filter des zweiten Ausführungsbei­ spiels gleich dem LC-Filter des im vorhergehenden beschrie­ benen ersten Ausführungsbeispiels, und folglich wird eine Erklärung desselben weggelassen werden, und die entsprechen­ den Erklärungsabschnitte des ersten Ausführungsbeispiels werden verwendet, um eine Wiederholung zu vermeiden.
Bei Fig. 5A bis 6B (das zweite Ausführungsbeispiel) beziehen sich die Bauteile, die mit den selben Bezugszeichen wie den­ jenigen in Fig. 1A bis 3 (das erste Ausführungsbeispiel) markiert sind, auf die selben oder äquivalente Bauteile wie denjenigen in Fig. 1A bis 3 (das erste Ausführungsbeispiel).
Bei dem LC-Filter des zweiten Ausführungsbeispiels sind die Richtungen der magnetischen Flüsse, die zwischen den zwei Spulen L1 und L2 erzeugt werden, entgegengesetzt zueinander, und die Gegeninduktivität zwischen denselben ist negativ, d. h. -M.
Da die Gegeninduktivität (M) zwischen den Spulen L1 und L2 negativ ist, bedeutet dies auf äquivalente Weise, daß zwischen dem Knoten der Spulen L1 und L2 und Masse eine positive Induktivität (+M) existiert. Diese Induktivität (+M), eine Restinduktivität (ESL) und eine Kapazität (C) bilden folglich bei dem LC-Filter des zweiten Ausführungs­ beispiels eine Reihenschaltung.
Dementsprechend ist es ebenfalls bei dem LC-Filter des zwei­ ten Ausführungsbeispiels durch Ändern der Gegeninduktivität (-M) durch Einstellen des Kopplungsgrads zwischen den zwei Spulen L1 und L2 möglich, den Resonanzpunkt zu ändern, und den Dämpfungseffekt an speziellen Frequenzen zu erhöhen.
Die Einstellung des Kopplungsgrads zwischen den zwei Spulen L1 und L2 kann wie in dem Fall des ersten Ausführungsbei­ spiels durch Verfahren, wie z. B. das Einstellen des Zwi­ schenraums G zwischen den Spulen L1 und L2, das Verändern der Eigenschaften des magnetischen Körpers 11, das Einfügen einer Schicht (Harzscheibe für das erste Ausführungsbei­ spiel) mit einer unterschiedlichen Permeabilität zwischen den Spulen L1 und L2, usw., auf einfache Weise durchgeführt werden. Ferner kann das Einstellen der Kapazität durch Ein­ stellen der Größe, Form und Anzahl der Kondensatorelektro­ denplatten auf einfache Weise durchgeführt werden. Durch ein solches Einstellen des Kopplungsgrads der Spulen L1 und L2 und der Kapazität kann der Frequenzbereich, der in der Lage ist, einen Restinduktivitätsunterdrückungseffekt zu erhal­ ten, geändert werden.
An dieser Stelle wurden die Eigenschaften des LC-Filters des im vorhergehenden beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels gemessen. Die Induktivität betrug etwa 0,8 µH, wenn dieselbe in dem Zustand gemessen wurde, bei dem lediglich eine Spule (L1 oder L2) der zwei Spulen aus dem selben Harz, das das magnetische Pulver aufweist, als dem magnetischen Körper 11 geformt war.
Ferner betrug die Induktivität des LC-Filters des im vorher­ gehenden beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels etwa 1,5 µH. Folglich stellt sich heraus, daß die Gegeninduktivität zwischen den zwei Spulen etwa -0,05 µH und der Kopplungsko­ effizient etwa -0,06 beträgt.
Folglich weist das LC-Filter des zweiten Ausführungsbei­ spiels einen derartigen Aufbau auf, daß eine Induktivität von +0,05 µH (eine positive Induktivität (+M) zwischen dem Knoten der Spulen L1 und L2 und Masse) in Reihe mit einem Kondensator und einer Restinduktivität geschaltet ist.
