(57)【要約】【課題】  【解決手段】  ４００ヘルツの航空機電源からのＥＭＩをフィルタリングするなど、低周波・高電流の用途に特に使用される、改良型で、直列形で、バルクヘッド実装された、電磁干渉フィルタが提供される。電磁干渉フィルタは、特に、ＮＰＯ／ＣＯＧなどの円盤状の非強誘電性セラミック誘電体を用いた容量素子からなり、従来のＬフィルタ構成およびＣフィルタ構成のいずれかを採るように構成され、バルクヘッド実装またはスルーホール実装に適した中央給電貫通型のグラウンド層メタルジャケットの中にパッケージされる。電磁干渉フィルタは、特定された全温度範囲にわたって向上されたパフォーマンスを提供することができ、例えばＸ７Ｒ誘電体を用いた類似のフィルタよりも優れた信頼性および長い耐用寿命を実現することができる。
2005538582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流および低周波交流の用途のための、改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
バルクヘッド実装およびスルーホール実装に適した、両端に中央給電端子を有するグラウンド層ハウジングと、
前記ハウジングの内部の、非強誘電性セラミック誘電体を用いて構成された少なくとも１つの円盤状のコンデンサ素子と、を備え、
１アンペア以上の定格電流を有する、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、更に、
４０アンペア以下の電流容量を有する、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、更に、
３０００ヘルツ以下の周波数で２７０ボルト以下の定格交流電圧を有する、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項４】
請求項１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、更に、
４００ヘルツで交流１２５ボルト以上であると共に直流で２００ボルトである定格電圧を有する、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項５】
請求項１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
前記非強誘電性セラミック誘電体はＮＰＯ／ＣＯＧを含む、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項６】
請求項１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
１０００ヘルツで電力を供給された場合の散逸率が０．１未満である、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項７】
請求項１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
−５５℃から＋１２５℃までの温度範囲において、対温度容量変化特性が１％未満である、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項８】
請求項１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
＋１２５℃の動作環境において、４００ヘルツで１２５ボルトの交流電圧のもとで、内部的に生成される熱上昇が、１０℃未満である、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項９】
請求項１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
前記グラウンド層ハウジングは、０．７インチ以下の最大直径を有する、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１０】
請求項１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
前記グラウンド層ハウジングは、１．０インチ以下の最大直径を有する、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１１】
直流および低周波交流の用途のための、改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
