(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面をもつエネルギー調節器であって：
第一の差動電極導電構造（８０９、８１２）と；
第二の差動電極導電構造（８０９Ａ、８１２Ａ）と；
共通導電構造（８０４、８０８、８１０）と；
前記表面の一部をなす第一の差動電極成端構造（８０７）と；
前記表面の一部をなす第二の差動電極成端構造（８０７Ａ）と；
前記表面の一部をなす少なくとも一つの共通導電成端構造（８０２）を有しており；
前記第一の差動電極導電構造、前記第二の差動電極導電構造および前記共通導電構造が、当該エネルギー調節器において少なくとも一つの誘電材料によって電気的に互いから絶縁されており；
前記第一の差動電極導電構造は、第一の面内で第一および第二の方向に延在し、該第一の面内で連続的な第一の差動電極を有しており；
前記第一の差動電極は第一の差動電極本体部（８０９）および第一の差動電極延長部（８１２）とを有しており；
前記第二の差動電極導電構造は、第二の面内で前記第一および第二の方向に延び、該第二の面内で連続的な第二の差動電極を有しており；
前記第二の差動電極は、第二の差動電極本体部（８０９Ａ）および第二の差動電極延長部（８１２Ａ）とを有しており；
前記共通導電構造は第一の共通導電電極、第二の共通導電電極および第三の共通導電電極を有しており；
前記第一の共通導電電極は第三の面内に延在し、前記第二の共通導電電極は第四の面内に延在し、前記第三の共通導電電極は第五の面内に延在し；
前記第一の面、前記第二の面、前記第三の面、前記第四の面および前記第五の面はみな互いに並行であり；
前記第一の共通導電電極は第一の共通導電電極本体部、第一の共通導電電極第一延長部および第一の共通導電電極第二延長部を有しており、該第一の共通導電電極は、前記第三の面内で連続的であり；
前記第二の共通導電電極は第二の共通導電電極本体部、第二の共通導電電極第一延長部および第二の共通導電電極第二延長部を有しており、該第二の共通導電電極は、前記第四の面内で連続的であり；
前記第三の共通導電電極は第三の共通導電電極本体部、第三の共通導電電極第一延長部および第三の共通導電電極第二延長部を有しており、該第三の共通導電電極は、前記第五の面内で連続的であり；
当該エネルギー調節器内の導電層のスタックは、前記第三の共通導電電極、前記第二の差動電極、前記第二の共通導電電極、前記第一の差動電極、および前記第一の共通導電電極を、この順番で有し、
前記第一の共通導電電極本体部は前記第一の差動電極本体部の下にあってこれと対向し；
前記第二の共通導電電極本体部は前記第一の差動電極本体部の上にあってこれと対向し；
前記第二の共通導電電極本体部は前記第二の差動電極本体部の下にあってこれと対向し；
前記第三の共通導電電極本体部は前記第二の差動電極本体部の上にあってこれと対向し；
前記第一の差動電極本体部は前記第一の面内で第一の差動電極本体部の周まで延在し；
前記第一の共通導電電極本体部は前記第三の面内で第一の共通導電本体部の周まで延在し；
前記第二の共通導電電極本体部は前記第四の面内で第二の共通導電本体部の周まで延在し；
前記第一の差動電極本体部は、前記第一の共通導電電極本体部と前記第二の共通導電電極本体部の間の空間に、
前記第一の面に対して垂直な方向から見たとき、前記第一の差動電極本体部の周が、前記第一の共通導電電極本体部の周の内側、および前記第二の共通導電電極本体部の周の内側に配置されるように
配置され、
前記第二の差動電極本体部は前記第二の面内で第二の差動電極本体部の周まで延在し；
前記第三の共通導電電極本体部は前記第五の面内で第三の共通導電本体部の周まで延在し；
前記第二の差動電極本体部は、前記第二の共通導電電極本体部と前記第三の共通導電電極本体部の間の空間に、
前記第二の面に対して垂直な方向から見たとき、前記第二の差動電極本体部の周が、前記第二の共通導電電極本体部の周の内側、および前記第三の共通導電電極本体部の周の内側に配置されるように
配置され、
前記第一の差動電極延長部は前記第一の差動電極本体部から前記第一の差動電極成端構造まで延在し；
前記第二の差動電極延長部は前記第二の差動電極本体部から前記第二の差動電極成端構造まで延在し；
前記第一の差動電極成端構造および前記第二の差動電極成端構造は互いに当該エネルギー調節器の反対側にあり；
前記第一の共通導電電極第一延長部は前記第一の共通導電電極本体部から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の第一の領域まで延在し；
前記第二の共通導電電極第一延長部は前記第二の共通導電電極本体部から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第一の領域まで延在し；
前記第三の共通導電電極第一延長部は前記第三の共通導電電極本体部から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第一の領域まで延在し；
前記第一の共通導電電極第二延長部は前記第一の共通導電電極本体部から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の第二の領域まで延在し；
前記第二の共通導電電極第二延長部は前記第二の共通導電電極本体部から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第二の領域まで延在し；
前記第三の共通導電電極第二延長部は前記第三の共通導電電極本体部から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第二の領域まで延在し；
前記第一の差動電極本体部の周は概略長方形で、第一の差動電極本体部の周の第一側辺、第一の差動電極本体部の周の第二側辺、第一の差動電極本体部の周の第三側辺および第一の差動電極本体部の周の第四側辺を画定し；
前記第一の差動電極延長部は前記第一の差動電極本体部の周の第一側辺の一部分のみから延びており；
前記第二の差動電極本体部の周は概略長方形で、第二の差動電極本体部の周の第一側辺、第二の差動電極本体部の周の第二側辺、第二の差動電極本体部の周の第三側辺および第二の差動電極本体部の周の第四側辺を画定し；
前記第二の差動電極延長部は前記第二の差動電極本体部の周の第三側辺の一部分のみから延びている、
エネルギー調節器。
【請求項２】
前記表面の一方の側が概略長方形である、請求項１記載の調節器。
【請求項３】
（１）前記第一の差動電極本体部の周と前記第二の共通導電本体部の周との間の、前記第一の面内での最小距離と、（２）前記第一の差動電極本体部と前記第二の共通導電本体部との間の垂直距離との比が20以下である、請求項１記載の調節器。
【請求項４】
（１）前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第一の領域と（２）前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第二の領域とが、互いに当該エネルギー調節器の反対側にある、請求項１記載の調節器。
【請求項５】
前記少なくとも一つの共通導電成端構造が、前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第一の領域から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第二の領域に前記表面に沿って延在する単一の導電構造をなす、請求項４記載の調節器。
【請求項６】
前記少なくとも一つの共通導電成端構造が、前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第一の領域から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第二の領域に前記表面に沿って延在する、前記表面のまわりの単一の導電性ループをなす、請求項５記載の調節器。
【請求項７】
前記第一の差動電極本体部の周の第一側辺が、前記第二の差動電極本体部の周の第三側辺とは、前記表面の反対側にある、
請求項１記載の調節器。
【請求項８】
請求項７記載の調節器であって、
前記第一の共通導電電極第一延長部が、前記第一の共通導電電極本体部から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の第一の領域に、前記第一の差動電極延長部および前記第二の差動電極延長部を通る線に垂直な方向に沿って延在し、
前記第二の共通導電電極第一延長部が前記第二の共通導電電極本体部から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第一の領域に、前記第一の差動電極延長部および前記第二の差動電極延長部を通る線に垂直な方向に沿って延在し、
前記第三の共通導電電極第一延長部が前記第三の共通導電電極本体部から前記少なくとも一つの共通導電成端構造の前記第一の領域に、前記第一の差動電極延長部および前記第二の差動電極延長部を通る線に垂直な方向に沿って延在する、
調節器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本出願は、現在、米国特許第５，９０９，３５０号として発行されている、１，９９７年４月８日出願の出願第０８／８４１，９４０号の一部継続である、１，９９８年１月１９日出願の出願第０９／００８，７６９号の一部継続である、現在、米国特許第６，０１８，４４８号として発行されている、１，９９８年４月７日出願の出願第０９／０５６，３７９号の継続である、１，９９９年１２月１３日出願の同時係属出願第０９／４６０，２１８号の一部継続である。また、本出願は、１，９９９年５月２８日出願の米国仮出願第６０／１３６，４５１号、１，９９９年６月１５日出願の米国仮出願第６０／１３９，１８２号、１，９９９年８月３日出願の米国仮出願第６０／１４６，９８７号、１，９９９年１１月１２日出願の米国仮出願第６０／１６５，０３５号、２，０００年２月３日出願の米国仮出願第６０／１８０，１０１号、２，０００年２月２８日出願の米国仮出願第６０／１８５，３２０号、２，０００年４月２８日出願の米国仮出願第６０／２００，３２７号、および２，０００年５月１２日出願の米国仮出願第６０／２０３，８６３号の利益を主張するものである。
【０００２】
（発明の背景）
本発明は、電圧が印加された対差動電極（ｐａｉｒｅｄ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）が逆位相または充電方式で互いに動作する場合に、該差動電極と同時に相互作用することができる構造の、中央に設置された、共有導電電極を有する多機能エネルギー調節器（ｍｕｌｔｉ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｅｎｅｒｇｙ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ）に関する。
【０００３】
現在生産されている大半の電子機器は、高速機能を実行するために、小型化された能動エレメントおよび回路を含んでおり、また、重要エレメント間の電力およびデータ伝搬用として高速電気相互接続を利用している。これらのエレメントは、これらのシステムをサービスし、あるいは利用している電気回路に発生する電磁干渉または過渡電圧によって生じる漂遊電気エネルギーに、極めて容易に影響される。過渡電圧は、これらの小形電子エレメントまたは接点に重大な損傷を与え、あるいは破壊し、それにより電子機器が無効になり、しばしば広範囲に及ぶ修理および／または極めてコストの掛かる交換を余儀なくされている。
【０００４】
ＥＭＩ、ＲＦＩ、容量寄生および誘導寄生の形態における電気干渉は、ラジオ放送アンテナまたは他の電磁波発生器などのソースから生じ、あるいはそれらのソースから電気回路およびエレメント中に誘導される。ＥＭＩは、ＥＭＩを好ましく遮蔽する電気回路からも発生する。差動モード電流およびコモン・モード電流は、通常、ケーブル内または回路基板のトラック上に発生する。多くの場合、これらの導体から電界が放射され、アンテナとして作用する。望ましくない雑音に敏感な他の回路への干渉を防止するためには、これらの伝導／放射放出を制御しなければならない。機器が動作すると、その機器からも他の干渉源が生じ、それによってエネルギーが電気回路に結合され、重大な干渉の原因となる。国際的な放出要求事項および／または感受性要求事項に合致するためには、この干渉を除去しなければならない。
【０００５】
過渡電圧は、電線上への落雷によって誘導され、極めて短時間の間に著しく大きい電位が発生する。同様に、電磁パルス（ＥＭＰ）は、ほとんどの電子デバイスに対して有害な、広範な周波数範囲に渡る、立上り時間が短いパルスの高電圧スパイクを発生させる。他の高過渡電圧源および接地電位を変化させることによって生じる接地ループ干渉により、電気システムが破壊することがある。既存の保護装置では、単一集積パッケージを適切に保護することはできない。従来技術から明らかなように、様々なフィルタ回路構成およびサージ抑制回路構成が設計されてきた。従来技術の様々な発明の詳細説明については、参照により本明細書の一部となる米国特許第５，１４２，４３０号に開示されている。
【０００６】