Die Kapazität, die zwischen den äußeren Anschlüssen (Spulen­ anschlüssen) 12a und 12b und dem Masseanschluß 13 gemessen wurde, betrug 23 pF.
Als nächstes wurde die Übertragungsdämpfung dieses LC-Fil­ ters mittels eines Netzwerkanalysators gemessen. Gemäß den gemessenen Ergebnissen beginnt die Dämpfung bei etwa 50 MHz, wobei bei 100 MHz ein Dämpfungspeak auftrat, woraufhin eine Dämpfung von etwa 50 dB beibehalten wurde.
Zum Vergleich wurde ein LC-Filter (zweites Vergleichsbei­ spiel) hergestellt, bei dem keine Harzscheibe 14 zwischen die Spulen L1 und L2 eingefügt war, wobei die Eigenschaften desselben gemessen wurden. Die Induktivität des LC-Filters dieses Vergleichsbeispiels betrug 1,0 µH, die Gegeninduk­ tivität -0,3 µH und der Kopplungskoeffizient -0,38.
Die Kapazität, die zwischen den Spulenanschlüssen und dem Masseanschluß gemessen wurde, betrug 23 pF. Die Dämpfung be­ gann bei etwa 40 MHz, wobei aufgrund der Serienresonanz ein Dämpfungspeak bei 50 MHz auftrat. Die Resonanzfrequenz kann folglich verglichen zu dem vorhergehenden beschriebenen LC- Filter des zweiten Ausführungsbeispiels erheblich verschoben sein, aber die Dämpfung nach dem Resonanzpunkt betrug 20 dB, was bedeutet, daß der Effekt dieses zweiten Vergleichsbei­ spiels ausgenommen für den Resonanzpunkt sehr abnimmt. Ob­ wohl dieses LC-Filter des zweiten Vergleichsbeispiels den Resonanzpunkt durch Verringern des Kopplungskoeffizienten weiter verringern kann, ist der Dämpfungseffekt desselben nach dem Resonanzpunkt nicht so hoch wie erwartet.
Dies zeigt an, daß der Kopplungsgrad zwischen den zwei Spu­ len L1 und L2 einen negativen Wert aufweist, der zu groß ist und unerwünschte Ergebnisse liefert. Ferner ist es bei dem LC-Filter mit einem solchen Aufbau wie demjenigen dieses zweiten Ausführungsbeispiels vorzuziehen, den Wert des Kopp­ lungskoeffizienten zwischen den Spulen auf einen Wert in dem Bereich von -0,1 bis +0,1 einzustellen, um es zu ermög­ lichen, daß der Resonanzpunkt dieses LC-Filters eingestellt wird, und um ferner eine ausreichende Dämpfung zu erzielen.
Ein LC-Filter gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun detailliert bezugnehmend auf Fig. 8 bis 11 beschrieben. Bei Fig. 8A bis 11 (dem dritten Ausführungsbeispiel) beziehen sich die Bauteile, die mit den selben Bezugszeichen wie denjenigen in Fig. 1A bis 3 mar­ kiert sind (dem ersten Ausführungsbeispiel) auf die selben oder äquivalente Bauteile wie diejenigen in Fig. 1A bis 3 (das erste Ausführungsbeispiel).
Wie es in Fig. 8A, 8B, 9A und 9B gezeigt ist, sind bei dem LC-Filter des dritten Ausführungsbeispiels die zwei Spulen L1 und L2 in Reihe geschaltet und in dem magnetischen Körper 11 eingebettet, um in der Draufsicht benachbart zueinander zu sein, d. h. so daß die axialen Richtungen der Spulen im wesentlichen parallel zueinander sind, während die Spulen L1 und L2 in der horizontalen Richtung voneinander versetzt sind, um in der Richtung senkrecht zu den axialen Richtungen der Spulen benachbart zueinander zu sein. Darüber hinaus ist eine Elektrode (Kondensatorelektrodenplatte) 10 (siehe Fig. 10), die aus einer metallischen Platte gebildet ist und zwei hufeisenförmige Abschnitte 10a und 10b aufweist, in der Nähe des Verbindungspunkts unterhalb der zwei Spulen L1 und L2 befestigt.