直径が７．０インチ以下であり、バルクヘッド実装およびスルーホール実装に適した、両端に中央給電端子を有するグラウンド層ハウジングと、
ＮＰＯ／ＣＯＧ誘電体を用いて構成された、少なくとも１つの円盤状のコンデンサ素子と、を備え、
１アンペア以上の定格電流と、
４００ヘルツで交流１２５ボルト以上であると共に、直流で２００ボルトである定格電圧と、
４００ヘルツで１２５ボルト交流電圧が印加された場合における０．１未満の散逸率と、
−５５℃から＋１２５℃までの温度範囲における１％未満の対温度容量変化特性と、
＋１２５℃の動作環境において、４００ヘルツで１２５ボルトの交流電圧のもとで、内部的に生成される１０℃未満の熱上昇特性と、を有する、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１２】
請求項１１記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
Ｃのみのフィルタとして内部構成される、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１３】
請求項１１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
ＬＣフィルタとして内部構成される、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１４】
請求項１１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
Ｐｉフィルタとして内部構成される、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１５】
請求項１１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
Ｔフィルタとして内部構成される、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１６】
請求項１１に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
ＬＬフィルタとして内部構成される、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１７】
直流および低周波交流の用途のための、改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
直径が１．０インチ以下であり、バルクヘッド実装およびスルーホール実装に適した、両端に中央給電端子を有するグラウンド層ハウジングと、
非強誘電性セラミック誘電体を用いて構成された、前記ハウジングの内部の、少なくとも１つの円盤状のコンデンサ素子と、を備え、
１アンペア以上の定格電流と、
１０００ヘルツで電力を供給された場合における０．１未満の散逸率と、
−５５℃から＋１２５℃までの温度範囲における１％未満の対温度容量変化特性と、を有する、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１８】
請求項１７に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、更に、
４００ヘルツで１２５Ｖｒｍｓ以上の定格交流電圧と、２００Ｖｄｃ以上の定格直流電圧と、を有する、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
＋１２５℃の動作環境において、４００ヘルツで１２５ボルトの交流電圧のもとで、内部的に生成される熱上昇が１０℃未満である、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【請求項２０】
請求項１９に記載の改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、
前記非強誘電性セラミック誘電体はＮＰＯ／ＣＯＧを含む、改良型の直列ＥＭＩフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁干渉フィルタに関するものである。本発明は、特に、低周波・高電流の用途のための、バルクヘッド実装された中央給電式のＥＭＩフィルタであって、ＮＰＯ／ＣＯＧなどの非強誘電性材料を用いたＥＭＩフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁干渉（ＥＭＩ）は、雷や雨、ひいては強風など、日常的な現象をもとに発生する。それに加えて、人為的なＥＭＩの発生源が無数に存在し、一般に、テレビ、送電線、点火システム、蛍光照明、レーダー送信、電気自動車の充電器、およびコンピュータデバイスなどをもとに発生して放射される。これらのＥＭＩ放射源は、機器に入力される電子信号をクリーンに、有効に、且つ絶えず付きまとうＥＭＩによる悪影響から分離された状態に維持する解決策を見つけるという難題を、機器、設計者、および技術者に投げかけている。