上記’４３０号特許自体は、電力線フィルタ回路エレメントおよびサージ保護回路エレメントを対象としたものであり、また、それらのエレメントを使用して、電子機器のための保護装置を形成した回路を対象としたものである。これらの回路エレメントは、バリスタ特性または容量特性など、必要な電気特性を有するウェハ材またはディスク材からなっている。ディスクは、その表面に電極パターンおよび絶縁帯を備えており、ディスク中に形成された開口部と協働して、エレメントとシステムの電気導体を単純かつ有効に電気的に接続している。電極パターンは、互いに協働して、電極パターン間に挿入された材料と共に共通電極を形成している。’４３０号特許は、主として対線（ｐａｉｒｅｄ  ｌｉｎｅｓ）のフィルタリングを対象としたものである。過去１０年間以上に渡り、電気システムの製品寿命サイクルは短いものであった。ちょうど２年前に製造されたシステムは、同一のアプリケーションの第３世代または第４世代の変化に対して、もはや陳腐化したものと見做すことができる。したがって、これらのシステムに組み込まれているエレメントおよび回路を、速やかに進化させなければならない。
【０００７】
コンピュータまたは他の電子システムの性能は、通常、その最も低速の能動エレメントの速度に制約されてきた。最近まで、最も低速の能動エレメントは、システム全体の特定機能および計算を制御するマイクロプロセッサであり、記憶エレメントであったが、マイクロプロセッサ、記憶エレメント、およびそれらのデータの新世代の到来と共に、より強力な処理能力、より速い処理速度を、より安価な単位原価でユーザに提供することが強く求められている。その結果、電気デバイスに引き渡されるエネルギーを調節する技術挑戦は、財政的にも技術的にも困難になっている。１，９８０年以来、２，０００年末までに、主流マイクロプロセッサの典型的な動作周波数は、５ＭＨｚ（１００万サイクル／秒）から約１，２００ＭＨｚ強まで、約２４０倍に増加している。現在、処理速度は、超高速ＲＡＭアーキテクチャの開発および展開に一致している。これらのブレークスルーにより、システム全体の速度を１ＧＨｚ台を超える速度に加速している。この同じ期間の間、受動エレメント技術は発展を維持することができず、組成および性能にわずかな変化が見られた程度である。受動エレメント設計変更による進歩は、エレメント・サイズの縮小、個別部品電極層形成のわずかな改変、新しい誘電体の発見、およびエレメント生産サイクル時間を短縮する製造技法の改変に集中している。
【０００８】
過去において、受動エレメント技術者は、電気回路内のエレメント数を増加させることによって設計問題を解決してきた。これらの解決法には一般的に、フィルタリングおよび減結合のためのコンデンサと共に使用する誘導子および抵抗を追加する必要があった。
【０００９】
しかし、見落としてはならないことは、単一受動エレメントおよび多くの受動エレメント網の線路調節能力に大きな限界があることである。この限界が、コンピュータ産業の技術的進歩および成長の障害になっており、ＧＨｚを超える速度システムに残された最後の挑戦の１つとして残存している。高速システム性能に対するこの制約は、エネルギーおよびデータ信号をプロセッサ、記憶技術、および特定電子システムの外部に設けられるシステムへ引き渡し、調節する受動エレメントをサポートすることによって生じる限界に集中している。
【００１０】
マイクロプロセッサおよび組合せ記憶装置の速度が速くなったことにより、主要ＯＥＭによる高速プロセッサおよび新しい組合せ記憶装置の新製品展開と共に発生している最近のシステム故障によって明らかなように、別の問題が生じている。現在の受動エレメント技術は、多くのこれらの故障および遅延の根本的な原因になっている。その理由は、一般的に単一受動エレメントの動作周波数に、５ＭＨｚと２５０ＭＨｚの間の物理的線路調節限界があることによるものである。ほとんどの部品をより高周波数にするためには、例えば個別Ｌ−Ｃ−Ｒ、Ｌ−ＣおよびＲ−Ｃ網など、受動エレメントを組み合わせ、システムの負荷に引き渡すエネルギーを整形すなわち制御しなければならない。２００ＭｈＺを超える周波数では、従来技術による個別Ｌ−Ｃ−Ｒ、Ｌ−ＣおよびＲ−Ｃ網は、本来の設計目的である集中容量、集中抵抗または集中インダクタンスを提供するのではなく、伝送路の特性、さらにはマイクロ波のような特徴を呈し始める。マイクロプロセッサ、クロック、電力引渡し母線および記憶システムのより高い動作周波数と、受動エレメントをサポートしている動作周波数との間の、この性能の不一致が、システム故障の原因になっている。
【００１１】
また、このようなより高い周波数では、エネルギー通路は、通常、電気的相補エレメント、すなわち電気的および磁気的に調和かつ平衡して共に動作するエレメントとしてグループ化され、あるいは対になっている。この平衡に対する障害は、同一の生産ロットで製造された２個の個別コンデンサが、１５％〜２５％の範囲のいずれかで、その容量が容易に変化することである。個別ユニット間の個々の容量変化を１０％未満にすることは可能であるが、試験および製造されたロットの手動仕分けのためのコスト、および高度に特殊化された誘電体のための追加コスト、および差動信号方式に必要な個別変動差の小さいこれらのデバイスを生産するために必要な製造技法のための追加コストを回収するためには、相当なプレミアムを支出しなければならない。したがって、従来技術における前述の欠陥に照らして、本出願人の発明を本明細書において提示する。
【００１２】
（発明の概要）
以上により、単一の従来技術によるエレメントあるいは多重受動網と比較して、広範な周波数範囲に渡って動作する多機能電子エレメントを提供する必要性があることが分かった。このエレメントは、１ＧｈＺ以上を理想的に有効に実行し、同時に、能動エレメントにエネルギー減結合を提供し、かつ、能動回路の各部の皮相電位を一定に維持することができる。また、この新しいエレメントは、電子回路内を流れる差動モード電流およびコモン・モード電流によって生じる望ましくない電磁放出を最小化し、あるいは抑制することができる。多層実施形態および誘電体独立受動アーキテクチャ（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｐａｓｓｉｖｅ  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）中の多機能電子エレメントは、回路に接続され、電圧が印加されると、それには限定されないが、前述の必要性などの同時線路調節機能を提供することができる。これらの必要性には、ソース−負荷減結合および／または負荷−ソース減結合の他に、差動モード・フィルタリングおよびコモン・モード・フィルタリング、寄生封じ込め、および外部導電性領域すなわち通路を利用する場合、１個の集積パッケージのサージ保護が含まれている。本発明を利用して、電磁界干渉（ＥＭＩ）および過電圧から電子回路および能動電子エレメントを保護し、回路に起因する、あるいは本発明自体からの衰弱電磁放出を防止することができる。さらに、本発明により、電圧が印加された回路内で動作する際の、本発明と共に設置される内部封じ込め差動導電エレメントからホスト回路への再結合による有害な寄生が最小化され、あるいは防止される。より詳細には、本発明は、適切な配置技法および回路への接続を用いることにより、他のソースから受け取る電磁放出、およびホスト回路内への再寄生として寄与することになる差動モード電流およびコモン・モード電流の潜在的な原因になり得る、本発明および本発明の電子回路内で内部的に作り出される電磁放出の２つの望ましくない電磁放出を抑制するために、電圧が印加された物理アーキテクチャをシステムが利用することができることを教示している。
【００１３】
また、多機能エネルギー調節器の物理的に集積された、遮蔽封じ込め導電電極アーキテクチャにより、製造に際して、独立電極材料組成および／または独立誘電材料組成を使用することができることは、本発明を、作り出すことができ、また、そのうちの極一部を本明細書において説明する、本発明の多数の可能実施形態のための特定の型形状、サイズに制限するものではない。
【００１４】
今日の電子産業の高度に競争的な性質により、このような多機能エネルギー調節器／サージ保護装置は、安価で小型かつ低コストであり、また、複数の電子製品に組み込むために高度に集積化されていなければならない。個別受動エレメントを何ら追加することなく動作させることができる場合、従来技術によるエレメントでは提供することができない、所望フィルタリングおよび／または線路調節を実現することが望ましい。
【００１５】
したがって本発明の主な目的は、対エネルギー通路間に生じる差動モード電流およびコモン・モード電流による電磁放出を防止し、あるいは抑制する、製造が容易で、適合可能な多機能電子エレメントを提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、過渡電圧、過電圧、寄生および電磁干渉（ｐａｒａｓｉｔｉｃ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）に対する保護を提供するための、大量生産が可能で、１つのエレメント・パッケージ内に１つまたは複数の保護回路を含むことができる保護回路配列を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、外部導電通路または外部導電表面に接続された場合に、広範な周波数範囲に渡って有効に動作し、同時に、能動回路エレメントにエネルギー減結合を提供し、かつ、回路の各部の皮相電圧を一定に維持することができる、個別多機能電子エレメントを提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、ＥＭＩおよび過電圧を減衰させるための対差動導体から、ハイブリッド電子エレメントを最終接地に結合させることなく追加エネルギー通路を提供するブロック回路、すなわち外部導電表面と結合した固有接地または接地領域を利用した回路を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、内部コンデンサ・プレート間の容量変化の程度を最小化するために一般的に使用されている特殊誘電体を使用する必要性を除去した単一デバイスを提供することである。
【００２０】
本発明のこれらの目的およびその他の目的、および利点は、結合され、かつ、多数の所定電気特性のうちの任意の一特性または組合せ特性を示す材料によって分離された、対応する差動導電電極プレートを部分的に覆っている複数の共通導電プレートを使用することによって達成される。
【００２１】
本発明の他の目的および利点は、複数の対導体を、結合された複数の共通導電プレートで部分的に覆われた領域または空間に結合し、かつ、外部導体すなわち通路を差動電極プレートに選択的に結合することによって達成される。
【００２２】
本発明の他の目的は、有効な差動モードおよびコモン・モード電磁干渉フィルタリングおよび／またはサージ保護状態を作り出す、内部プレート間および／または導電電極間の線路間および線路接地間容量結合または誘導結合を提供することである。また、本発明を利用した回路配列は、プレートとして構成される少なくとも１つの線路調節回路エレメントからなっている。電極パターンは、上記プレートの一方の表面に設けられており、該電極表面は、回路の電気導体に電気結合されている。電極パターン、使用されている誘電材料、および共通導電プレートが、電気導体のための属性の共有を電極間に生成し、電気導体と個別電気導体からの線路接地間の間の線路間に結合された電気エレメントを有する平衡（電気的に等しく、かつ、対称の）回路配列を作り出している。電極プレート間の材料を選択し、かつ、１つまたは複数の生成類似ファラデー遮蔽ケージ内に電極プレートを有効に収納する接地遮蔽を使用することにより、多機能エネルギー調節器の特定電気効果が決定される。ある特定の誘電材料を選択した場合、その結果得られる多機能エネルギー調節器は、主として容量性配列になる。誘電材料は、電極プレートおよび共通導電プレートと共に結合して、２個の線路接地コンデンサの容量の約１／２の値の線路間コンデンサを生成し、接続され、かつ、電圧が印加された本発明を構成している。金属酸化物バリスタ（ＭＯＶ）材を使用した場合は、多機能エネルギー調節器は、ＭＯＶ型材料によってもたらされる過電流保護特性およびサージ保護特性を有する容量性多機能エネルギー調節器になる。この場合も、共通導電プレートおよび電極プレートが線路間容量プレートおよび線路接地容量プレートを形成し、差動モード・フィルタリングおよびコモンモード・フィルタリングを提供し、高過渡電圧状態を許容している。高過渡電圧状態の間、高過渡電圧を抑制するために使用される本質的に非線形抵抗であるＭＯＶ型バリスタ材は、電気導体間に現れる電圧を制限する効果を発揮する。
【００２３】
他の実施形態では、フェライト材を使用して、多機能エネルギー調節器配列に追加固有インダクタンスを付加している。上述と同様に、共通接地導電プレートおよび電極プレートが、フェライト材を有する線路間容量プレートおよび線路接地容量プレートを形成し、インダクタンスを多機能エネルギー調節器配列に付加している。また、フェライト材を使用することによって過渡電圧保護が提供され、それにより、特定の電圧しきい値で多機能エネルギー調節器配列が導電性になり、過剰過渡電圧を共通導電プレートに分路し、電気導体の両端間の電圧を有効に制限している。
【００２４】
本発明の範囲内における多機能エネルギー調節器の汎用性および広範囲に広がるアプリケーションを証明するために、本発明の上記目的および利点を実施し、構築する多数の他の配列および構成を開示する。
【００２５】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
