[发明专利]电磁干扰抑制组件

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。

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)]。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

EMI抑制组件可以充当Y电容器。

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。

EMI抑制组件可以充当X电容器。