【０００３】
この目標を達成するため、一般に、ＥＭＩフィルタ、すなわち、この煩わしいＥＭＩに抵抗したり弱めたりするのに適した容量特性および誘導特性を有する電子デバイスが、電子回路に組み込まれる。しかしながら、今日のＥＭＩフィルタおよびそれらの実際の使用方法は、フィルタの製造欠陥が原因で性能が低下する、製品仕様が不完全なためにユーザがフィルタおよびその使用方法に関する十分な情報を得られない、用途に適したデバイスを選択するのが困難である、対象となる回路へのフィルタの取り付けが不適切であるために最良の結果が得られない、などの様々な問題を有する。
【０００４】
対象となる用途に使用されるフィルタは、一般に、従来の方法によって製造され、通常は、バルクヘッド実装構成の中に設けられた円盤状のコンデンサ、すなわち、貫通型のフィルタからなる。バルクヘッド実装構成は、信号経路上に配置され、高周波領域で生じるあらゆる電磁干渉を、少なくとも１つの容量分を介してグラウンド層に分路させる。
【０００５】
このタイプの貫通型フィルタは、コンデンサのみ（Ｃのみ）、または、典型的なフィルタ構成を採るように配置された容量素子と誘導素子との組み合わせ（ＬＣ、Ｐｉ、またはＴ）のいずれかで構成される。これらのコンデンサは、それぞれ特定の用途要件に合致しているので、正しく選択することが重要である。最も経済的な解決策は、最も少ない内部部品で所望のフィルタリング効果を実現できるフィルタを選択することである。
【０００６】
Ｃのみのフィルタ、すなわち、容量素子のみからなるフィルタは、超ハイインピーダンスの回線上で高周波信号をフィルタリングするのに最も適している。これらのデバイスの減衰は、フィルタの遮断周波数からフィルタが少なくとも６０ｄＢの減衰に到達する周波数にかけて、２０ｄＢ／ｄｅｃの割合で増大する。
【０００７】
ＬＣタイプのフィルタは、回線インピーダンスと負荷インピーダンスとの間に大きな差がある用途に最も適している。これらのデバイスは、Ｃのみのフィルタと同様に容量素子を備え、それに加えて、その入力端子と出力端子との間に直列に接続された誘導素子を備える。フィルタの取り付けは、一般に、誘導素子が低インピーダンス側の端子に面するように行うのが最も良い。これは、円盤状コンデンサタイプのフィルタをパッケージ化する従来の場合に関しては、用途によっては容量素子をフィルタパッケージのネジ込みヘッダ側すなわちスクリューネックヘッダ側の端部の近くに設けることが望ましい一方で、用途によっては誘導素子をネジ込み側すなわちスクリューネック側の端部に設ける逆パターンが望ましいことを意味している。
【０００８】
従来のリード付きコンデンサと異なり、円盤状コンデンサは、その同軸構成によって２つの独自の利点を有する。この構成は、入力端に存在する放射をコンデンサの出力に直接に結合させない。この構成は、また、本質的に低い自己インピーダンスを有するので、前述の利点と組み合わさって、１ＧＨｚに近い周波数において、優れたＥＭＩシャント効果を得ることができる。コンデンサに直列に誘導素子（巻き線型コイル、トロイド、またはビーズ）を追加すると、回線のインピーダンスが増大するので、フィルタはより効果的になる。
【０００９】
Ｐｉフィルタは、３つの素子からなる。電気グラウンド層にシャント接続された２つのコンデンサの間に、直列の誘導素子が配置される。Ｐｉフィルタは、入力インピーダンスと出力インピーダンスとが類似の値で且つ高レベルの減衰が必要とされる用途に最も適している。これらのＰｉフィルタは、一般に、フィルタの遮断周波数からフィルタが少なくとも８０ｄＢの減衰を示す周波数にかけて、６０ｄＢ／ｄｅｃの割合で減衰を増大させる。
【００１０】
Ｔフィルタも、３つの素子からなる。ただし、Ｔフィルタの場合は、グラウンド層にシャント接続された１つのコンデンサの両側の入力端子と出力端子との間に、２つの直列のインダクタが接続される。Ｔフィルタは、Ｐｉフィルタと同様に機能し、フィルタの遮断周波数から減衰が少なくとも６０ｄＢになる周波数にかけて、６０ｄＢ／ｄｅｃの割合で減衰を増大させる。このタイプのフィルタは、入力インピーダンスおよび出力インピーダンスが共に低い場合に選択される。