Ein äußerer Anschluß (Spulenanschluß) 12a, der mit einem En­ de der Spule L1 verbunden ist, ein äußerer Anschluß (Spulen­ anschluß) 12b, der mit einem Ende der Spule L2 verbunden ist, und ein Masseanschluß 13 für eine Verbindung mit Masse, der mit der Kondensatorelektrodenplatte 10 verbunden ist, sind angeordnet, um außerhalb des magnetischen Körpers 11 freizuliegen.
Bei dem LC-Filter des dritten Ausführungsbeispiels sind durch Wickeln eines isolationsbedeckten Leiters mit einer länglichen planaren (streifenförmigen) Form mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Breite von 2,0 mm zwei Spulen L1 und L2 gebildet, um in Reihe geschaltet zu sein, so daß jede der Spulen einen Außendurchmesser von 10 mm, einen Innendurch­ messer von 6 mm und 5 Windungen aufweist, und so daß die Wicklungsrichtungen bei den zwei Spulen entgegengesetzt zu­ einander sind, d. h., so daß die Richtungen der Ströme, die durch die zwei Spulen fließen, einander entgegengerichtet sind.
Als der magnetische Körper 11 wird wie in dem Fall des LC- Filters des im vorhergehenden beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiels ein harzbasiertes magnetisches Material (ein magnetisches Harz) verwendet, das durch Ver­ kneten eines Harzes mit einem magnetischen Pulver, wie z. B. Ferritpulver verwendet wird. Durch Spritzgießen dieses mag­ netischen Harzes, während die Spulen L1 und L2 und die Kon­ densatorelektrodenplatte 10 an vorbestimmten Positionen ge­ halten werden, wird ein solches LC-Filter wie dasjenige, das in Fig. 8 gezeigt ist, gebildet.
Ferner ist die Kondensatorelektrodenplatte 10 wie in den Fällen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels durch Bearbeiten einer metallischen Platte in einer Form gebildet, um in der Draufsicht in den planaren Formen der Spulen L1 und L2 enthalten zu sein, wobei ein Vorsprung, der einen Masseanschluß 13 bildet, für eine Verbindung mit Masse an einer vorbestimmten Position an einem Außenumfangsabschnitt der Kondensatorelektrodenplatte 10 gebildet ist.
Bei dem LC-Filter des dritten Ausführungsbeispiels sind, da die zwei Spulen L1 und L2 in Reihe geschaltet sind und aufgebaut sind, so daß die Richtungen der Ströme, die durch die zwei Spulen fließen, einander entgegengerichtet sind, beispielsweise die Richtung eines magnetischen Flusses B1, der in der Spule L1 erzeugt wird, und die Richtung eines magnetischen Flusses B2, der in der Spule L2 erzeugt wird, die zu der Spule L1 benachbart ist, einander entgegenge­ richtet. Als ein Ergebnis werden, wenn der magnetische Fluß einer Spule L1 (oder L2) durch die Mitte der anderen Spule L2 (oder L1) fließt, die Richtungen der magnetischen Flüsse der zwei Spulen die gleichen, wodurch zwischen den zwei Spu­ len eine positive Gegeninduktivität (+M) auftritt. Das heißt, daß das LC-Filter des dritten Ausführungsbeispiels das gleiche Ersatzschaltbild (siehe Fig. 4) wie dasjenige des LC-Filters des im vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels aufweist.