日常生活における継続的かつ増加の一途を辿る電子工学の利用、および発生する電磁干渉（ＥＭＩ）および放射物の量により、新しい電磁整合性（ＥＭＣ）要求事項が創出された。これらの新しい仕様は、それには限定されないが、特にＩＣ（集積回路）パッケージ、ＰＣＢ、ＤＳＰ、マイクロコントローラ、スイッチ・モード電源、ネットワーク、コネクタ、航空電子工学、無線電話、消費者電子工学、工具、武器点火器、および制御機器など、様々な電子機器に適用されている。本発明は、１つの集積エレメントまたはアセンブリにおける線路調節、広帯域Ｉ／Ｏ線路フィルタリング、ＥＭＩ減結合雑音除去およびサージ保護を同時に提供し、かつ、ＥＭＩを有効に抑制する電子エレメントのための物理アーキテクチャを対象としている。
【００２６】
電磁干渉エネルギーを伝搬させるためには、電界および磁界の２つのフィールドが必要である。電界によって、２点間以上の電圧差を介してエネルギーが回路中に結合される。電界を空間で変化させると磁界が生じる。磁束の任意の時間的変化によって電界が生じる。したがって、互いに無関係に電界のみ、あるいは磁界のみが時間的に変化することは有り得ない。本発明のような受動エレメント・アーキテクチャを構築することにより、電気システムに見られる電界および磁界の両タイプのエネルギー・フィールドを調節し、あるいは最小化することができる。一方のタイプのフィールドのみを調節するためには、必ずしも本発明を構築する必要はないが、差動タイプの材料を追加するか、あるいは用いて、このような特定の調節を互いのエネルギー・フィールドに対して実行することができる実施形態を構築することができる。
【００２７】
電荷が蓄積すると静電界が生成され、この蓄積は、一方が導電性で他方が非導電性の２つの境界の間で最も良く観察される。ガウスの法則に参照される境界条件挙動により、導電性エンクロージャ、またはファラデー・ケージと呼ばれるセミ・エンクロージャ、または類似ファラデー・ケージ構造が、類似遮蔽構造の内部に含まれている、あるいは部分的に配置されている導電エレメントとの関係で静電遮蔽として作用する。遮蔽構造の境界付近では、電荷および寄生のほとんどの部分が、遮蔽境界の内部に維持される。一方、類似ケージ遮蔽境界の外部に存在する電荷および寄生は、そのほとんどの部分が、内部に保持されている導体に関連して内部的に生じる、有害な影響を及ぼすフィールドから除外される。結合された電界および磁界は、伝搬するフィールド・エネルギーに対して、その伝搬を妨げる導電通路に沿って伝搬するエネルギー・フィールドが、前記通路に沿ったインピーダンスすなわち抵抗に遭遇しない限り、導電通路に沿って光速で伝搬する能力を本質的に有している。このインピーダンスすなわち抵抗が、導電通路を構成している材料との関係における電磁遮蔽の有効性を予測する「表皮効果」の概念に寄与している。
【００２８】
既に指摘したように、伝搬電磁干渉は、電界および磁界のそれぞれ両方の産物である。最近まで、当技術分野では、直流エネルギーすなわち直流電流を有する高周波雑音を伝送する回路すなわちエネルギー導体からＥＭＩをフィルタリングすることに重点が置かれてきたが、本発明は、電気システムまたは試験機器に見られる、導電通路に沿った直流、交流および交流／直流ハイブリッド形エネルギー伝搬を使用するエネルギーを調節することができる。これには、同一電気システム・プラットフォーム内に多くの種類の回路伝搬特性を含むシステムに見られる多くの様々なタイプのエネルギー伝搬フォーマットを含むシステムのエネルギーを調節するために、本発明の使用が含まれている。放射放出問題の主な原因は、差動モード・エネルギーおよびコモン・モード・エネルギーの２つのタイプの伝導電流によるものである。これらの電流によって生じるフィールドは、多くのタイプのＥＭＩ放出の原因となる。差動モード（ＤＭ）電流は、電線、回路基板トレース、およびその他の導体中の円形経路を流れる電流である。これらの電流に関連するフィールドは、導体によって画定されるループから生じる。
【００２９】
動作周波数がより高い回路の場合、ユーザはそのほとんどに対して、システムの負荷に引き渡すエネルギーを制御するために使用するＬ−Ｃ−Ｒ、Ｌ−ＣおよびＲ−Ｃ個別エレメント網を生成するために、誘導子、コンデンサあるいは抵抗などの単一または複数の受動エレメントの組合せを展開しなければならない。しかし、従来技術による個別Ｌ−Ｃ−Ｒ、Ｌ−ＣおよびＲ−Ｃエレメント網は、周波数が２００ＭｈＺを超えると、伝送線路の特性を呈し始め、あるいはさらに高い周波数では、マイクロ波に類似した特徴を示すことさえある。そのため、寄生が抑制すなわち減少されず、あるいは、すべての個別エレメント間を前記エレメント網に外部結合している接続構造を低下させ、減速させ、あるいはさもなければ、広範囲の動作周波数に渡って、回路に沿ったエネルギー伝搬を著しく低下させることになる。これは、前記エレメント網が接続される、より大形の回路にとっては極めて有害である。より高い周波数では、本来の設計目的である集中容量、集中抵抗または集中インダクタンスを提供するのではなく、従来技術のエレメント網の内部に配置される内部電極による容量寄生が、エネルギー低下、衰弱、あるいは標準以下の回路性能に対する多くの理由またはソースの１つになっている。前記標準以下の性能により、それには限定されないが、データの欠落、線路遅延等の損失が生じ、また、重大な回路の非有効性の原因になっている。
【００３０】
コモン・モード・エネルギーおよび差動モード・エネルギーは、それらのエネルギーが異なる回路経路を伝搬する点で異なっている。コモン・モード雑音は、導電通路とその周辺との間の容量が等しいことによって生じる静電誘導によるものであり、展開される雑音電圧は両電線上で同一であり、および／または、コモン・モード雑音は、対導電通路または多重導電通路にリンクしている導電通路からの電磁誘導磁界によるものであり、展開されるあらゆる雑音電圧と同様、両対導電通路上で実質的に同一である。また、前記雑音エネルギーは、導体の外部表皮上を移動する。差動雑音は、通常、電圧が印加された回路干渉内の電圧不平衡によって生じ、一方の信号伝送経路の電位を、他方の信号伝送経路の電位に対して変化させる原因になっている。＊。望ましくない雑音の低減、最小化または抑制を促進するために、電圧が印加された本発明は、本発明の内部に展開する低インピーダンス経路を利用し、前記望ましくないエネルギーの一部を導電接地および／または外部（本発明の）導電領域すなわち通路に導いている。この通路部分を本発明の内部に配置し、共通導電プレートまたはそれらが構成している構造の一部を含ませることもできる。共通導電プレートまたは構造および生成された外部導電領域の延長により、これらの導電遮蔽通路エレメントに沿って伝搬するエネルギーが、外部に配置されたより大きい導電領域、通路、または本発明の一部を構成している、内部に設置された共通導電プレート領域すなわち類似遮蔽構造の主として外部に位置付けされるシステム接地に移動することができる。可能な外部接続、および／または、本発明の多層実施形態の外部通路への複数の本発明の共通導電通路の接続は、当技術分野で知られている多数の業界公認の可能手段によって実施することができる。このような共通導電プレートの導電接続、あるいはこれらの結合共通プレート・エレメントの組合せからなる類似導電遮蔽構造、および、ほとんどの場合、差動導電通路へ分離され、かつ、多機能エネルギー調節器に導電接続された外部導電通路への接続により、同様にソース、多機能エネルギー調節器、導電通路および負荷を備えた、電圧が印加された回路中に生成される雑音電流ループ領域の全体的な領域が短縮される。本発明が接続され、電圧が印加されると、中央共通導電プレートすなわち通路のそれぞれ反対側に、互いに１８０度の位相外れで伝搬する、少なくとも２つの平行エネルギー・ループがエネルギー・ループが平行である回路内に生成され、したがって対向するエネルギーが相殺され、雑音が最小化または抑制される。また、電圧が印加されたより大きい回路内に多機能エネルギー調節器を含む、電圧が印加された構成も、エネルギー・ソースから負荷へ伝搬するエネルギーの一部が使用することができる多機能エネルギー調節器の内部に複数の電位導電通路をもたらす。共通遮蔽導電プレート、および／または、プレート・エレメントからなる類似遮蔽構造の一部は、ソースまたは負荷から伝搬するエネルギーによって、エネルギー・ソースへの戻り経路として使用される場合、共通導電構造または共通導電プレートが、伝搬エネルギーの一部によって、そのエネルギー・ソースへの１つまたは複数のエネルギー戻り通路として使用されると、対差動導電経路の一部と戻り経路の間に短い分離領域、すなわちループ領域を有することになる。それぞれの外部導体すなわち通路に接続されると、ループ領域の一部が、間に挿入された誘電材料と共に多機能エネルギー調節器の内部に置かれ、差動導電プレートすなわち通路と共通導電プレートすなわち通路との間に隔たりをもたらす。回路を伝搬するエネルギーの一部は、多機能エネルギー調節器の内部に沿って移動し、また、ソースから負荷へ移動する前記エネルギーの一部は、多機能エネルギー調節器に取り付けられた回路内を、負荷からソースへ戻り移動するエネルギーの一部と逆方向に移動することになる。この逆方向に伝搬するエネルギーは、間に挿入された誘電媒体と共に依然として類似ファラデー・ケージ遮蔽構造中に含まれている中央共通導電遮蔽通路によって、すべて多機能エネルギー調節器の内部で分離される。前記エネルギーは、類似ファラデー・ケージ構造の静電特性に関して同時に調節され、それにより、上で記述したように、短距離分離内における磁界原理が相互に相殺される。グループ化された共通導電電極すなわち経路は、前記対差動エネルギー導電プレートすなわち通路のほとんどの領域を互いに物理的に遮蔽し、電圧が印加されると、前記差動導電通路の近辺を逆に機能させ、また、共通遮蔽通路によって常に分離されている近辺を、相補的に、あるいは調和の取れた方法で依然として相互作用させ、それにより、多機能エネルギー調節器の内部における有効なエネルギー調節を提供している。本発明による調節器内の前記回路エネルギーの一部は、ある時点において、２つの別個の共通導電プレート領域の一部の間を、それぞれの共通導電プレート領域から誘電媒体によって分離された差動導体に沿って、あるいは差動導体上を、電圧が印加された回路と共に動作中の多機能エネルギー調節器の内部を伝搬する前記エネルギーの一部として伝搬する。
【００３１】
ここで図１を参照すると、多機能エネルギー調節器１０の物理アーキテクチャの分解斜視図が示されている。多機能エネルギー調節器１０は、複数の共通導電プレート１４、少なくとも２つの電極プレート１６Ａおよび１６Ｂからなり、各電極プレート１６は、２つの共通導電プレート１４の間に挟まれている。少なくとも一対の電気導体１２ａおよび１２ｂが、複数の共通導電プレート１４および電極プレート１６Ａおよび１６Ｂの絶縁開口部１８または結合開口部２０を通して配置されている。また、電気導体１２ａおよび１２ｂは、電極プレート１６Ａおよび１６Ｂの結合開口部２０に選択的に接続されている。共通導電プレート１４はすべて、好ましい実施形態における金属などの導電金属からなっており、あるいは他の実施形態では、チップ・コンデンサおよび類似を製造するために使用されるプロセスと同様、誘電体積層物上に付着させた導電材料（図示せず）を持たせることもできる。少なくとも一対の絶縁開口部１８は、各共通接地導電プレート１４を通して配置され、共通導電プレート１４と電気導体１２の間の電気絶縁を維持しつつ、電気導体１２を貫通させている。複数の共通導電プレート１４は、任意選択で、所定の整合位置に配列された締め付け開口部２２を備え、複数の共通導電プレート１４の各々を、ねじおよびボルトなどの標準の締め付け手段を用いて互いに確実に結合することができ、あるいは代替実施形態（図示せず）では、チップ・コンデンサおよび類似を製造するために使用されるプロセスと同様、標準の類似モノリシック方式で製造し、結合することもできる。また、締め付け開口部２２を使用して、多機能エネルギー調節器１０を、共に使用されている電子デバイス多機能エネルギー調節器１０のエンクロージャまたはシャシなどの他の非導電表面または導電表面に固着させることができる。
【００３２】
電極プレート１６Ａおよび１６Ｂは、導電材料からなっている点で、共通導電プレート１４と類似しており、あるいは他の実施形態では、チップ・コンデンサおよび類似を製造するために使用されるプロセスと同様、誘電体積層物上に付着させた導電金属（図示せず）、および開口部を通して配置された電気導体１２ａおよび１２ｂを持たせることもできる。共通導電プレート１４とは異なり、電極プレート１６Ａおよび１６Ｂは、２つの電気導体１２のうちの一方に選択的に電気接続されている。電極プレート１６は、図１に示すように、共通導電プレート１４より小さく描かれているが、その必要はなく、この構成では、電極プレート１６による締め付け開口部２２の物理的結合手段との干渉を避けるために実施されたものであり、理想的には共通導電プレート１４内に挿入されなければならない。
【００３３】
電気導体１２は、図１に示すように、電気導体１２の両端部に示されている矢印の方向に流れる電流経路を提供している。電気導体１２ａは、電気信号伝達経路を表し、電気導体１２ｂは、信号の戻り経路を表している。一対の電気導体１２ａおよび１２ｂしか示されていないが、出願人の意図は、複数対の電気導体に対するフィルタリングを提供し、高密度多重導体多機能エネルギー調節器を創出する多機能エネルギー調節器１０を構成することである。
【００３４】