【００１１】
内部的に最も複雑であるＬＬフィルタは、回線とグラウンドとの間に接続された２つの貫通型コンデンサからなる。これらのコンデンサの入力端子と出力端子との間には、直列に接続された２つのインダクタが散りばめられる。これらのＬＬフィルタは、フィルタの遮断周波数から減衰が少なくとも８０ｄＢになる周波数にかけて、８０ｄＢ／ｄｅｃの割合で減衰を増大させる。
【００１２】
今日では、バルクヘッド実装またはスルーホール実装され、金属ハウジングを有する、低周波・高電流の用途のための中央給電式のＥＭＩフィルタの大部分は、少なくとも１つの円盤状コンデンサ素子を用い、コンデンサの誘電体として、Ｘ７Ｒセラミック構成を一般に使用する。これは、費用効率が良く、且つ、通常の動作温度で適切な誘電率を有する。しかしながら、この強誘電性材料は、独特の欠点を受け継いでいる。この誘電体は、時間の経過とともに、粒間老化が原因で容量を失う。このような容量の損失は、温度がその構成のキュリー点を下回る際に対数的に生じる。印加される電圧、すなわち、ＡＣまたはＤＣも、やはり、その電圧レベルがデバイスの定格電圧より低い場合に容量に影響を及ぼす。このような容量の損失は、分極作用を引き起こし、デバイスの容量を元の値の５０％ほども下落させる恐れがある。Ｘ７Ｒ誘電体は、また、動作温度の変動とともに、比較的大きく容量を変化させる。容量は、最高温度である＋８５℃および最低温度である−５５℃では、元の値から１０％ほども下落する。
【００１３】
Ｘ７Ｒ誘電体が有するもう１つの望ましくない属性は、特にＡＣの用途における、その損失特性すなわち散逸率である。散逸率の損失正接は、インピーダンスの有効分と無効分との比率である。ＤＦは、誘電損失の測定値であって、温度および周波数に依存する。誘電損失は、交番磁界に起因する誘電体の極性変化の結果として生じる。これらは振動に変換され、そのため摩擦熱を生じる。ＤＦは、＋２５℃の温度のもとでは、一般に、１ｋＨｚに対しては０．０２の絶対値であって、１００ｋＨｚに対しては０．０４を超える絶対値である。この損失特性は、ＡＣ動作中にデバイスの内部において自己発生する熱上昇に直接に関係している。動作中にフィルタの実際の温度を正確に表示するためには、この熱上昇を周辺の動作温度に加えなければならない。この場合、ＥＭＩフィルタは、＋１２５℃で動作していると考えられるときに、実際は＋１６０℃の内部温度で動作している可能性がある。
【００１４】
上述の状況は、機器の設計者が予測し得なかったまたは理解し得なかったストレスを誘電体に及ぼすので、その結果、深刻な問題を引き起こす。このようなストレスとしては、先ず、機械的ストレスが挙げられる。冬の季節、または高緯度の地域、または涼しい環境温度のもとでは、セラミックのコンデンサと、金属のハウジングと、中心の導体との間で熱膨張係数が大きく異なることが知られている。これは、脆弱なセラミック層に不要なストレスを及ぼし、そのために、亀裂および層剥離を生じる可能性がある。誘電体層の破壊強度も、温度による影響を受けるので、これは、やがて、電気的短絡のかたちでデバイスの初期故障を引き起こす。あいにく、セラミック誘電体層におけるこのような故障すなわち亀裂の根本的な原因は、故障解析の際に誤診されることが多い。
【００１５】
フィルタのリード線の誤ったハンダ付けも、やはり、貫通型フィルタにおいて頻繁に生じる問題の１つである。取り付けの際に、ハンダゴテを長時間あて過ぎると、セラミックコンデンサの誘電体層の中に、微視な亀裂が形成される可能性がある。これは、中心の導体を通じてセラミックコンデンサに熱が伝わるためである。これらの細かい亀裂は、時間の経過とともに異物および汚染物を生じ、更に、印加される電場と相まって導電経路を形成する。このため、漏れ電流は、電気的短絡が生じるまで増加の一途をたどる。また、セラミックコンデンサの中心の導体を実際はハンダ付けせず、コンデンサをフィルタ回路から完全に取り除いても良く、これは、フィルタの所望の減衰に大々的な影響を及ぼす。
【００１６】
他の市販のインピーダンスデバイスは、一般に、表面実装型であって、低電流の用途に使用され、各種の誘電体を伴うものとして知られるチップコンデンサおよび小型の円盤状コンデンサを含む。積層チップコンデンサ（ＭＬＣＣ）および小型の円盤状コンデンサは、例えば、ＮＰＯ／ＣＯＧ、Ｘ７Ｒ、およびＹ５Ｖなどの任意の誘電体を使用して良い。誘電性材料の選択は、一般に、必要とされる容量−温度安定性に応じて決定される。クラス１のコンデンサ、すなわち、温度補償用コンデンサは、予測可能な温度係数を有し、経時特性を有さないのが普通である。