Ferner besteht bei dem LC-Filter des dritten Ausführungs­ beispiels, da die Kondensatorelektrodenplatte gebildet ist, um in der Draufsicht in der Form der Spulen L1 und L2 ent­ halten zu sein, keine Möglichkeit dafür, daß der magnetische Fluß, der durch die zwei Spulen L1 und L2 erzeugt wird, durch die Kondensatorelektrodenplatte blockiert wird, und daß Wirbelstromverluste auftreten.
Folglich ist der gleiche Effekt wie derjenige des LC-Filters des ersten Ausführungsbeispiels auch bei dem LC-Filter des dritten Ausführungsbeispiels umfaßt.
An dieser Stelle wurden die Eigenschaften des LC-Filters des im vorhergehenden beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels gemessen. Gemäß den gemessenen Ergebnissen betrug die Induk­ tivität des gesamten LC-Filters (der gesamten Spule) 1,65 µH. Ferner betrug die Induktivität lediglich einer Spule (L1 oder L2) 0,8 µH.
Folglich stellt sich heraus, daß die Gegeninduktivität zwi­ schen den zwei Spulen 0,025 µH und der Kopplungskoeffizient 0,03 beträgt. Die Kapazität, die durch die Kondensatorelek­ trodenplatte 10 erhalten wurde, betrug etwa 80 pF.
Ferner begann bei dem LC-Filter des dritten Ausführungsbei­ spiels die Dämpfung bei etwa 27 MHz, wobei bei 300 MHz eine Dämpfung von 60 dB erhalten wurde.
Bei dem LC-Filter des dritten Ausführungsbeispiels ist bei­ spielhaft ein Fall erklärt worden, bei dem das LC-Filter aufgebaut ist, um eine positive Gegeninduktivität zwischen den zwei Spulen zu erzeugen. Das LC-Filter kann jedoch auf­ gebaut sein, um eine negative Gegeninduktivität (-M) zu er­ zeugen, indem dasselbe einen Aufbau aufweist, derart, daß die Richtungen der Ströme, die durch die zwei Spulen L1 und L2 fließen, gleich sind, und daß dadurch die Richtung des magnetischen Flusses, der bei einer Spule L1 erzeugt wird, und diejenige des magnetischen Flusses, der bei der Spule L2 erzeugt wird, die benachbart zu der Spule L1 ist, gleich werden. Folglich werden, wenn der magnetische Fluß einer Spule L1 (oder L2) durch die Mitte der anderen Spule L2 (oder L1) fließt, die Richtungen der magnetischen Flüsse der zwei Spulen entgegengesetzt zueinander, wodurch die negative Gegeninduktivität (-M) erzeugt wird. In diesem Fall ist es möglich, ein LC-Filter zu erhalten, das die gleichen Effekte wie diejenigen des LC-Filters des im vorhergehenden be­ schriebenen zweiten Ausführungsbeispiels aufweist.
Bei dem im vorhergehenden beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispiel wurden beispielhaft Fälle erklärt, bei denen jede der zwei Spulen ein planare Form einer kreisför­ migen (torusförmigen) Form aufweist. Die spezifische Form der Spulen ist jedoch nicht auf diese begrenzt, und es kön­ nen Spulen mit verschiedenen Formen, wie z. B. einer Ellipse, eines Rechtecks, usw., verwendet werden.
Darüber hinaus sind bei den im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen Fälle exemplarisch erklärt worden, bei denen ein Harz mit einem magnetischen Pulver als ein magne­ tischer Körper verwendet wird, aber die vorliegende Erfin­ dung kann jedoch ferner auf ein LC-Filter angewendet werden, das neben dem harzbasierten Material ein keramikbasiertes magnetisches Material verwendet.
Ebenfalls in anderer Hinsicht ist die vorliegende Erfindung nicht auf die im vorhergehenden beschriebenen Ausführungs­ beispiele begrenzt. Hinsichtlich des Aufbaumaterials einer Spule, der Anzahl von Windungen, des Abstands zwischen den zwei Spulen und der Größe, Form und der Anzahl von Konden­ satorplatten, usw., sind verschiedene Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung möglich.