多機能エネルギー調節器１０を構成している最後の構成要素は、１つまたは多数の電気特性を有する材料２８である。材料２８は、導体１２ａ、１２ｂおよび結合開口部２０によって生成される接続部を除き、プレートおよび導体を互いに絶縁させるやり方で、中央共通接地導電プレート１４、両電極プレート１６Ａおよび１６Ｂ、および２つの外部共通導電プレート１４の間を貫通している電気導体１２ａおよび１２ｂの一部を覆っている。多機能エネルギー調節器１０の電気特性は、上記材料２８を選択することによって決定される。誘電材料が選択されると、多機能エネルギー調節器１０は、主として容量特性を有することになる。また、材料２８に、容量特性およびサージ保護特性をもたらす金属酸化物バリスタ材を使用することもできる。フェライト材および焼結多結晶材などの他の材料を使用することもできる。フェライト材を使用することにより、相互結合相殺効果によるコモン・モード雑音相殺が改善されるばかりでなく、サージ保護特性と共に固有インダクタンスが提供される。また、焼結多結晶材を使用することにより、導電特性、誘電特性および磁気特性が提供される。焼結多結晶については、参照により本明細書の一部となる米国特許第５，５００，６２９号に詳細に記載されている。使用することができる追加材料は、参照により本明細書の一部となる米国特許第５，５１２，１９６号に開示されている、高誘電率強誘電体と高透磁率強磁性体との合成物である。このような強誘電性−強磁性合成材料は、誘導性および容量性の両特性を単独に示し、したがってＬＣタイプの電気フィルタとして作用するコンパクトな単一エレメントとして形成することができる。このようなエレメントのコンパクト性、形成性およびフィルタリング能力は、電磁干渉を抑制するために有効である。一実施形態では、強誘電体はチタン酸バリウムであり、強磁性体は、銅亜鉛フェライトをベースとするなどのフェライト材である。強誘電性−強磁性合成物の容量特性および誘導特性は、１ＧｈＺの高周波数でレベル・オフの兆候を示さない減衰能力を示している。強誘電性−強磁性合成物の幾何学は、このような合成物を使用している電気フィルタの最終的な容量性質および誘導性質に重大な影響を及ぼす。強誘電性−強磁性合成物は、その製造プロセスの間に調整することができ、特定のアプリケーションおよび環境に適した減衰をもたらすために、多機能エネルギー調節器の個々の特性を整調することができる。
【００３５】
もう一度図１を参照して、次に、共通導電プレート１４、電極プレート１６Ａおよび１６Ｂ、電気導体１２ａおよび１２ｂ、および材料２８の物理的な関係を、より詳細に説明する。中央共通接地導電プレート１４から説明を開始する。中央プレート１４は、共通接地導電プレート１４と両電気導体１２ａおよび１２ｂとの間の電気絶縁を維持している、それぞれの絶縁開口部１８を通して配置された一対の電気導体１２を有している。中央共通接地導電プレート１４の上下いずれの側にも電極プレート１６Ａおよび１６Ｂがあり、電極プレート１６Ａおよび１６Ｂは、それぞれ電極プレートを通って配置された一対の電気導体１２ａおよび１２ｂを有している。中央共通接地導電プレート１４とは異なり、一方の電気導体１２ａまたは１２ｂのみが、絶縁開口部１８によって各電極プレート１６Ａまたは１６Ｂから絶縁されている。一対の電気導体の一方、１２ａまたは１２ｂが、それぞれ結合開口部２０を通して関連する電極プレート１６Ａまたは１６Ｂに電気結合されている。結合開口部２０は、堅固で確実な電気接続をもたらす、はんだ溶接、抵抗性フィットまたは任意の他の方法などの標準接続を介して一対の電気導体１２の一方とインタフェースしている。多機能エネルギー調節器１０の場合、適切に機能するためには、上部電極プレート１６Ａは、下部電極プレート１６Ｂが電気結合される電気導体１２ｂではなく、対向する電気導体１２ａに電気結合しなければならない。多機能エネルギー調節器１０は、複数の外部共通導電プレート１４を任意選択で備えている。これらの外部共通導電プレート１４は、複数の共通導電プレート１４が外縁導電帯域または導電成端材に電気接続されると、あるいはテンション・シート手段（ｔｅｎｓｉｏｎ  ｓｅａｔｉｎｇ  ｍｅａｎｓ）または一般的に使用されている類似はんだ材によって、差動導電プレート１６Ａおよび１６ｂ、および／または、例えば１２ａおよび１２ｂなどの任意の複数の電気導体の物理的分離である、より広い外部導電表面１４ａおよび１４ｂ（図示せず）に直接接続されると、極めて広い導電接地平面および／または像平面をもたらす。外部導電領域に接続することにより、放射される電磁放出の減衰が促進され、過電圧およびサージが放散する、より広い表面領域がもたらされる。外部導電領域に接続することにより、差動導電プレート１６Ａおよび１６ｂ、および／または、例えば１２ａおよび１２ｂ任意の複数の差動電気導体によって放射され、あるいは吸収される、あらゆる誘導性漂遊あるいは寄生漂遊の静電抑制が促進される。共通プレートが上述のように互いに結合され、放射電磁放出を抑制し、過電圧およびサージが放散する、より広い導電表面領域をもたらし、同時に、寄生および他の過渡現象の類似ファラデー・ケージ静電抑制を起動させるために、共通導電プレートのグループが、共により広い外部導電領域すなわち表面と相互作用する場合、類似ファラデー・ケージ構造の原理が使用される。このことは、複数の共通導電プレート１４が接地に電気接続され、本発明が配置され、電圧が印加される回路に対する固有接地の提供を委ねられている場合、特に事実である。既に記述したように、共通導電プレート１４と両電極プレ��ト１６Ａおよび１６Ｂの間に挿入され、維持されるのは材料２８であり、該材料２８には、異なる電気特性を有する１つまたは複数の複数材料を使用することができる。
【００３６】
図１Ａは、電気導体あるいは回路基板接続部を多機能エネルギー調節器１０に結合する追加手段を含む、多機能エネルギー調節器１０の代替実施形態を示したものである。本来、複数の共通導電プレート１４は、個別に配置された外縁導電帯域１４ａおよび／または１４ｂ（図示せず）を共有することによって、各導電電極の出口部分でまとめて電気接続され、外縁導電帯域１４ａおよび／または１４ｂは、本発明がより大きい回路の一部に配置され、電圧が印加されると、電位を持つことができる同一外部導電表面（図示せず）に結合および／または接続されている。この電位は、外部導電表面領域または帯域１４ａおよび／または１４ｂ（図示せず）を通した領域、実施形態の内部共通導電電極１４、およびエネルギーを伝搬させる接続を利用するために必要なあらゆる導電エレメントと相互作用する。さらに、各差動電極プレート１６Ａおよび１６Ｂは、それぞれ独自の外縁導電帯域すなわち表面４０ａおよび４０ｂを有している。電極プレート１６Ａおよび１６Ｂと、それらの導電帯域４０ａおよび４０ｂのそれぞれとの間に電気接続をもたらし、同時に、多機能エネルギー調節器１０の他の部分間の電気絶縁を維持するために、各電極プレート１６は、電極プレート１６Ａの延長部分が、電極プレート１６Ｂが導かれる方向と逆の方向に導かれるように、延長され、位置決めされている。また、電極プレート１６の延長部分は、一定の距離を越えて延長し、その延長部分に複数の共通導電プレート１４が追加距離だけ延長し、追加材料２８によって外縁導電帯域４０ａおよび４０ｂから絶縁されている。帯域の各々と該帯域に関連するプレートの各々との間の電気接続は、それぞれ各帯域と該帯域に関連する共通導電プレートまたは導電電極プレートとの間の物理的接触を介して実現されている。
【００３７】
図２は、多機能エネルギー調節器１０の物理実施形態がより大きな回路と組み合わされ、電圧が印加された場合の、回路の電圧が印加された部分の準概略回路を示したものである。線路間容量３０は、電極プレート１６Ａおよび１６Ｂからなり、電極プレート１６Ａは、一対の電気導体の一方１２ａに結合され、他方の電極プレート１６Ｂは、他方の電気導体１２ｂに結合され、それにより容量の形成に必要な２つの平行プレートをもたらしている。中央共通接地導電プレート１４は、本発明のすべての実施形態またはコノテーションの中でも不可欠の構成要素であり、該中央共通接地導電プレート１４を挟む２つの外部共通導電プレート１４と結合されると、より広い外部導電領域３４（図示せず）および線路間容量３０へ接続する帯域１４および１４Ｂ（図示せず）を表す固有接地３４および３４ｂとして共に作用し、また、各線路接地容量３２に対する２つの平行プレートの一方としての働きをしている。
【００３８】
各線路接地容量３２に必要な第２の平行プレートは、対応する電極プレート１６Ｂによって供給される。図１および図２を注意深く参照すると、容量プレートの関係が明らかになるであろう。電気特性を有する材料２８を用いて、中央共通接地導電プレート１４を各電極プレート１６Ａまたは１６Ｂから絶縁することにより、電気導体１２ａおよび１２ｂと、各電気導体１２ａおよび１２ｂから、より広い外部導電領域３４に結合している線路接地減結合コンデンサ３２との間を延びるコモン・モード・バイパス・コンデンサ３０を有する容量網になる。
【００３９】
より広い外部導電領域３４の詳細については後述するが、さしあたり、より広い外部導電領域３４を接地または回路接地と等価であると仮定することは、より直感的であろう。前記中央プレート１４と結合させて、導電結合され、かつ、はんだ付け、または締め付け開口部２２を通して挿入される、電気デバイスのエンクロージャまたは接地シャシに結合される取付けねじなど、当技術分野における一般的な手段によって回路または接地に結合することができる１つまたは複数の共通導電プレート１４を形成するために、より広い外部導電領域３４を中央および追加共通導電プレート１４に結合させることができる。多機能エネルギー調節器１０は、接地または回路接地に結合された固有接地３４を用いることにより、同様に良好に機能するが、多機能エネルギー調節器１０の物理アーキテクチャの利点の１つは、必要とするエネルギー調節によっては、物理的な接地接続を必要としない特定のアプリケーションが存在することである。
【００４０】
もう一度図１を参照すると、多機能エネルギー調節器１０の追加特徴が、時計回り磁束フィールド２４および反時計回り磁束フィールド２６によって示されている。アンペアの法則を適用し、右手の法則を用いることにより、個々の磁束フィールドの方向を決定し、マップすることができる。そうすることにより、個々の場所で親指が平行になり、導体の両端部の矢印で示すように、電気導体１２ａおよび１２ｂを流れる電流の方向が示される。電流が流れる方向と同じ方向を親指が示すと、人手曲線上の残りの指が、磁束フィールドの回転方向を示している。電気導体１２ａおよび１２ｂは、互いに隣合って位置付けされ、また、多くのＩ／Ｏ構成およびデータ線路構成に見られるように、複数の電流ループを表すことができるため、多機能エネルギー調節器１０に流入出する電流は、互いに逆方向であり、したがって密接に位置付けされた逆方向磁束フィールド１８、２０、２４および２６が生成され、互いに相殺し、デバイスに起因するインダクタンスが最小化される。インダクタンスが小さいことは、スイッチング速度が速くなり、また、近代機器の立上りの急峻なパルスは、低インダクタンス・サージ・デバイスおよびネットワークによってのみ処理することができる、許容することのできない電圧スパイクを発生するため、近代のＩ／Ｏおよび高速データ線路にとって有利である。また、従来技術に見られる個別部品の組合せと比較した、多機能エネルギー調節器１０の使用による労働集約態様が、容易かつ費用有効性の高い製造方法を提供することは明らかであろう。同様に実施形態の内部に展開する線路接地容量の各々に対して測定した容量の約１／２の値の線路間容量を回路にもたらすために必要な接続は、電気導体１２の両端部への接続のみであるため、ユーザに柔軟性が提供され、また、本発明を利用したより大きい電気システムを製造するための時間および空間が潜在的に節約される。
【００４１】
図３Ａは、図１Ａに示す多機能エネルギー調節器１０に対するコモン・モード挿入損失測値の比較を示し、ほぼ同一の物理サイズ直径の従来技術によるスルーホール・コンデンサ（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｈｏｌｅ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）５０（図示せず）の応答に対する線路間容量０．２０ｕＦを測定したものである。グラフは、０．４７ｕＦの線路間容量値を構成する従来技術によるコンデンサ５０が、０．２０ｕＦの線路間容量値を有する多機能エネルギー調節器１０の性能と比較して、異なる性能を実行することを示している。多機能エネルギー調節器１０および５０の両方を外部導電領域に接続すると、多機能エネルギー調節器１０は、最大１，２００ＭＨｚ（１，２００ＭＨｚは、試験機器の限界であった）の周波数で示すように、コンデンサ５０と比較すると、著しく異なる挿入損失読値を示す。図３Ｂは、図３Ａで使用した多機能エネルギー調節器１０と同一の調節器１０の差動モード側値と、図３Ａで測定した従来技術によるスルーホール・コンデンサ５０（図示せず）と同一のコンデンサ５０の応答に関する差動モード側値との比較を示したものである。多機能エネルギー調節器１０および従来技術によるコンデンサ５０の両方を外部導電領域に接続すると、多機能エネルギー調節器１０は、最大１，２００ＭＨｚ（１，２００ＭＨｚは、試験機器の限界であった）の周波数で示すように、著しく異なる挿入損失読値を示す。
【００４２】
グラフ３Ｂは、０．４７ｕＦの線路接地容量値を構成する従来技術によるコンデンサ５０の読値が、調節器１０の一方のコンデンサ・サイドに対して、３Ａの試験を実施する前に測定した多機能エネルギー調節器１０の線路間容量値０．２０ｕＦの値の約２倍である０．４０ｕＦの線路接地容量値を有する多機能エネルギー調節器１０とは異なることを示している。
【００４３】