【００１７】
最も普及しているクラス１の積層セラミックチップコンデンサは、ＣＯＧ（ＮＰＯ）温度補償用コンデンサである。ＥＩＡのクラス２のコンデンサは、一般に、チタン酸バリウムの化学的性質に基づくもので、幅広い容量値および温度安定性を提供する。最も広く一般に使用されているクラス２の誘電体は、Ｘ７ＲおよびＹ５Ｖである。ＮＰＯ／ＣＯＧの誘電体を使用したクラス１のＭＬＣＣは、一般に、カップリング、ＬＣネットワーク、高周波ＥＭＩ、バンドパス、ローパスフィルタ、携帯電話、高周波増幅器、薄膜、厚膜、ハイブリッド回路およびモジュール、ＬＴＣＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ回路基板、コードレス電話、無線ＬＡＮ、ＰＤＡ、ならびにＲＦモジュールなどの用途に使用される。しかしながら、低周波・高電流で、中央給電式で、金属パッケージ化された、バルクヘッド実装またはスルーホール実装のためのＥＭＩフィルタであって、円盤状コンデンサの誘電体としてＮＰＯ／ＣＯＧまたはそれと同等の材料を用いているＥＭＩフィルタの存在は、出願人の知るところではない。
【００１８】
以上から、円盤状コンデンサを用いた中央貫通式の改良型の電磁干渉フィルタであって、バルクヘッド実装またはスルーホール実装のために金属パッケージの中に構成され、ＤＣから３０００ヘルツまでの範囲および４０アンペア以下の範囲の低周波・高電流の用途に特に使用され、更に、低電流の場合は１００キロヘルツ以下の範囲の用途に使用され、通常のバルクヘッド実装において生じる機械的ストレスおよび熱力学的ストレスを克服でき、なおかつ、−５５℃から＋１２５℃までの温度範囲において比較的均一なパフォーマンスを維持でき、なおかつ、平均寿命を長期化することのできる、電磁干渉フィルタが有用であろうことは明らかである。
【発明の開示】
【００１９】
本発明の目的は、バルクヘッド実装またはスルーホール実装のためにグラウンド層パッケージの中に設けられ、低周波・高電流のフィルタリングに使用され、厳しい環境および広い温度範囲のもとでの機械的安定性が向上された、中央給電貫通型のＥＭＩフィルタを提供することにある。
【００２０】
本発明の更なる目的は、粒間老化作用に対する耐性が向上された、セラミック誘電体構成からなるＥＭＩフィルタを提供することにある。
【００２１】
本発明の別の目的は、印加される電圧に寄らずにほぼ一定の容量を有するようなフィルタを提供することにある。
【００２２】
本発明の更なる目的は、例えばＸ７Ｒ誘電体を用いたフィルタなどの既存のバルクヘッドフィルタと比べて遙かに低い散逸率を有するようなフィルタを提供することにある。
【００２３】
これらの目的を達成するために、出願人は、開発努力による成果をここ数年来享受していない技術分野である、航空機電源のフィルタリングといった低周波・高電流の用途に有効なサイズを有するバルクヘッド実装のフィルタパッケージにおいて、誘電体としてＮＰＯ／ＣＯＧを使用することを想起し、開発し、更に、それに関して詳細な試験を実施した結果、予想外に良い結果を得た。
【００２４】
当業者ならば、発明を実施する最良の形態だと考えられる発明の好ましい一実施形態のみを実例として図示および説明した以下の詳細な説明をもとに、本発明の他の目的および利点を容易に知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、多様な実施形態を許容することができる。本発明の好ましい一実施形態は、コンデンサの誘導体として非強誘電性セラミック材料を使用した円盤状のコンデンサ素子を有する、金属パッケージ化され、バルクヘッド実装またはスルーホール実装された、中央導体給電貫通型のＥＭＩフィルタであって、４０アンペアの電流引き込みによって、４００ヘルツのＡＣライン電力をフィルタリングするために使用されるＥＭＩフィルタである。しかしながら、本発明は、ＡＣ電力線、ならびに、１アンペア以上およびＤＣから３０００ヘルツまでまたはそれ以上までの範囲の他の比較的高電流・低周波の電力線、信号線、または電源を、２７０ボルト以上の交流電圧および２００ボルトの直流電圧からなる定格電圧でフィルタリングすることも範囲に含む。
【００２６】