Wie es im vorhergehenden beschrieben wurde, sind bei dem LC-Filter gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zwei Spulen angeordnet, die jeweils durch Formen einer me­ tallischen Platte in einer Spiralform gebildet sind, und die in Reihe geschaltet sind, um eine Gegeninduktivität zu er­ zeugen. Eine Kondensatorelektrodenplatte, die eine Form auf­ weist, die aus der axialen Richtung der Spulen aus betrach­ tet in der Form der Spulen enthalten ist, ist in der Nähe des Verbindungspunktes der zwei Spulen angeordnet, um einem Abschnitt der Spulen gegenüberzuliegen. Folglich dienen die Spulen, die aus einer metallischen Platte geformt sind, fer­ ner als Kondensatorelektroden. Dies ermöglicht eine Redu­ zierung der Anzahl von Komponenten und beseitigt die Notwen­ digkeit, unabhängig von den Spulen einen Kondensator zu bil­ den, woraus sich die Unterdrückung einer Restinduktivität auf einen niedrigen Wert ergibt.
Darüber hinaus kann, da keine Möglichkeit dafür besteht, daß ein magnetischer Fluß durch die Kondensatorelektrodenplatte fließt, eine Reduzierung der Induktion aufgrund eines Wir­ belstromverlustes verhindert werden, was zu einem Erzielen einer großen Induktivität führt.
Da zusätzlich die Spule aus einer metallischen Platte ge­ bildet ist, ist die Bearbeitung derselben einfach und die Produktivität derselben hoch. Da ferner die Spule für einen großen Strom verwendet werden kann, kann dieselbe einen er­ höhten Betriebsbereich aufweisen.
Ferner ist es durch Anordnen der Gegeninduktivität zwischen den zwei Spulen, um positiv oder negativ zu sein, möglich, bis zu einem hohen Frequenzbereich hinauf eine gute Dämp­ fungseigenschaft zu erzielen, und eine Dämpfung bei speziel­ len Frequenzen zu erhöhen.
Bei dem LC-Filter gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es durch Anordnen der zwei Spulen, die durch Formen einer metallischen Platte in einer Spiralform gebil­ det sind, in einer Ausrichtung entlang der axialen Richtung, so daß die Mittelachsen der zwei Spulen im wesentlichen die selben sind, und durch Anordnen einer Kondensatorelektroden­ platte zwischen den zwei Spulen möglich, ein LC-Filter zu liefern, das Effekte aufweist, die ähnlich zu denjenigen des LC-Filters gemäß dem ersten Aspekt sind, und das einen spe­ zifischeren Aufbau aufweist. Dies ermöglicht, daß die vor­ liegende Erfindung in hohem Maße effektiv ist.
Bei dem LC-Filter gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es durch Anordnen der zwei Spulen an Positio­ nen, die in der Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Spulen versetzt sind, um aus der axialen Richtung der Spulen aus betrachtet benachbart zueinander zu sein, sowie einer Kondensatorelektrodenplatte mit einer Form, um den magnetischen Fluß, der durch die Spulen erzeugt wird, nicht zu blockieren, in der Nähe des Verbindungspunktes der zwei Spulen möglich, ein LC-Filter zu liefern, das Effekte auf­ weist, die denjenigen des LC-Filters gemäß dem ersten Aspekt ähnlich sind, und das einen spezifischeren Aufbau aufweist. Dies ermöglicht, daß die vorliegende Erfindung in hohem Maße effektiv ist.
Darüber hinaus ist es, wie es im vorhergehenden beschrieben wurde, durch Verwenden eines magnetischen Harzes, das durch Verkneten eines Harzes mit einem magnetischen Pulver erhal­ ten wird, als ein magnetischer Körper möglich, ein LC-Filter mit einer Struktur zu bilden, bei der durch ein Spritzgieß­ verfahren oder dergleichen zwei Spulen und eine Kondensator­ elektrodenplatte in einem magnetischen Körper (einem magne­ tischen Harz) eingebettet sind, und dadurch auf effiziente Weise ein LC-Filter mit hoher Induktivität zu bilden, was es ermöglicht, daß die vorliegende in hohem Maße effektiv ist.