本発明の代替実施形態は、図４に示す差動モードおよびコモン・モード多重導体フィルタ１１０である。フィルタ１１０は、図４には示されていないが、図１および１Ａに示す電気導体１２ａおよび１２ｂと類似の、複数対の電気導体に作用する差動モード結合コンデンサ配列およびコモン・モード減結合コンデンサ配列を形成するための複数の共通導電プレート１１２および複数の導電電極１１８ａ〜１１８ｈからなっている点で、図１および図１Ａの多機能エネルギー調節器１０と類似している。図１に示す単一対導体多機能エネルギー調節器に関して既に記述したように、共通導電プレート１１２、導電電極１１８、および複数の電気導体は、誘電材料、フェライト材、ＭＯＶ型材料および焼結多結晶材などの所定電気特性を有する、予め選択された材料１２２によって互いに絶縁されている。複数の共通導電プレート１１２の各々は、複数の絶縁開口部１１４を有し、該開口部中を電気導体が貫通し、かつ、それぞれの共通導電プレート１１２に対する電気絶縁が維持されている。複数の電気導体対を収容するためには、多機能エネルギー調節器１１０は、図１および１Ａで記述した電極プレートの改訂バージョンを使用しなければならない。
【００４４】
多重独立導電電極を電気導体の各々の対に提供するために、必要な電気特性を含む材料１２２の１つからなる支持材１１６が使用されている。支持プレート１１６Ａは、電極毎に１つの結合開口部１２０を有するプレート１１６Ａの一方の側に印刷された複数の導電電極１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｅおよび１１８ｈからなっている。また、支持プレート１１６Ｂも、プレート１１６Ｂの一方の側に印刷された複数の導電電極１１８ａ、１１８ｄ、１１８ｆおよび１１８ｇからなっている。支持プレート１１６Ａおよび１１６Ｂは、複数の共通導電プレート１１２によって分離され、かつ、囲まれている。複数の共通導電プレート１１２は共に、一般的に材料１２２からなる導電材を締め出し、当技術分野で知られている標準手段による製造プロセスの間における、それぞれのプレートの融合あるいは積層を可能にし、および／または、融け合わせを可能にしている。また、上述の導電電極材および絶縁構造は、同様に製造プロセスの間に、当技術分野で知られている標準手段によって追加または付着される。また、導電成端材１１２Ｄも、製造中にプレート１１２の各側面に加えられ、それにより、回路内に置かれ、電圧が印加されると、本発明１１０の複数の共通導電プレート電極１１２Ａ、１１２Ｂおよび１１２Ｃの少なくとも周辺部の導電接続部が共に導電結合され、外部導電領域すなわち表面（図示せず）への同一導電通路を共有することができる単一導電構造が形成される。入力電気導体対の各々は、多機能エネルギー調節器１１０内に、対応する電極対を有している。図には示されていないが、電気導体は、共通導電プレート１１２およびそれぞれの導電電極を貫通している。接続は、結合開口部１２０および絶縁開口部１１４を選択して実施するか、あるいは実施しないかのいずれかである。共通導電プレート１１２は、導電電極１１８ａ〜１１８ｈと協働して、図１および１Ａの電極プレート１６Ａおよび１６Ｂの機能と実質的に同じ機能を実行している。
【００４５】
図５は、従来技術による多重コンデンサ・エレメントと、本発明による差動モードおよびコモン・モード多重導体多機能エネルギー調節器１１０の略図を示したものである。図５Ａは、従来技術によるコンデンサ・アレイ１３０の略図である。本来、複数のコンデンサ１３２は、互いに形成かつ結合され、電気導体を各コンデンサ１３２に接続するために設けられた開放端子１３４を有するアレイ１３０に共通接地１３６を提供している。これらの従来技術によるコンデンサ・アレイは、各コンデンサ１３２の開放端子１３４が個別電気導体に電気接続される場合、個別電気導体のコモン・モード減結合しか許容していない。
【００４６】
図５Ｂは、４対の差動モードおよびコモン・モード・フィルタ・ピン配列を有する差動およびコモン・モード多重導体多機能エネルギー調節器１１０の略図を示したものである。各電極対を通って延びている水平線は、共通導電プレート電極１１２Ａ、１１２Ｂおよび１１２Ｃを表し、各対を囲んでいる線は、導電絶縁材１１２ａである。導電絶縁材１１２ａは、共通導電プレート電極１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、および側部導電成端材１１２Ｄに電気結合され、導電格子をもたらしている。該導電格子はさらに、導電材のない状態で残された領域によって、電極プレート１１８ａ〜１１８ｈから分離されている。導電材は、導電電極プレート１１８ａ〜１１８ｈの各々を互いに分離し、かつ、上記導電格子から分離している。対応する導電電極１１８ａ〜１１８ｈは、中央共通接地導電プレート１１２のそれぞれ上下にある支持材プレート１１６Ａおよび１１６Ｂ上に位置付けされ、線路接地コモン・モード減結合コンデンサを形成している。各導電プレート電極１１８ａ〜１１８ｈ、共通導電プレート電極１１２Ａ、１１２Ｂおよび１１２Ｃ、および支持材プレート１１６Ａおよび１１６Ｂは、誘電材料１２２によって互いに分離されている。多機能エネルギー調節器１１０が、電極プレート１１８ａおよび１１８ｃに見られるような結合開口部１２０を介して、対電気導体に接続されると、多機能エネルギー調節器１１０は、コモン・モード・フィルタおよび差動モード・フィルタを形成する。
【００４７】
もう一度図４を参照すると、多重導体多機能エネルギー調節器１１０は、中央共通導電プレート電極１１２Ｂだけでなく、外部共通導電プレート１１２Ａおよび１１２Ｃを有している。図１および１Ａに関連して記述したように、これらの外部共通導電プレートおよび共通導電電極１１２Ａおよび１１２Ｃは、互いに１つに結合され、かつ、それぞれの本発明の中央共通導電プレート１４または中央共通導電電極１１２Ｂの各々、および外部導電領域（図示せず）に結合されると、多機能エネルギー調節器１１０に極めて広い導電通路すなわち領域をもたらし、対導体の導電性放射電磁放出を同時に抑制および／または最小化および／または減衰し、前記導電プレートと図１および図１Ａの電極または他の本発明の実施形態との間を遮蔽し、過電圧、サージおよびその他の過渡的雑音を放散および／または吸収するための、より広い表面領域がもたらし、かつ、電圧が印加されると、類似ファラデー・ケージ遮蔽として有効に作用する。近代電子デバイスのすべてに見られる１つの傾向は、機器およびその機器を構成している電子エレメントの継続的な小型化である。多機能エネルギー調節器配列における主要エレメントであるコンデンサも例外ではなく、そのサイズは継続的に縮小され、今や、コンデンサをシリコン中に形成し、また、顕微鏡を使用してしか見ることができない集積回路に埋め込むことができるまでに到っている。極めて広く使用されるようになった小型化コンデンサの１つは、標準スルーホール・コンデンサあるいはリード・コンデンサ（ｌｅａｄｅｄ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）より著しく小さいチップ・コンデンサである。チップ・コンデンサは、回路基板上に見られる電気導体およびトレースに物理的、電気的に接続するために、表面実装技術を使用している。本発明による多機能エネルギー調節器のアーキテクチャの多様性は、図６に示す表面実装技術にまで拡張している。表面実装多機能エネルギー調節器４００を図６Ａに示し、その内部構造を図６Ｂに示す。図６Ｂを参照すると、共通導電プレート４１２が、第１の差動プレート４１０と第２の差動プレート４１４の間に挟まれている。共通導電プレート４１２、第１の差動プレート４１０、および第２の差動プレート４１４はそれぞれ、選択される材料によって決まる所要電気特性を有する材料４３０からなっている。本発明のすべての実施形態については、出願人は、それには限定されないが、誘電材料、ＭＯＶ型材料、フェライト材、マイラなどのフィルム、および焼結多結晶のようなより新しい新種の物質など、様々な材料の使用を意図している。
【００４８】
第１の差動プレート４１０は、その４つの側面のうちの３つの側面に沿って第１の差動プレート４１０の外周部を囲んでいる絶縁帯域４１８を残して、材料４３０の頂部表面に結合された導電電極４１６を含んでいる。絶縁帯域４１８は、導電電極４１６によって覆われない、材料４３０の縁に沿った部分に過ぎない。第２の差動プレート４１４は、第１の差動プレート４１０の物理的方向に対する第２の差動プレート４１４の物理的方向を除き、本質的に第１の差動プレート４１０と同一である。第２の差動プレート４１４は、その４つの側面のうちの３つの側面に沿って第２の差動プレート４１４の外周部を囲んでいる絶縁帯域４２８が残るように、材料４３０の頂部表面に結合された導電電極４２６を有する材料４３０からなっている。第１および第２の差動プレート４１０および４１４の、互いの物理方向に関して注意すべき重要なことは、各プレートの絶縁帯域４１８および４２８に囲まれていない方の側が、互いに１８０度離れて配列されていることである。また、第１および第２の差動プレート４１０および４１４の、共通導電プレート４１２に対する物理方向に関して注意すべき重要なことは、図には示されていないが、各差動電極４１２および４１０の導電領域が、間に置かれた中央共通導電電極４１２によって、それぞれの差動電極４１０および４１４の境界すなわち周囲が、共通導電プレートの重ね合わせ領域、すなわちアンダーラップ領域が、前記共通導電プレート４１２を挟む同一サイズの差動導電プレートに関連して、共通導電プレートを過大サイズで出現させる程度に、共通導電電極４１２の境界すなわち周囲に対して差し込まれるように、互いに物理的に遮蔽されていることである。これについては、図１９でさらに詳細に説明する。共通導電電極４１２および同一サイズの差動プレートに対するオーバラップの範囲に関しては、電源が印加される際に、逃れようとする寄生の試み、すなわち差動電極に占有されている領域に入ろうとする寄生の試みに対する罠掛けが、このような低下の発生を防止するために十分な程度にまで、本質的に差し込むことができる。差動プレートを挟んでいる、より大きい共通プレート・セットに対するポイントへの差動導電プレート４１０および４１４の差し込みにより、電圧印加状態中における静電遮蔽の有効性が向上する。この方向性により、電気導体が個別プレート４１０または４１４のいずれかに電気結合されるが、逆方向に位置付けされた対差動導体間を差動位相相補エネルギー調節するためには、必ずしも個別プレート４１０および４１４の両方に結合する必要はない。
【００４９】
共通プレート４１２の構造は、共通プレート４１２が、頂部表面に結合された共通導電電極４２４を有する材料４３０を含んでいる点で、第１および第２の差動プレート４１０および４１４の構造と類似している。図６Ｂから分かるように、共通プレート４１２は、反対の端部に位置付けされた２つの絶縁帯域４２０および４２２を有している。共通プレート４１２は、絶縁帯域４２０および４２２が、第１および第２の差動プレート４１０および４１４の、絶縁帯域を持たない端部に位置合せされるように、第１および第２の差動プレート４１０および４１４の間に位置合せされている。共通プレート４１２、第１の差動プレート４１０、および第２の差動プレート４１４の３つのプレートはすべて、接地プレートの下にいかなる種類の導電表面も有していないため、プレートが互いに積み重ねられると、導電電極４２６は、共通プレート４１２の背面によって、共通導電電極４２４から絶縁される。同様の方法で、共通導電電極４２４は、材料４３０からなる第１の差動プレート４１０の背面によって、導電電極４１６から絶縁される。
【００５０】
ここで図６Ａを参照して、表面実装多機能エネルギー調節器４００の構造について、さらに説明する。共通プレート４１２、第１の差動プレート４１０および第２の差動プレート４１４が、記述したように図６Ｂおよび図１９に示す配列に従って１つに挟まれると、２つの追加共通導電プレートが位置付けされ、差動プレート４１４および４１０を挟み、該差動プレート４１４および４１０が、共通導電プレート４１２を挟んでいる。プレート４１２Ｂおよび４１２Ａは、構成材料およびサイズが本質的に同一であり、それぞれの帯域および電極縁の方向は、実施形態内において、前記中央導電プレート４１２の方向と概ね平行である。電気導体を差動電極４１６および４２６に結合する手段を含んでいなければならない。電気導体は、帯域４０２、４０４および４０６の間に位置付けされた絶縁帯域４０８によって共通導電帯域４０２から絶縁された第１の差動導電帯域４０４および第２の差動導電帯域４０６を介して、表面実装多機能エネルギー調節器４００に結合される。共通導電帯域４０２および絶縁帯域４０８は、４つの側面のすべてを絶縁するために、４００多機能エネルギー調節器のボディの周囲を３６０度に渡って延びることができるが、共通導電プレート４１２、４１２Ａおよび４１２Ｂによる前記差動導電電極４１４および４１０の、ほぼ完全な類似遮蔽包囲のため、共通導電帯域４０２は、帯域４０２を導電成端構造（図示せず）に置き換えることにより、そのサイズを縮小し、あるいは排除することもできる。導電成端構造は図示されていないが、その外観および機能は、図１４に見られる成端帯域８４に類似しており、あるいは、当技術分野で普通に使用されている種類の構造に類似している。第１および第２の差動導電帯域４０４および４０６は、多機能エネルギー調節器４００のそれぞれの部分の周囲を３６０度に渡って延びているだけではなく、それぞれカバー端部４３２および４３４へ延びている。
【００５１】
