电磁干扰抑制组件制造技术

提供了一种EMI抑制组件(10)，其包括压电元件(12)，所述压电元件被配置成在所述压电元件(12)的谐振频率下为电磁扰动提供低阻抗传播路径。播路径。播路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电磁干扰抑制组件


[0001]本公开涉及电磁干扰抑制组件。具体地说，本公开涉及具有压电元件的电磁干扰抑制组件。

技术介绍

[0002]电磁干扰(EMI)可以由由电装置产生的电磁扰动引起，并且可能不利地影响其它电装置的性能。为了减少电磁扰动的发射，可以使用有源或无源EMI抑制组件。

技术实现思路

[0003]本公开针对一种EMI抑制组件，其包括压电元件，所述压电元件被配置成在所述压电元件的谐振频率下为电磁扰动提供低阻抗传播路径。
[0004]值得注意的是，如在整个描述和权利要求书中所使用的术语“EMI抑制组件”尤其是指可用于抑制电磁扰动的传播的(被动)电组件，例如电容器。此外，如在整个描述和权利要求书中所使用的术语“电磁扰动”尤其是指“可以降低装置、设备或系统的性能或不利地影响活性或惰性物质的任何电磁现象(IEC，1989)”[Goedbloed：电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility)，P.4，(1993)]。
[0005]此外，如在整个描述和权利要求书中所使用的术语“压电元件”尤其是指在施加电场后机械地变形(归因于反压电效应)的变换器。另外，如在整个描述和权利要求书中所使用的术语“谐振频率”尤其是指电阻抗处于局部最小值的激励频率。例如，通过在扫描电激励频率范围时测量电流和电压，并且计算电阻抗，可以通过确定对应电阻抗图表的局部最小值(参看图1a)来导出谐振频率。
[0006]在压电元件的谐振频率下为电磁扰动提供低阻抗传播路径允许扰动频谱的峰值的选择性衰减。因此，与将(本身)不允许使所述峰值选择性地衰减的(常规)电容器相比，通过将压电元件调整到扰动频谱(的所述峰值)可以改进衰减。此外，许多压电材料呈现关于绝缘和击穿电压的有利性质，这使得EMI抑制组件可适用于广泛范围的情境。
[0007]EMI抑制组件可以包括在电源滤波器中。举例来说，EMI抑制组件的端子可以(直接)连接(通过导线)到双线式单相、三线式单相、三线式双相、三线式三相或四线式三相配电网/系统的极点。
[0008]EMI抑制组件可以包括在电路中，所述电路被配置成在固定开关或时钟频率下操作，从而引起频谱具有峰值的电磁扰动，其中压电元件的谐振频率与峰值频率匹配。
[0009]因此，EMI抑制组件可以在相对较大频带(如“常规”电容器)上抑制电磁扰动的传播，同时另外在谐振频率周围的相对较小频带上提供更高抑制。
[0010]电磁扰动的频谱可以具有在压电元件的另一谐振频率下的另一峰值。
[0011]举例来说，可以在设计阶段期间选择压电元件的压电材料和尺寸，使得压电元件具有与电磁扰动的频谱的峰值匹配的若干谐振频率。因此，通过使用单个EMI抑制组件不仅可以抑制一个峰值，还可以抑制两个(或更多个)峰值。
[0012]EMI抑制组件可以充当Y电容器。
[0013]举例来说，EMI抑制组件的一个端子可以连接到安全接地线，并且EMI抑制组件的另一端子可以连接到线路、零线、连接到固定频率脉宽或相移控制转换器的中间电路(dc链路)的DC加或DC减，或连接到转换器的任何其它合适的电位。在电路设计阶段，EMI抑制组件可以替换或补充一个或多个Y电容器。在此方面，应注意，由EMI抑制组件的谐振引起的局部阻抗最小值可以允许比具有相同电容的Y电容器更好的峰值扰动衰减(图1a)。归因于关于由所允许的泄漏电流产生的电容值的现有限制，这使得EMI抑制组件在充当Y电容器时尤其有用。
[0014]EMI抑制组件可以充当X电容器。
[0015]举例来说，EMI抑制组件的一个端子可以连接到线路且EMI抑制组件的另一端子可以连接到零线，或EMI抑制组件的一个端子可以连接到DC加且EMI抑制组件的另一端子可以连接到固定频率脉宽或相移控制转换器的中间电路(dc链路)的DC减，或连接到转换器的任何其它合适的电位，由此使差模扰动衰减。因此，在电路设计阶段，可以设想EMI抑制组件以替换或补充给定电路设计内的一个或多个(或甚至所有)X电容器。
[0016]EMI抑制组件可以被布置在转换器的电流隔离的初级侧与次级侧之间。转换器可以是在固定开关频率下操作的电源。举例来说，转换器可以是反激式转换器、有源箝位反激式转换器、前向转换器、有源箝位前向转换器、不对称半桥、相移式全桥、或双有源桥。
[0017]电路可以进一步包括另一电磁干扰抑制组件，其中另一电磁干扰抑制组件充当线路滤波器。
[0018]电路可以进一步包括并联连接到所述电磁干扰抑制组件的电容器和/或另一EMI抑制组件。