好ましい実施形態は、ＮＰＯ／ＣＯＧ誘電体またはそれと同等の材料を用いるので、結果として、従来技術の同等のＸ７Ｒ誘電体デバイスよりも大きいフィルタサイズを有する。このタイプのフィルタおよび用途において、デバイスの容量素子としてＮＰＯ／ＣＯＧ誘電性材料を使用することは、これまでの従来技術では、考えられてこなかった。これは、恐らくは、コストの上昇、誘電率の低下、およびパッケージの大型化が予想されたためである。しかしながら、出願人による洞察、技術の駆使、および詳細な試験の結果、この用途にＮＰＯ／ＣＯＧのような非強誘電性材料を使用すると、基本的な誘電性材料の規格差からは容易に発見できないような、大きな利点が得られることがわかった。本発明の好ましい実施形態は、パッケージサイズに関する些細な不利点にもかかわらず、上述された従来技術の問題点を克服することのできる以下の有利な特性を有する。
【００２７】
１．これらのフィルタは、誘電率に特有の時間依存性を示さず、粒間老化に起因する関連の容量損失を生じない。
２．これらのフィルタは、印加される電圧に関わらず、ほぼ一定の容量を有する。
３．これらのフィルタは、温度に伴って容量をほとんど変化させない。
４．これらのフィルタは、Ｘ７Ｒ誘電体を用いたフィルタと比べて、例えば２０倍などの大幅に低い散逸率を有する。
【００２８】
図１Ａおよび図１Ｂは、Ｘ７Ｒ誘電体を使用した従来技術による図１Ａのフィルタにおける熱上昇と、誘電性材料としてＮＰＯ／ＣＯＧを使用した本発明による図１Ｂのデバイスにおける熱上昇とを比較するために撮影された、サーモグラフィによる色表現である。図１Ａおよび図１Ｂのデバイスは、いずれも、＋２５℃の温度環境のもとで、１２５Ｖｒｍｓで４００ヘルツの信号を印加して動作させた。図１Ａおよび図１Ｂの中心点の周りに配された４つの対象点は、それぞれの図に示されたセラミック表面の円盤状領域中の同等な点を表すものであり、生成される熱のレベルをそれぞれ示している。図１Ａの従来技術では、対象点の付近における色表現は、セラミック表面におけるおおよその温度が＋７５℃を上回ることを示している。図１Ｂでは、対象点の付近における色表現は、セラミック表面におけるおおよその温度が約＋２４℃であることを示している。
【００２９】
各写真の右側に示された関連のカラーバーおよび目盛り付きの温度スケールから明らかなように、図１Ｂに示された本発明によるフィルタは、誘電体からなる円盤の表面全域にわたって、ほとんどまたは全く温度の上昇を示しておらず、一方、図１Ａに示された従来技術によるデバイスは、周囲の動作環境よりも５０℃ほど高い温度に達している。この証拠に基づくと、特許請求の範囲に記載されたデバイスの非強誘電体は、熱的に引き起こされた機械的ストレスに晒される程度が従来技術によるデバイスほどではなく、しかも、周囲温度を大幅に上回る温度で通常的に生じる電圧ストレスに晒されることもない、という結論に、論理的に到達することができる。
【００３０】
詳細な試験によって証明された実際の結果は、従来技術のデバイスと同じようにパッケージ化されて取り付けられ、従来技術のデバイスと同じく低周波・高電流の用途および環境で動作した場合に、中央給電貫通型のＥＭＩフィルタは、より長い平均寿命およびより高い信頼性を実現できる、というものであった。新しいフィルタは、Ｃ、ＬＣ、Ｔ、およびＰｉなどのあらゆる一般的タイプのフィルタ構成に適用することができ、尚かつ、取って代わられる従来技術のＥＭＩフィルタと同じタイプのハウジングの中に設けることができる。
【００３１】
なお、本発明は、バルクヘッド実装または他のスルーホール実装される中央給電貫通型のＥＭＩフィルタであって、好ましい実施形態で使用されたＮＰＯ／ＣＯＧ材料と同等もしくはそれよりも優れた容量対温度特性と、好ましい実施形態で使用されたＮＰＯ／ＣＯＧ材料と同等もしくはそれよりも低い散逸率およびＡＣ熱上昇特性と、を有する非強誘電性材料を使用したＥＭＩフィルタも範囲に含む。
【００３２】
図２Ａおよび図２Ｂは、図３で説明される、いくつかの好ましい実施形態のパッケージサイズおよび構成を示している。図中の寸法は、インチで表される。図３の実施形態は、既に商品化され、Ｘ７Ｒフィルタの使用経験があるユーザから強力な支持を得ている。
【００３３】
好ましい実施形態および成功した事例にしたがうと、フィルタは、フィルタリングされるデバイスからの電源線の出口に対して出来るだけ近くに取り付けられることが望ましい。グラウンド層ハウジングは、構造的および機能的な整合性を保てるように、バルクヘッド構造、シールド構造、または実装構造に対して機械的に且つ電気的に固定されることが望ましい。フィルタの入力リードおよび出力リードは、可能な限りの電気絶縁性を提供できるように、物理的に分離されていることを望ましい。シールドの連続性は、デバイスの静電シールドを通るあらゆる貫通地点において維持されることが望ましい。また、製造オペレータは、例えば当該業界において周知である業界合意規格ＩＰＣ／ＥＩＡ  Ｊ−ＳＴＤ−００１Ｃなどの最良の工業的手法にしたがってハンダ付けを行うように、訓練されることが望ましい。例えば、当業者ならば理解できるように、低温のハンダゴテを長時間にわたって使用するよりも、高温のハンダゴテをできるだけ短時間使用するほうが好ましい。また、フィルタの取り付けの際に使用されるハンダ合金は、フィルタのシールに使用されるハンダよりも融点が高くてはならず、通常は、６０％の錫と４０％の鉛からなるハンダ合金が取り付けに使用されることが望ましい。