図６Ａおよび６Ｂを交互に参照すると、帯域とプレートの間の結合が分かる。端部４３４を含む第１の差動導電帯域４０４は、第１の差動プレート４１０の端部へ延びた絶縁帯域４１８を持たない導電電極４１６との電気結合を維持している。第２の差動導電帯域４０６は、それぞれ絶縁帯域４２２および４２８のため、共通プレート４１２および第１の差動プレート４１０から電気絶縁されている。今記述した方法と同様の方法で、端部４３２を含む第２の差動導電帯域４０６は、第２の差動プレート４１４の導電電極４２６に電気結合されている。共通プレート４１２、４１２Ａ、４１２Ｂおよび第１の差動プレート４１０の絶縁帯域４２０、４２０Ａ、４２０Ｂ、４１８、４１８Ａおよび４１８Ｂのため、第２の差動導電帯域４０６は、第１の差動プレート４１０および共通プレート４１２、４１２Ａおよび４１２Ｂから電気絶縁されている。
【００５２】
共通導電帯域４０２の共通プレート４１２への電気結合は、共通導電帯域４０２の側面４３６またはその代用を、共通プレート４１２、４１２Ａおよび４１２Ｂの側面に沿った絶縁帯域を持たない共通導電電極４２４、４２４ａおよび４２４ｂに物理的に結合することによって達成される。第１および第２の差動導電帯域４０４および４０６からの共通導電電極４２４、４２４Ａおよび４２４Ｂの電気絶縁を維持するために、共通プレート４１２、４１２Ａおよび４１２Ｂの絶縁帯域４２０、４２０Ａ、４２０Ｂ、４２２、４２２Ａおよび４２２Ｂは、第１および第２の差動導電帯域４０４および４０６の端部４３２および４３４と、共通導電電極４２４、４２４Ａおよび４２４Ｂとのあらゆる物理的結合を防止している。
【００５３】
本発明による差動モードおよびコモン・モード多機能エネルギー調節器の他の実施形態と同様、第１および第２の差動プレート４１０および４１４の導電電極４１６および４２６は、電気導体が第１および第２の差動導電帯域４０４および４０６に結合されると、線路間差動モード・コンデンサとして作用する。線路接地減結合コンデンサは、各導電電極４１６および４２６と、共通導電電極４２４、４２４Ａおよび４２４Ｂとの間にそれぞれ形成され、類似ファラデー・ケージ遮蔽構造が形成される。
【００５４】
図７は、類似マイラすなわちフィルム媒体上に形成された多機能エネルギー調節器の他の実施形態を開示したものである。この実施形態は、金属化されたフィルム媒体、または当技術分野で知られている手段によって導電化物が塗布されたフィルム媒体からなり、共通導電プレート４８０、該共通導電プレート４８０に続く第１の電極差動プレート４６０、続いてもう１つの共通導電プレート４８０および第２の電極差動プレート５００、最後にもう１つの共通導電プレート４８０からなっている。各プレートは本質的にフィルム４７２からなり、フィルム４７２自体は、それには限定されないが、マイラなどの多数の材料からなっている。フィルム４７２は完全に金属化され、あるいは、片側に他の親電気材料を用いて導電化され、金属化されたプレートあるいは導電化されたプレートを生成している。レーザを用いて、金属化された材料または導電材が塗布された材料の一部が、所定のパターンで除去（非金属化）され、絶縁バリヤが生成される。第１の差動プレート４６０は、該第１の差動プレート４６０を、電極４６４、絶縁電極４６８、および共通電極４７０の３つの導電領域に分割する２つのレーザ・エッジ絶縁バリヤ４６２および４６６を有している。第２の差動プレート５００は、第２の差動プレート５００を、電極５１０、絶縁電極５０２、および共通電極５０８の３つの導電領域に分割する２つの絶縁バリヤ５０６および５０４を有している点で、第１の差動プレート４６０と同一である。第１および第２の両差動プレート４６０および５００の場合、絶縁バリヤ４６２および５０６は本質的にＵ字型であり、第１および第２のプレート４６０および５００の広い領域を覆う電極４６４および５１０を生成している。Ｕ字型絶縁バリヤ４６２および５０６は、電極４６４および５１０による、それぞれ端部４７６および５１４への完全な延長を可能にしている。部材４７４および５１２は、絶縁バリヤ４６２および５０６から延びており、部材４７３および５１３は、絶縁バリヤ４６６および５０４から延びている。部材４７４および５１２は、端部４７６および５１４に最も近いポイントにおけるｕ字型絶縁バリヤ４６２および５０６の端部から直角に、外側へ向かって延びており、また、部材４７３および５１３は、共通電極４７０および５０８を端部４７６および５１４から完全に絶縁するために、それぞれ絶縁バリヤ４６６および５０４から直角に、外側へ向かって延びている。さらに、第１および第２の両差動プレート４６０および４８０は、端部４７６および５１４の反対側に、絶縁バリヤ４６６および５０４によって形成された絶縁電極４６８および５０２を有している。
【００５５】
共通導電プレート４８０は、該共通導電プレート４８０を、共通電極４８８、絶縁電極４８４、および絶縁電極４９４の３つの導電領域に分割する絶縁バリヤ４８２および４９２を含んでいる。図に示すように、絶縁バリヤ４８２および４９２は、垂直に隣接して、共通導電プレート４８０の左右の縁に平行に通っている。また、両絶縁バリヤ４８２および４９２は、絶縁バリヤ４８２および４９２の垂直部分から外側に向かって直角に延び、かつ、プレート４６０、４８０および５００が積み重ねられた場合に、第１および第２の差動プレート４６０および５００のＵ字型絶縁バリヤ４６２および５０６の水平部分の位置が整合するように位置付けされた部材４９６を含んでいる。
【００５６】
追加特徴は、交流信号および直流信号のフィルタリングに使用するために、共通導電プレート４８０を最適化することができることである。絶縁バリヤ４９２および４８２は、上で記述したように、直流信号のフィルタリングに使用するために最適化されている。直流動作の場合、絶縁電極４８４および４９４は、共通導電プレート４８０内に、ほとんど領域を必要としない。フィルタがフィルム媒体からなり、交流信号をフィルタリングするために使用される場合、絶縁電極４８４および４９４は、より広い領域を必要とし、その領域は、修正絶縁バリヤ４８６および４９０をエッチングすることによって実現される。垂直に走っている絶縁バリヤ４８４および４９４は、互いに近接して、かつ、共通導電プレート４８０の中央付近にエッチングされる。この修正に適応するために、垂直部分から外側に向かって直角に延びている部材４９６は、直流バージョンの場合より長くなる。いずれの構成も両タイプの電流フィルタリングを提供するが、絶縁電極４８４および４９４の領域をより広くすることにより、より良好な交流フィルタリング特性が提供される。
【００５７】
図８および図９は、電動機と共に使用するために構成された多機能エネルギー調節器の実施形態を対象としたものであるが、他の電子工学アプリケーションにおけるエネルギー調節の実行が、この実施形態によって制限されることは皆無である。電動機は、電磁放出および不平衡の極めて重大なソースである。このことは、動作中のテレビジョン受像機の前で電気掃除機を動作させたほとんどの人が経験し、画面を埋め尽くす「スノー」に気が付いているように、素人にさえ明らかである。このテレビジョンへの妨害は、電動機からの電磁放出によるものである。電動機は、洗濯機、乾燥機、自動皿洗い器、ミキサーおよびヘア・ドライヤなどの多数の家庭用電気製品に広く使用されている。また、ほとんどの自動車は、風防ガラス・ワイパ、電動窓、電動ミラー、格納式アンテナ、および他の機能の全体ホストを制御するための多数の電動機を備え、その数は、自動車１台当たりの２５個から高級車１台当たりの１５０個にまで及んでいる。電動機の普及および電磁放出水準の増加により、本発明の実施形態に追加して使用される誘導子すなわちフェライト・エレメントを使用することなく、必要なフィルタリングおよび雑音抑制を提供するために、１つの受動エレメントのみで電磁放出を低減し、多くの場合、すべての電磁放出を除去することができる差動モードおよびコモン・モード・フィルタリング能力が、１つの集積パッケージに必要である。電動機フィルタ１８０は、様々な形状に製作することができるが、図８に示す好ましい実施形態では、多数の所定電気特性のうちの１つを有する材料１８２からなる長方形のブロックとして示されている。図８ａは、フィルタ１８０の外部構造を示したもので、フィルタ１８０は、フィルタ１８０の中心を貫通して配置された絶縁開口部１８８を有する材料１８２の長方形ブロックからなっている。前記１８８開口部は、この特定の使用法に対して必ずしも共通である必要はないが、ユーザにとっては、あらゆる前記１８８開口部によるものとされる、あらゆる電気調節エンハンスメントより便利であると考えられ、したがって、排除することができ、使用のための最適配置空間が設計される。導電帯域１８４および１９４、および共通導電帯域１８６（訳者注記：コメント参照）。図８ｂは、様々な帯域間に位置付けされた材料１８２の部分によって互いに電気的、物理的に絶縁された導電帯域１８４、１９４および共通導電帯域１８６の配列を有するフィルタ１８０の側面図を示したものである。図８ｃは、図８ａの仮想中心線に沿った断面を示したものである。前述のすべての実施形態の場合と同様、本発明の物理アーキテクチャは、導電電極１８１および１８５、およびそれらの間に挟まれた共通導電電極１８３からなっている。所定の電気特性を有する材料１８２が、すべての電極間に散在し、様々な導電電極１８１および１８５と共通導電電極１８３との間の電気接続を防止している。本発明の表面実装実施形態の場合と同様、フィルタ１８０は、導電帯域１８４および１９４を使用して、フィルタ１８０の内部電極を電気導体に電気接続している。導電電極１８１は、完全に延長して導電帯域１８４と接触し、必要な電気的インタフェースをもたらしている。図８ｃに示すように、導電電極１８１は、導電電極１８５に結合されている導電帯域１９４に対しては、完全に延長して接触していない。図には示されていないが、共通導電電極１８３は、導電帯域１８４および１９４に接触することなく、共通導電帯域１８６間を完全に延長している。この場合も、フローティング接地として使用されている電動機ケース（図示せず）の内部に共通導電帯域１８６を結合することによって、共通導電電極１８３によってもたらされる固有接地が強化されている。
【００５８】
図８ｄは、差動モードおよびコモン・モード電動機多機能フィルタ１８０の略図であり、線路間差動モード結合コンデンサに必要な２つの平行プレートを提供し、同時に、共通導電電極１８３と協働して、固有接地（図示せず）と相互作用する共通導電電極１８３を有する線路接地コモン・モード減結合コンデンサを提供する導電電極１８１および１８５が示されている。また、電動機フィルタ１８０を外部差動電気導体および個別導電領域（図示せず）にそれぞれ結合させる、導電帯域１８４、１９４、および共通導電帯域１８６が示されている。図８の好ましい実施形態は、３つの共通導電電極１８３と２つの導電電極１８１および１８５を示しているが、出願人は、複数の共通電極および差動電極を用いて、上述の実施形態についての説明と同様に、並列容量の付加効果によって可変容量値を得ることを意図している。
【００５９】
図９は、電動機２００に電気的および物理的に結合された差動モードおよびコモン・モード電動機フィルタ１８０を示したものである。図９ａに示すように、電動機フィルタ１８０は、外側に向かって延びている電動機シャフト２０２を有する電動機２００の頂部に置かれている。電動機シャフト２０２は、接続端子１９６に電気結合され、互いにかつ電動機２００のロータから絶縁された導電帯域１８４および１９４を有するフィルタ１８０のシャフト開口部１８８を通して配置されている。個々の接続端子１９６は、図には示されていないが、電動機２００に電力を供給する電源線に電気接続されている。電動機フィルタ１８０が電動機２００に接続／結合されると、電動機フェース・プレート２０８が、電動機２００および同様の開口部を通して電動機フェース・プレート２０８の中央に配置される電動機シャフト２０２を有するフィルタ１８０の頂部に置かれる。フェース・プレート２０８は、クランプ２０６を用いて電動機２００のボディに物理的に結合される。図には示されていないが、フィルタ１８０は、共通導電帯域１８６を電動機エンクロージャに結合することによって、その固有接地と共に使用することができる。あるいは、電動機シェル・ケーシングの内部に共通導電帯域１８６を直接接続することができる。
【００６０】
図９ｃは、周波数を関数とした電動機２００の電磁放出レベルの比較を示す対数グラフであり、標準フィルタを有する電動機の結果が２２０で示され、差動モードおよびコモン・モード電動機フィルタ１８０の結果が２２２で示されている。グラフは、０．０１ＭＨｚと約１０ＭＨｚの間で、その全範囲を通して、フィルタ１８０を使用した場合の電磁放出が、従来技術によるフィルタと比較して最小２０ｄＢだけ追加抑制され、０．１ＭＨｚ〜１ＭＨｚでは、追加抑制の大きさがさらに際立っていることを示している。より高い１０ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの周波数範囲および２０ＭＨｚ以上では、電磁放出の減少幅は、低い周波数の場合におけるほど大きくないことが分かるが、ほとんどの電動機は、この周波数範囲よりはるかに低い範囲で動作するため、このことは特に重要な問題ではなく、したがって電動機フィルタ１８０により、電磁放出が低減された強化性能が、ほとんどのアプリケーションに提供される。
【００６１】
差動モードおよびコモン・モード・フィルタは、既に参照により本明細書の一部となっている上述および共同所有特許ならびに特許出願の多くの変形形態の中で提示されている。本発明の他の実施形態は、既に考察したフィルタの変形形態を利用している。遮蔽撚線対貫通差動モードおよびコモン・モード・フィルタ３００を図１０Ａに示す。このフィルタ３００と上で示したフィルタの相違は、第１の差動電極帯域３０２Ａ、３０２Ｂ、および第２の差動電極帯域３０６Ａ、３０６Ｂの位置であり、それぞれ互いに対角線方向に配置されている。共通接地導電帯域３０４は、上で示したフィルタ実施形態の場合と同様、絶縁材３０８によって第１および第２の差動電極帯域３０２および３０６から分離されている。遮蔽撚線対貫通差動モードおよびコモン・モード・フィルタ３００は、図１０Ｂに示すように、それぞれ少なくとも第１および第２の差動電極プレート３１２および３１６、および少なくとも３つの共通接地導電プレート３１４を備えている。上で示したフィルタ実施形態の場合と同様、プレート３１２、３１４および３１６は積み重ねられ、材料３０８によって互いに絶縁されている。