[0019]通过并联连接电容器和EMI抑制组件，可以在相对较大频带上改进衰减。通过并联连接多个EMI抑制组件，可以使电磁扰动频谱的多个不同峰值衰减或可以改进单个峰值的衰减。
[0020]电路可以进一步包括陶瓷振荡器，其中陶瓷振荡器包括压电谐振器。压电谐振器可以具有与压电元件相同的压电材料和/或可以具有与压电元件相同的关于一个或多个谐振频率的温度相依性(在陶瓷振荡器的操作范围)。
[0021]因此，如果发生温度变化，则振荡器频率和谐振频率可能会经受相同频移，使得振荡器频率和谐振频率两者保持相等或至少良好对准。因此，谐振频率的漂移可能不会不利地影响EMI抑制。
[0022]在另一示例中，压电元件可以充当陶瓷振荡器的压电谐振器。
[0023]举例来说，压电元件可以具有三个或四个端子，其中第一端子对(端口)是与EMI抑制相关地使用，并且第二端子对(不同于第一端子对)是与陶瓷振荡器相关地使用。
[0024]电路可以进一步包括振荡器，其中振荡器在压电元件的谐振频率下操作。此外，压电元件可以在振荡器内被使用以直接导出电子装置的操作频率。此导出可以传递不同于谐振频率的频率，例如谐振频率的一半、谐振频率的三分之一等。
[0025]压电元件可以夹持在EMI抑制组件的外壳的壁之间或在EMI抑制组件的外壳的壁与另一压电元件之间。
[0026]通过夹持(包夹)压电元件，可以适配谐振频率。
[0027]电路可以包括在装置中，所述装置进一步包括集成电路，所述集成电路被配置成控制电路的开关或时钟频率以达到开关或时钟频率或开关或时钟频率的谐波与压电元件的谐振频率匹配的效果。集成电路可以连接到压电谐振器。
[0028]电路可以包括在装置中且为例如开关电源、数字电路、电机、电机驱动器或电子电路(例如，电力电子电路)。
[0029]因此，EMI抑制组件可以在产生频谱具有不同峰值的电磁扰动的大体上恒定频率下操作的任何电路中被采用。
[0030]压电元件的谐振频率可以被调谐到固定开关或时钟频率或固定开关或时钟频率的谐波，其中固定开关或时钟频率或固定开关或时钟频率的谐波在可适用的EMI监管下下降。
[0031]举例来说，如果仅具有处于或高于150kHz的频率的电磁扰动在可适用的EMI监管下下降，则固定开关或时钟频率可以处于或高于150kHz，其中压电元件的谐振频率可以被调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电磁干扰抑制组件(10)，其包括压电元件(12)，所述压电元件被配置成在所述压电元件(12)的谐振频率下为电磁扰动提供低阻抗传播路径。2.一种电源滤波器(34)，其包括根据权利要求1所述的电磁干扰抑制组件(10)。3.一种电路，其包括根据权利要求1所述的电磁干扰抑制组件(10)，所述电路被配置成在引起频谱(40)具有峰值(42)的电磁扰动的固定开关或时钟频率下操作，其中所述压电元件(12)的所述谐振频率与所述峰值频率匹配。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述电磁扰动的所述频谱(40)在所述压电元件(12)的另一谐振频率下具有另一峰值(42)。5.根据权利要求3或4所述的电路，其中所述电磁干扰抑制组件(10)充当Y电容器或X电容器。6.根据权利要求3、4或5所述的电路，其进一步包括电源滤波器(34)，所述电源滤波器34包括所述电磁干扰抑制组件(10)。7.根据权利要求3或4所述的电路，其中所述电磁干扰抑制组件(10)布置在转换器，特别是电源的电流隔离的初级侧与次级侧之间。8.根据权利要求7所述的电路，其中所述转换器是以下各项中的一个：反激式转换器；有源箝位反激式转换器；前向转换器；有源箝位前向转换器；不对称半桥；相移式全桥；和双有源桥。9.根据权利要求7或8所述的电路，其进一步包括根据权利要求1所述的另一电磁干扰抑制组件(10)，其中所述另一电磁干扰抑制组件(10)充当线路滤波器。10.根据权利要求3至9中任一项所述的电路，其进一步包括并联连接到所述电磁干扰抑制组件(10)的电容器和/或根据权利要求1所述的另一电磁干扰抑制组件(10)。11.根据权利要求3至10中任一项所述的电路，其进一步包括陶瓷振荡器(36)，其中所述陶瓷振荡器(36)包括如下所述的压电谐振器：具有与所述压电元件(12)相同的压电材料；和/或在所述陶瓷振荡器(36)的操作范围内具有与所述压电元件(12)相同的关于所述一个或多个谐振频率的温度相依性。12.根据权利要求3至10中任一项所述的电路，其进一步包括陶瓷振荡器(36)，其中所述压电元件(12)充...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安，
申请(专利权)人：弗里德里希亚历山大埃尔朗根纽伦堡大学，
类型：发明
国别省市：