【００３４】
好ましい実施形態および成功した事例の技術にしたがった製造工程は、更に、貫通型フィルタを取り付けるにあたって、ネジ込みスクリューネックホルダに極小のトルクを加えることを含む。実装ハードウェアを取り付ける際に、過度のトルクが加えられると、そのトルクは、中央の導体を通じて下向きに伝わる捻りストレスによって、フィルタの内部コンポーネントを歪ませる可能性がある。この潜在的な問題は、製造オペレータに、取り付けのためのトルクレンチを提供することによって克服される。
【００３５】
また、好ましい実施形態および成功した事例の技術にしたがうと、フィルタ上の端子は絶対に曲げるべきではない。これは、ネジ込みヘッダすなわちスクリューネックヘッダに過度のトルクを加えた場合と同様の力を中心の導体を通じて下向きに伝える可能性がある。もし特殊な方向を向いた端子が必要ならば、そのような構成のフィルタをメーカに注文することが望ましい。
【００３６】
添付の特許請求の範囲には、他にも、本発明の様々な実施形態が含まれる。例えば、直流および低周波交流の用途のための改良型の直列ＥＭＩフィルタであって、両端に中央給電端子を有する、バルクヘッド実装およびスルーホール実装に適したグラウンド層ハウジングからなるＥＭＩフィルタが挙げられる。当該フィルタは、ＮＰＯ／ＣＯＧまたはそれと同等の非強誘電性セラミック誘電体を伴うように構成された、少なくとも１つの円盤状のコンデンサ素子を有していてもよい。当該フィルタは、少なくとも１アンペアから４０アンペアかそれ以上までの範囲の定格電流を有してもよい。当該フィルタは、２００ボルト以下の定格直流電圧と、３０００ヘルツまたはそれ以上の周波数で２７０ボルト以下の定格交流電圧と、を有してもよい。これに対し、好ましい実施形態は、４００ヘルツで１２５ボルトの定格交流電圧と、２００ボルトの定格直流電圧とを、すなわち、一般に理解されるところの電圧の定常成分を、有する。
【００３７】
当該デバイスは、１０００ヘルツで電力を供給された場合に、０．１％以下の散逸率を有してもよい。該デバイスは、全使用温度範囲において、１％未満の対温度容量変化特性を有してもよい。好ましい一実施形態では、上記の温度範囲は−５５℃から＋１２５℃までの範囲である。該デバイスは、＋１２５℃の動作環境において、４００ヘルツおよび１２５ボルト交流電圧ＶＡＣのもとで内部的に生成される熱上昇特性が、１０℃未満であってよい。そして、ハウジングの最大直径は、１．０インチ以下であってよく、好ましくは０．７インチ以下であってよい。
【００３８】
当業者ならば、説明、図面、および添付の特許請求の範囲をもとにして、他の各種のおよび同等の実施形態および実施例を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】同一のＡＣ電圧および周囲温度条件のもとで動作する、強誘電性材料および非強誘電性材料をそれぞれに使用した２種類のコンデンサについて、そのセラミック表面で内部的に生成される熱の差を、サーモグラフによって色表現した図。
【図１Ｂ】同一のＡＣ電圧および周囲温度条件のもとで動作する、強誘電性材料および非強誘電性材料をそれぞれに使用した２種類のコンデンサについて、そのセラミック表面で内部的に生成される熱の差を、サーモグラフによって色表現した図。
【図２Ａ】本発明によるデバイスの好ましい一実施形態を示した側面図および端面図。
【図２Ｂ】本発明によるデバイスの好ましい一実施形態を示した側面図および端面図。
【図３】本発明によるいくつかの実施形態の仕様および概要を示した表。
【図１Ａ】
2005538582.tif 000003
【図１Ｂ】
2005538582.tif 000004
【図２Ａ】
2005538582.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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