【００６２】
次に図１０Ｃおよび１０Ｄを参照すると、遮蔽撚線対貫通差動モードおよびコモン・モード・フィルタ３００および差動雑音を除去するための使用方法の略図が示されている。電流Ｉは、第１および第２の差動電極帯域３０２Ａおよび３０６Ｂを通り、互いに交差して逆方向に流れ、第１および第２の差動電極帯域３０２Ｂおよび３０６Ａを通って流出している。電流Ｉの交差ポイントは、線路間コンデンサとして作用し、共通導電接地プレート３１４は、交差ポイントの両側に線路接地コンデンサをもたらしている。
【００６３】
図１０Ｄでは、フィルタ３００は、概ね平行なプレート３１２、３１４および３１６として描かれており、電極プレート３１２および３１６は、ファラデー・ケージ構成において、それぞれ共通接地導電プレート３１４に挟まれている。電流Ｉは、差動電極プレートを通って逆方向に流れている。既に参照により本明細書の一部になっているフィルタ実施形態で開示されているように、共通接地導電プレート３１４が電気的に相互接続され、差動電極から絶縁されていることに注意されたい。
【００６４】
次に図１０Ｅおよび１０Ｆを参照すると、遮蔽撚線対貫通差動モードおよびコモン・モード・フィルタ３００およびコモン・モード雑音を除去するための使用方法の略図が示されている。電流Ｉは、第１および第２の差動電極帯域３０２Ａおよび３０６Ａを通り、互いに交差して同一方向に流れ、第１および第２の差動電極帯域３０２Ｂおよび３０６Ｂを通って流出している。電流Ｉの交差ポイントは、線路間コンデンサとして作用し、共通導電接地プレート３１４は、交差ポイントの両側に線路接地コンデンサをもたらしている。
【００６５】
図１０Ｆでは、ここでもフィルタ３００は、概ね平行なプレート３１２、３１４および３１６として描かれており、電極プレート３１２および３１６は、ファラデー・ケージ構成において、それぞれ共通接地導電プレート３１４に挟まれている。電流Ｉは、差動電極プレートを通って同一方向に流れている。既に参照により本明細書の一部になっているフィルタ実施形態で開示されているように、共通接地導電プレート３１４が電気的に相互接続され、差動電極から絶縁されていることに注意されたい。
【００６６】
本発明によるフィルタは、多くの実施形態に使用されている。本発明を制限することを意図しない、様々な種類の層構成の意図する一例として、多重エレメント・フィルタの様々な追加実施形態について説明する。各図において、５つのプレートが個別に示され、次に平面図が示され、最後に側面図が示されている。図１１および１２を参照すると、本発明の２つの異なる実施形態７０および７０’が示されている。図１１はバイパス構成であり、図１２は貫通構成である。上で示した実施形態の場合と同様、図１２の回路を完成するためには、電流は電極を通って流れなければならない。実施形態の各々は、３つの共通導電プレート７４の間に挟まれた第１の差動電極プレート７２および第２の差動電極プレート７６を有している。通常、プレートは、各プレート７２、７４および７６の周囲が材料７５によって囲まれているが、プレートの端子部分、それぞれ７２ａ、７４ａおよび７６Ａは、材料を貫通して延びている。これらの端子部分７２ａ、７４ａおよび７６Ａは、それぞれ第１の差動導電帯域８２、共通導電帯域８４、および第２の差動導電帯域８６に結合され、電圧が印加された回路（図示せず）への外部接続を提供している。導電帯域８２、８４および８６は、絶縁された外部ケーシング８８によって互いに絶縁されている。共通導電プレート７４は、外部電気回路システムの接地領域への４つの接続場所を提供する４つの共通導電帯域８４を有しており、該共通導電帯域８４の各々は、隣に隣接する共通導電帯域８４との角度が約９０度になっている。この特徴により、追加絶縁がもたらされ、構造の線路調節能力が集中化され、また、電荷集中が改善される。
【００６７】
フィルタ７０と７０’の主な相違は、フィルタ７０では、電極端子部分７２ａおよび７６Ａが長手方向の同一側にあり、フィルタ７０’では、電極端子部分が長手方向の反対側にあることである。また、フィルタ７０’を電流が貫流するのに対し、電流はフィルタ７０を貫流しない。端子位置が異なることにより、様々な電気回路システム構成へのフィルタの適用性が多様になっている。
【００６８】
次に図１３を参照すると、形状が長方形であり、２つの共通導電帯域８４しかない点を除き、図１２に示すフィルタ７０’と同一のフィルタ８０が示されている。
【００６９】
次に図１４を参照すると、電極端子部分７２ａおよび７６Ａが、撚線対貫通設計では互いに対角線方向にある点を除き、図１３に示すフィルタ８０と同一のフィルタ８０’が示されている。
【００７０】
次に図１５ないし図１８を参照すると、代替フィルタ実施形態は、多重フィルタが１つのパッケージ内に集積されている。単一電子エレメント中に任意の数の個別フィルタを統合することができ、本発明が２つの個別フィルタに制限されないことは理解されよう。図１５ないし図１８の各々は、第１の電極９１および第２の電極９２を有する第１の二重電極プレート９０、および共通導電プレート９４の間に挟まれた第１の電極９７および第２の電極９８を有する第２の二重電極プレート９６を示している。図１５および１６の電極９０および９４の各々は、２つの電極端子部分９３および９９を有し、絶縁帯域をほぼ囲っている材料１０１を貫通して延びている。図１７および１８の電極９０および９４の各々は、１つの電極端子部分９３および９９を有し、絶縁帯域をほぼ囲っている材料１０１を貫通して延びている。ここで図１５および１７を参照すると、共通導電プレート９４は、共通導電帯域１０２に接続されると、電気回路システムの外部接地領域への４つの接続場所を提供する４つの共通導電端子９５を有しており、各共通導電帯域１０２は、隣に隣接する共通導電帯域１０２との角度が約９０度になっている。
【００７１】
さらに、第１および第２の二重電極プレート９０および９６は、第１および第２の電極９１、９２と、それぞれ各プレート９０および９６の９７、９８の間に、同様の共通導電プレート１０４を有している。この特徴により、二重電極の追加絶縁がもたらされる。
【００７２】
電圧が印加されたシステムでは、その接続外部導電領域に拡張および／または変形融解物を形成する単一遮蔽類似ケージ構造すなわちグループ化共通導電エレメントを含む本発明により、Ｅ−フィールド放出およびＨ−フィールド放出、ＲＦループ放射、漂遊容量、漂遊インダクタンス、および容量寄生が著しく除去、低減および／または抑制され、同時に、逆充電すなわち逆位相および隣接する電界が相互に相殺される。電気エネルギー伝送調節のプロセスは、常に動的プロセスと見做されている。このプロセスは、デュアル・ポート時間領域反射測定試験機器および／または他の工業標準試験機器および取付け具などの装置によって、ある程度測定することができる。また、本発明は、信号伝送、エネルギー伝達、および／または、電力線路減結合、バイパス化およびフィルタリング操作などのアプリケーションにたいして、外部入力および出力エネルギー伝達導体すなわち経路に適合させるための僅かな改変を加えることにより、単一導体、デュアル導体または多重導体電気システムに接続することができる。本明細書で示すいくつかの実施形態の回路および記述は、本出願人が意図する配置のいくつかを表したものであり、本発明によるエレメントの唯一可能な構成として解釈してはならない。
【００７３】
本発明の他の態様は、「減結合ループ」すなわち「ＲＦループ」を包含している。減結合ループは、調節されるエネルギーを受動エレメントから受け取っている能動エレメントと（訳者注記：コメント参照）の間の距離および位置との関係において、減結合コンデンサなどの受動ユニットの物理的配置による電流経路ループ内に含まれる周囲部分および物理領域に関している。つまり、電流ループは、電力平面から受動エレメントまでの電流経路、およびそのソースへの戻り経路によって囲われる（通常、ＰＣＢ型基板上またはＩＣパッケージ上等の）距離および面積である。
【００７４】
電源が印加されたループ領域を構成する電力および接地戻り電流通路は、電流通路のループ領域の物理サイズで決まる特定の周波数で、望ましくないエネルギーをシステムから放射するアンテナとして作用する、エネルギー伝達線路である。この電圧が印加されたＲＦループ領域は、重大な破壊をもたらす不平衡の副産物として、有害なコモン・モード・エネルギーを許容し、また、エネルギー・ソースと続いて起こる戻りとの間の能動エレメントに引き渡す、ひずみ有効エネルギーを許容するため、電気システム内に電圧不平衡状態が生成される。ＲＦループ領域の物理サイズは、電気回路システムから放射しているＲＦエネルギーの大きさに直接関係している。
【００７５】
各差動導電エネルギー伝達経路の成端経路への導電成端経路間の微小距離により、ＲＦループの問題が否定され、従来技術によるエレメントまたはシステムの場合のように、回路の電圧平衡が有害な影響を受けることはない。
【００７６】
次に図１９を参照すると、類似ファラデー・ケージ構造すなわち本発明の構成概念が詳細に示されている。上で記述した基本５層実施形態から、多機能線路調節デバイスの一部を、さらに詳細に考察する。本発明によれば、図１９は、本明細書の図６Ａおよび図６Ｂに関して、全体としてより詳細に記述した２つの差動電極のうちの１つを挟んでいる２つの空間領域からなる類似ファラデー・ケージ構造８００の一部を含んでいる。導電電極プレート８０９は、中央共通導電プレート８０４と共通導電プレート８０８（オフセットして示す）の間に挟まれている。共通導電プレート８０４、８０８および８１０（図示せず）はすべて、中央共通導電プレート８０４、差動導電電極通路８０９および８０９Ａ（図示せず）に対する各プレート関連位置に対して、各外部プレート８１０と８０８の間に介在する、概ね平行な所定誘電材料によって互いに分離されており、この特徴により、導電プレート８０９などの差動導電電極が、本発明内において、この場合、それぞれプレート８０９の上下を挟んでいるプレート８０８および８０４によってほぼ完全に覆われる、すなわち遮蔽される。また、プレート８０４、８０８および８１０は、エレメントを支持し、かつ、外部ケーシングを提供する誘電材料８０１によって囲まれている。２つの共通遮蔽成端構造８０２を、同一の共通導電プレート８０８、８０４および８１０（図示せず）に個別に接続させる手段は不可欠であり、この実施形態にとっては望ましい。本発明全体を回路中に設置する場合、当技術分野で知られている標準手段によって、各成端構造間を中断することなく、すなわち導電ギャップが存在することなく、成端構造８０２を同一の外部導電領域、すなわち同一の外部導電経路（図示せず）に接続しなければならない。当技術分野で知られている標準手段により、それぞれ３つのプレート８０４、８０８および８１０のすべてに接続されている共通遮蔽成端８０２の接続を容易にし、共に単一構造８００を形成し、１つの共通導電類似ケージ構造８００”として作用させることができる。図には示されていないが、８００’は、差動電極８０９Ａ（訳者注記：コメント参照）が出入りセクション８１２Ａ（図示せず）を有している点を除き、単一類似ファラデー・ケージ構造８００をミラーしたものである。出入りセクション８１２Ａは、完全には遮蔽されていないが、導電成端構造８０７Ａ（図示せず）と結合させるために、導電成端構造８０７および差動電極８０９の方向に対して、ほぼ１８０度逆方向に向いている。これら２つの類似ファラデー・ケージ構造８００および８００’は、並列に位置付けされるが、最も重要なことは、個別に取り上げた場合に、構造８００および８００’が、各類似ファラデー・ケージ構造８００および８００’を構成している同一の中央共通導電プレート８０４、層または通路を共有していることである。８００および８００’は共に、二重コンテナとして作用する、単一かつより大きい導電類似ファラデー・ケージ遮蔽構造８００”（図示せず）を生成する。各コンテナ８００および８００’は、前記より大きい構造８００”内で、それぞれ互いに対向する方向に、ほぼ平行に同一数、同一サイズの差動電極を保持することができる。相互作用する８００および８００’個別類似遮蔽構造を有する、より大きい導電類似ファラデー・ケージ遮蔽構造８００”は、電圧が印加され、かつ、同一の外部共通導電経路に接続されると、電気的に一体になる。電圧印加時における、集中化した共通遮蔽を有する差動導電サンドイッチ中への共通導電電極の所定配列は、本発明の基本要素である１つの共通導電類似ケージ構造８００”を構成する要素、すなわち類似ファラデー・ケージ構造８００”である。該構造は本質的に、多機能線路調節デバイスの構成に必要な少なくとも２つのファラデー・ケージ構造８００および８００’を、本発明による層状実施形態のすべての中に形成している。差動電極間の介在物に関しては、中央共通導電プレート８０４は、中央共通導電プレート８０４を挟む２つの外部追加共通電極プレート８０８および８１０を、非電圧印加類似ファラデー・ケージ構造８００”として考慮しなければならない。さらに、中央共通プレート８０４は、差動電極８０９および８０９Ａの両方に、同時に使用されるが、充電切換えに関しては逆の結果になる。ほとんどのチップに対して、新しいデバイスである非貫通実施形態は、３つの共通導電電極の間に挟まれ、かつ、より広い外部導電領域に接続されると、逆位相モードすなわち充電モードで、前記類似構造８００”内の導体サンドイッチに沿って伝搬するエネルギーに対する、電圧が印加された線路の調節機能およびフィルタリング機能の同時実行を補助する、単一かつより大きい類似ファラデー・ケージ構造８００”を形成するために一体として接続され、かつ、導電性である外部成端構造に接続された、少なくとも２つの電極を有することができることに注目しなければならない。類似ファラデー・ケージ構造を形成する、接続された内部共通導電電極プレート、および続いて起こる電圧印加により、所定層状ＰＣＢまたは同様の電子回路内に設置された位置に関しては、外部導電領域すなわち通路が、本質的に、拡張された、近接して位置付けされた、本質的に平行配列の導電エレメントになる。結合された共通導電遮蔽プレートおよび包囲多重遮蔽プレートと、外部拡張エレメントに接続される中央に配置された共通導電プレート８０４との接続は、間に挟まれ、かつ、前記拡張が他の機能と共に静電遮蔽機能を実行する包囲類似遮蔽エレメントになるように、誘電媒体を含む距離によって前記拡張から分離される相補位相差動電極に関しては、前記エレメントが微小な距離分離すなわち「ループ領域」を有することになる、このような多重並列方式で間に入れることができる。つまり、前記電圧が印加された組合せは、差動導体アセンブリの前記部分上を、あるいは前記部分に沿って伝搬するエネルギーに対する同時調節を強化し、かつ、有効にしている。また、組合せ共通導電平面すなわち領域の内部および外部並列配列グループ化により、エネルギーが導電通路に沿って能動アセンブリ負荷へ伝搬する際に、エネルギーの前記一部によって使用される前記差動導体の一部から逃れ、あるいは進入する望ましくない寄生、電磁放出が相殺され、および／または抑制される。