Claims (4)

1. LC-Filter mit
einem magnetischen Körper (11);
zwei Spulen (L1, L2), die durch Bilden einer metal­ lischen Platte in einer Spiralform definiert sind, wobei die zwei Spulen (L1, L2) in Reihe geschaltet sind, um eine Gegeninduktivität (M) zwischen denselben zu erzeu­ gen, und wobei die zwei Spulen (L1, L2) in dem magne­ tischen Körper (11) angeordnet sind; und
einer Kondensatorelektrodenplatte (10) mit einer Form, die in der axialen Richtung der Spulen (L1, L2) in der Form derselben enthalten ist, um magnetische Flüsse, die durch die Spulen (L1, L2) erzeugt werden, nicht zu stö­ ren, wobei die Kondensatorelektrodenplatte (10) in der Nähe des Verbindungspunktes der zwei Spulen (L1, L2) in dem magnetischen Körper (11) derart angeordnet ist, daß zumindest ein Abschnitt der Kondensatorelektrodenplatte (10) einem Abschnitt der Spulen (L1, L2) gegenüberliegt.
2. LC-Filter mit
einem magnetischen Körper (11);
zwei Spulen (L1, L2), die durch Bilden einer metal­ lischen Platte in einer Spiralform definiert sind, wobei die zwei Spulen (L1, L2) in Reihe geschaltet sind, um zwischen denselben eine Gegeninduktivität (M) zu erzeu­ gen, und wobei die zwei Spulen (L1, L2) in dem magne­ tischen Körper (11) angeordnet sind, um in der axialen Richtung derselben derart ausgerichtet zu sein, daß die Mittelachsen der zwei Spulen (L1, L2) im wesentlichen die selben sind; und
einer Kondensatorelektrodenplatte (10) mit einer Form, die in der axialen Richtung der Spulen (L1, L2) in der Form derselben enthalten ist, um magnetischen Flüsse, die durch die Spulen (L1, L2) erzeugt werden, nicht zu stören, wobei die Kondensatorelektrodenplatte (10) zwischen den zwei Spulen (L1, L2) in dem magnetischen Körper (11) derart angeordnet ist, daß zumindest ein Abschnitt der Kondensatorelektrodenplatte (10) einem Abschnitt der Spulen (L1, L2) gegenüberliegt.
3. LC-Filter mit
einem magnetischen Körper (11);
zwei Spulen (L1, L2), die durch Bilden einer metal­ lischen Platte in einer Spiralform definiert sind, wobei die zwei Spulen (L1, L2) in Reihe geschaltet sind, um eine Gegeninduktivität (M) zwischen denselben zu erzeu­ gen, und wobei die zwei Spulen (L1, L2) in dem magne­ tischen Körper (11) angeordnet sind, um in der Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Spulen (L1, L2) voneinander versetzt zu sein, um in der axialen Richtung der Spulen (L1, L2) benachbart zueinander zu sein; und
einer Kondensatorelektrodenplatte (10) mit einer Form, die in der axialen Richtung der Spulen (L1, L2) in der Form derselben enthalten ist, um magnetische Flüsse, die durch die Spulen (L1, L2) erzeugt werden, nicht zu stö­ ren, wobei die Kondensatorelektrodenplatte (10) in der Nähe des Verbindungspunktes der zwei Spulen (L1, L2) in dem magnetischen Körper (11) derart angeordnet ist, daß zumindest ein Abschnitt der Kondensatorelektrodenplatte (10) einem Abschnitt der Spulen (L1, L2) gegenüberliegt.
4. LC-Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der magnetische Körper (11) ein magnetisches Harz aufweist, das durch Verkneten eines Harzes mit einem magnetischen Pulver erhalten wird.
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