[发明专利]滤波元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波元件及其制造方法，特别是涉及一种可以同时具有滤除共模噪声与差模噪声的滤波元件及其制造方法。

背景技术

现今人们使用电器非常频繁，而运用电器不免会使用到电源，才能使其电器正常运作。但是，由于电器在使用交流电源时，可能会因为电源供应、高频变压器或是其它元件的寄生电容或是杂散电容的运作，使得由交流电源所供应的电流中，常会夹带着噪声电流，这即是电磁干扰现象。

一般而言，使用交流电源会产生的噪声包括差模噪声(differential modenoise)以及共模噪声(common mode noise)，而EMI滤波电路可作为电源抗电磁辐射的第一道防线，主要是由扼流线圈(choke coil)和电容器(capacitor)组成，扼流线圈的作用为抑制噪声产生或进入电子仪器或设备中。请参照图1A，其是美国公告号第4,587,507号发明专利的铁芯的示意图。在图1A中，现有的扼流线圈的铁芯1是由非晶质金属合金(amorphous metallic alloy)薄带所构成。由于非晶质金属合金的使用频率通常低于100千赫兹(kHz)，且其耐DC-bias特性也较差，因而在铁芯1中设计一气隙(air gap)2，以企图改善耐DC-bias特性较差的缺点。但此做法却会大幅度降低扼流线圈的初导磁率(initial permeability)。

请参照图1B，其是美国公告号第6,456,182号发明专利的铁芯的示意图。为了要消除共模噪声，美国公告号第6,456,182号发明专利中所揭露的方式是利用三个独立的铁芯11a、11b、11c组合以成为一用来消除共模噪声的扼流线圈。铁芯11a、11b、11c的材质为氧化磁性物质，在铁芯与铁芯中间以绝缘材料或黏胶隔开，利用三个独立的铁芯11a、11b、11c的尺寸共振现象，可以使其操作频率延伸至10MHz，使得噪声在10kHz到10MHz皆可以被有效消减。然而，此种使用三个铁芯堆叠在一起的方式，将使得扼流线圈的整体高度增加，不利于微小化的趋势。此外，此种扼流线圈只能用来消除共模噪声，并无法消除差模噪声。

请参照图1C，其是美国公告号第5,581,224号发明专利的铁芯的示意图。为了能够具有同时消除共模噪声与差模噪声，美国公告号第5,581,224号发明专利中揭露一种扼流线圈，其主要是由两独立的铁芯，分别是位于外围的铁芯111与位于内部的铁芯114组成，并缠绕绕线18后而成。铁芯111的材质为磁性铁氧体(ferrite)或非晶质物质，而铁芯114为一低导磁率的粉末铁芯(dust core)，在铁芯111和114中间以绝缘材质隔开。利用铁芯111的高导磁率的特性来滤除共模噪声，并利用铁芯114的低导磁率的特性来滤除部分的差模噪声，然而，此种摆设两独立铁芯的方式，将使得整个扼流线圈所占的面积相当大，而不利于微小化。且由于必须在两独立铁芯之间涂布一绝缘材质来将其两者隔开，不仅增加材料成本，且此种结构需人工组装，消耗工时。再者，由于铁芯极易产生漏感而影响周遭的元件，且铁芯本身也很容易受到周遭磁场的影响，使得元件特性不稳定。

因此，要如何制作同时能够用来有效消除共模噪声和差模噪声的扼流线圈，且能在经济成本的考虑下，符合整体体积微小化的趋势，正是此领域人士亟需研究的方向。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明提出一种滤波元件及其制造方法，能够同时有效消除共模噪声和差模噪声，并有效提高滤波效果。另外，由于能够在同一滤波元件中就能具备消除差模和共模的噪声，进而能够有效降低成本及其所占的体积。

根据本发明的目的，提出一种滤波元件，包括一共模滤波件、一第二铁芯以及一成型用容器。共模滤波件包括一第一铁芯与至少一绕线，且绕线环绕于第一铁芯外部。第二铁芯完整包覆于共模滤波件外。其中共模滤波件与第二铁芯皆位于成型用容器中，且第一铁芯与第二铁芯分别具有相异的初导磁率值(μ)。

根据本发明的另一目的，另提出一种滤波元件的制造方法，包括：提供一共模滤波件，包括一第一铁芯与至少一绕线，且绕线环绕于第一铁芯外部；将共模滤波件置入一成型用容器中；倒入一磁性浆料于成型用容器中并填满成型用容器；以及进行一固化(curing)程序；其中，在固化程序后磁性浆料即形成一第二铁芯并完整包覆于共模滤波件外，且第一铁芯与第二铁芯分别具有相异的初导磁率值(μ)。