【００７７】
以下のセクションでは、共通導電プレート８０４について参照し、また、共通導電プレート８０８および８１０に対して適用する。共通導電プレート８０４は、本発明の縁から距離８１４だけオフセットされている。共通接地共通導電プレート８０４の１つまたは複数の部分８１１は、材料８０１を通って延びており、共通接地成端帯域すなわち構造８０２に接続されている。図には示されていないが、共通接地成端帯域８０２は、共通導電プレート８０４、８０８および８１０を相互に電気接続し、かつ、フィルタの使用されている他のすべての共通導電プレートに電気接続している。
【００７８】
導電電極プレート８０９は、オフセット距離および領域８０６が、電極プレート８０９の縁８０３と中央共通導電プレート８０４の縁との間に存在するように、共通導電プレート８０４と同じ大きさではない。オフセット距離および領域８０６により、共通導電プレート８０４が電極プレート８０９を超えて延長し、電極プレート８０９の縁８０３を越えて延びる、あらゆる力線に対する遮蔽をもたらし、それによりフィルタ内の他の電極プレートまたはフィルタ外部のエレメントに対する近距離場結合を低減し、あるいは抑制している。水平オフセットは、電極プレート８０９と共通導電プレート８０４の間の垂直距離の約０〜２０倍強であり、オフセット距離８０６は、個々のアプリケーションに対して最適化することができるが、各プレート間のオーバラップ８０６のすべての距離は、製造許容公差とほぼ同一であることが理想である。構造８００”の静電遮蔽機能に問題がない限り、プレート間の距離／面積８０６の僅かなサイズの差は重要ではない。電極８０９をエネルギー通路（図示せず）に接続するために、共通導電プレート８０４および８０８の縁８０５を超えて延びる１つないし２つの部分８１２を、電極８０９に持たせることができる。これらの部分８１２は、既に考察したように、はんだまたは類似によって、エネルギー通路（図示せず）への電極８０９の電気接続を可能にしている電極成端帯域８０７に接続されている。エレメント８１３が、本発明内で生じる三次元エネルギー調節機能の中心軸点の動的表現であり、電圧が印加された回路中における実施形態の最終サイズ、形状および位置に関しては、相対的であることに留意されたい。
【００７９】
以上から分かるように、多機能エネルギー調節器アーキテクチャの多くの様々なアプリケーションが可能であり、すべての実施形態に共通する特徴のいくつかを見直し、解説しておく。第１は、所定の電気特性を有する材料が、すべての実施形態において、それらに限定されないが、誘電材料、金属酸化物バリスタ材、フェライト材、およびマイラ・フィルムまたは焼結多結晶などの他のより新種の物質を始めとする多数の材料のうちの１つであることである。いずれの材料を使用する場合においても、共通導電プレートおよび電極導電プレートを組み合わせることにより、一対の電気導体から、１つの線路間差動結合コンデンサおよび２つの線路接地減結合コンデンサを形成するための複数のコンデンサが生成される。電気特性を有する材料は、容量値を変化させることができ、および／または、過電圧およびサージ保護、あるいは増加インダクタンス、増加抵抗、またはそれらの組合せなどの追加特徴を付加することができる。
【００８０】
第２は、上で示した、あるいは示されなかった実施形態のすべてにおいて、多数の容量エレメントを並列に生成して加え合わせ、それにより大きい値の容量値を作り出すために、多数の共通導電プレートおよび電極プレートの両プレートを重ね合わせることができることである。
【００８１】
第３は、すべての実施形態に、増加固有接地、最適化類似ファラデー・ケージ機能、およびサージ放散領域をもたらすために、１つの中央導電プレートと複数の導電電極の組合せを囲む追加共通導電プレートが使用されていることである。
【００８２】
第４は、追加配置された２つの共通導電プレートすなわち遮蔽と対になった、少なくとも１つの中央共通導電遮蔽が一般的に望ましいが、中央共通導電遮蔽の反対側に配置しなければならないことである（上で記述したように、誘電材料および差動導電エレメントなどの他のエレメントを、これらの遮蔽の間に設けることができる）。追加共通導電プレートを、上に示したあらゆる実施形態と共に使用することができ、出願人が完全に意図することである。
【００８３】
実際に、図には示されていないが、多機能エネルギー調節器は、通信用マイクロプロセッサ集積回路すなわちチップなどのアプリケーション用として、容易にシリコン中に製造し、集積回路に直接組み込むことができる。既に集積回路は、本発明のアーキテクチャを、現在利用することができる技術を用いて容易に組み込むことができるシリコン基板中にコンデンサをエッチングさせて製造されている。
【００８４】
また、多機能エネルギー調節器を埋め込み、通信すなわちデータ線路を、それらの回路基板の端子接続部から直接フィルタリングすることができ、それにより、より単純な製造要求を有しつつ、回路基板の面積要求が軽減され、さらに回路の全体サイズが縮小される。最後に、多数の実施形態の見直しから、必要な電気特性に応じて、あるいは、少なくとも１つの単一導電性同次類似ファラデー・ケージ構造を形成する共通導電電極プレート配列およびそれらの接続構造、および他の導電電極プレートから誘導される物理アーキテクチャにより、フィルタを使用しなければならないアプリケーションに応じて、形状、厚さまたはサイズを変化させることができることは明らかであろう。
【００８５】
本発明の主要な、好ましい実施形態および好ましい動作について、本明細書において詳細に説明したが、開示した特定の説明形態に限定されるものとして解釈してはならない。したがって、本明細書における好ましい実施形態に、特許請求の範囲の各クレームによって定義されている本発明の精神または範囲を逸脱することなく、様々な改変を加えることができることは、当分野の技術者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による多機能エネルギー調節器の分解斜視図である。
【図１Ａ】  図１に示す多機能エネルギー調節器の代替実施形態の分解斜視図である。
【図２】  より大型の電気システムに配置され、かつ、電圧が印加された物理アーキテクチャを示す回路図である。
【図３Ａ】  図１の多機能エネルギー調節器と従来技術によるコンデンサからなるフィルタとを比較した、信号周波数を関数とした挿入損失を示すコモン・モード雑音挿入損失比較グラフである。
【図３Ｂ】  図１の多機能エネルギー調節器と従来技術によるコンデンサからなるフィルタとを比較した、信号周波数を関数とした挿入損失を示す差動モード雑音挿入損失比較グラフである。
【図４】  コネクタ・アプリケーションに使用するための多重導体多機能エネルギー調節器の分解斜視図である。
【図５Ａ】  従来技術に見られる多重コンデンサ・エレメントの略図である。
【図５Ｂ】  図４の多機能エネルギー調節器の物理実施形態の略図である。
【図６Ａ】  多機能エネルギー調節器の表面実装チップ実施形態の斜視図である。
【図６Ｂ】  図６Ａの多機能エネルギー調節器の表面実装チップ実施形態の分解斜視図である。
【図７】  多機能エネルギー調節器の他の実施形態を備える個別薄膜プレートの分解斜視図である。
【図８Ａ】  電動機と共に使用するために構成された多機能エネルギー調節器の他の代替実施形態である電動機多機能エネルギー調節器実施形態の平面図である。
【図８Ｂ】  図８Ａの実施形態の側立面図である。
【図８Ｃ】  図８Ａの実施形態の断面の側立面図である。
【図８Ｄ】  図８Ａに示す多機能エネルギー調節器の物理実施形態を示す略図である。
【図９Ａ】  電動機に電気的、物理的に結合された接続実施形態の１つを利用した電動機多機能エネルギー調節器であって、電動機に結合された多機能エネルギー調節器の平面図である。
【図９Ｂ】  図９Ａの多機能エネルギー調節器の側立面図である。
【図９Ｃ】  標準フィルタを備えた電動機と、図８の差動モード・フィルタおよびコモン・モード・フィルタを備えた電動機に対して、周波数を関数とした放出レベルをｄＢｕＶ／ｍ単位で比較した対数グラフである。
【図１０Ａ】  遮蔽撚線対貫通多機能エネルギー調節器の平面図である。
【図１０Ｂ】  図１０Ａの遮蔽撚線対貫通多機能エネルギー調節器を備えた、概ね平行なエレメントの平面図である。
【図１０Ｃ】  差動雑音相殺を示す、遮蔽撚線対貫通多機能エネルギー調節器の略図である。
【図１０Ｄ】  差動雑音相殺を示す、遮蔽撚線対貫通多機能エネルギー調節器の他の略図である。
【図１０Ｅ】  コモン・モード雑音相殺を示す、遮蔽撚線対貫通多機能エネルギー調節器の略図である。
【図１０Ｆ】  コモン・モード雑音相殺を示す、遮蔽撚線対貫通多機能エネルギー調節器の他の略図である。
【図１１Ａ】  本発明による、バイパス構成中に配置される多機能エネルギー調節器の代替実施形態を構成する、共通導電電極遮蔽プレートおよび差動電極プレートの平面図である。
【図１１Ｂ】  多機能エネルギー調節器の複合平面図である。
【図１１Ｃ】  多機能エネルギー調節器の複合側立面図である。
【図１２Ａ】  本発明による、貫通構成中に配置される多機能エネルギー調節器の代替実施形態を構成する、共通導電電極遮蔽プレートおよび差動電極プレートの平面図である。
【図１２Ｂ】  多機能エネルギー調節器の複合平面図である。
【図１２Ｃ】  多機能エネルギー調節器の複合側立面図である。
【図１３Ａ】  本発明による、貫通構成中に配置される多機能エネルギー調節器の代替実施形態を構成する、共通導電電極遮蔽プレートおよび差動電極プレートの平面図である。
【図１３Ｂ】  多機能エネルギー調節器の複合平面図である。
【図１３Ｃ】  多機能エネルギー調節器の複合側立面図である。
【図１４Ａ】  本発明による、クロスオーバ貫通構成中に配置される多機能エネルギー調節器の代替実施形態を構成する、共通導電電極遮蔽プレートおよび差動電極プレートの平面図である。
【図１４Ｂ】  多機能エネルギー調節器の複合平面図である。
【図１４Ｃ】  多機能エネルギー調節器の複合側立面図である。
【図１５Ａ】  本発明による、追加共通遮蔽絶縁物を有するクロスオーバ貫通構成中に配置される多機能エネルギー調節器の代替実施形態を構成する、共通導電電極遮蔽プレートおよび差動電極プレートの平面図である。
【図１５Ｂ】  多機能エネルギー調節器の複合平面図である。
【図１５Ｃ】  多機能エネルギー調節器の複合側立面図である。
【図１６Ａ】  本発明による、クロスオーバ貫通構成中に配置される多機能エネルギー調節器の代替実施形態を構成する、共通導電電極遮蔽プレートおよび差動電極プレートの平面図である。
【図１６Ｂ】  多機能エネルギー調節器の複合平面図である。
【図１６Ｃ】  多機能エネルギー調節器の複合側立面図である。
【図１７Ａ】  本発明による、追加共通遮蔽絶縁物を有するバイパス構成中に配置される多機能エネルギー調節器の代替実施形態を構成する、共通導電電極遮蔽プレートおよび差動電極プレートの平面図である。
【図１７Ｂ】  多機能エネルギー調節器の複合平面図である。
【図１７Ｃ】  多機能エネルギー調節器の複合側立面図である。
【図１８Ａ】  本発明による、追加共通遮蔽絶縁物を有するバイパス構成中に配置される多機能エネルギー調節器の代替実施形態を構成する、共通導電電極遮蔽プレートおよび差動電極プレートの平面図である。
【図１８Ｂ】  多機能エネルギー調節器の複合平面図である。
【図１８Ｃ】  多機能エネルギー調節器の複合側立面図である。
【図１９】  差動電極プレートを含むファラデー・ケージ・アーキテクチャの一部を示すためのオフセットを示す、共通導電プレートを有する本発明による類似ファラデー遮蔽ケージの一部の平面図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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