本發(fā)明屬于電容器技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種可以消除電容器寄生參數(shù)的低通濾波電橋。

背景技術(shù)：

各類電容器因其具有同交流、隔直流的特性，廣泛用于交流、直流或脈動電路中做為濾波元件。隨著電子裝備不斷朝小型化方向發(fā)展，而小型化發(fā)展的特征之一是工作頻率越來越高，對電子元器件的工作頻率提出了更高的要求。為此，電容器制造行業(yè)一直在為不斷降低電容器的esr和esl做持續(xù)不斷的努力。由于受到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料和制造技術(shù)的限制，電容器寄生的esr和esl無法消除，尤其是電解電容器，其寄生參數(shù)較大，影響了其在高頻電路中的應(yīng)用，難以適應(yīng)高頻化的發(fā)展需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可以消除電容器寄生參數(shù)的低通濾波電橋，該低通濾波電橋利用電橋平衡原理，消除濾波電容器寄生參數(shù)esr和esl的影響，最大限度提高電容器濾波效果，解決了高寄生參數(shù)電容器不能適應(yīng)高頻化發(fā)展需求的問題。

本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種消除電容器寄生參數(shù)的低通濾波電橋，低通濾波電橋由電容器、電阻器和電感器組成，濾波電橋分為四個橋臂，橋臂1、橋臂2、橋臂3和橋臂4，其特征在于，橋臂1為濾波電容器c1，濾波電容器c1的等效電容量、寄生等效電阻和寄生等效電感分別為cs1、esr1和esl1；橋臂2由電阻器和電感器組成，其電阻值和電感量分別為r2和l2；橋臂3為濾波電容器c3，濾波電容器c3的等效電容量、寄生等效電阻和寄生等效電感分別為cs3、esr3和esl3；橋臂4由電阻器和電感器組成，其電阻值和電感量分別為r4和l4，待濾波信號u由橋臂1、橋臂2連接點和橋臂3、橋臂4連接點輸入，經(jīng)過濾波后的信號uab由橋臂1、橋臂4連接點和橋臂2、橋臂3連接點輸出到負(fù)載端；橋臂1和橋臂3上電容器c1和c2用于濾除高頻信號，橋臂2和橋臂4上的電阻器和電感器則分別用于消除電容器本身的寄生等效串聯(lián)電阻esr和寄生等效串聯(lián)電感esl；

所述的低通濾波電橋濾波電容器c1和c3其電參數(shù)相匹配，即cs1=cs3、esr1=esr3、esl1=esl3；

所述的低通濾波電橋橋臂2和橋臂4，其電阻值r2、r4和電感量l2、l4相匹配，即r2=r4，l2=l4；

所述的低通濾波電橋橋臂2和橋臂4的電阻值和電感量與橋臂1和橋臂3的寄生等效電阻和等效電感相匹配，即esr1=r2=esr3=r4，esl1=l2=esl3=l4；

所述的低通濾波電橋橋臂2和橋臂4的電阻值和電感量與橋臂1和橋臂3的寄生等效電阻和等效電感具有相同的溫度系數(shù)。

所述的低通濾波電橋濾波電容器可以是鋁電容器、鉭電容器、鈮電容器，也可以是薄膜電容器、陶瓷電容器，或者是其它需要消除器寄生參數(shù)的任何類型濾波電容器。

所述的低通濾波電橋可以把所需的電容器、電阻器和電感器制作成一個獨(dú)立的濾波器元件，也可以按電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)把所需的電容器、電阻器和電感器直接安裝在電路板上實現(xiàn)電橋濾波功能。

所述低通濾波電橋可以由一級或多級低通濾波電橋組成，為了獲得更優(yōu)的濾波效果，各級低通濾波電橋其特性可以是相同的，也可以是不相同的。

所述的低通濾波電橋，用于電源濾波電路，或信號處理電路。

所述的低通濾波電橋，橋臂2和橋臂4中電阻器的電阻值可以為偏離濾波電容器寄生等效串聯(lián)電阻值的任何值。

所述低通濾波電橋，橋臂2和橋臂4中電感器的電感量可以為偏離濾波電容器寄生等效串聯(lián)電感量的任何值。

所述的低通濾波電橋，可以通過選取濾波電容器的電容量，獲得所需濾波特性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明利用電橋平衡原理，引入與電容器寄生參數(shù)相同的橋臂，消除電容器寄生參數(shù)影響，利用電路的方法克服現(xiàn)有電容器因結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料等帶來寄生缺陷，提高電容器的高頻性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，具有設(shè)計新穎、使用簡單、效果明顯的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的實施例電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖中標(biāo)記：c1-濾波電容器，c3-濾波電容器，cs1-濾波電容器等效電容，cs3-濾波電容器等效電容，esr1-濾波電容器等效串聯(lián)電阻，esr3-濾波電容器等效串聯(lián)電阻，esl1-濾波電容器等效串聯(lián)電感，esl2-濾波電容器等效串聯(lián)電感，r2-橋臂電阻，r4-橋臂電阻，l2-橋臂電感，l4-橋臂電感，uab-低通濾波電橋輸出信號，u-低通濾波電橋輸入信號。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種消除電容器寄生參數(shù)的低通濾波電橋具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

如圖1所示，一種消除電容器寄生參數(shù)的低通濾波電橋，包括橋臂1、橋臂2、橋臂3和橋臂4，其中：橋臂1為濾波電容器c1，濾波電容器c1的等效電容量、寄生等效電阻和寄生等效電感分別為cs1、esr1和esl1；橋臂2由電阻器和電感器組成，其電阻值和電感量分別為r2和l2；橋臂3為濾波電容器c3，濾波電容器c3的等效電容量、寄生等效電阻和寄生等效電感分別為cs3、esr3和esl3；橋臂4由電阻器和電感器組成，其電阻值和電感量分別為r4和l4。

如圖1所示的低通濾波電橋，待濾波信號u由橋臂1、橋臂2連接點和橋臂3、橋臂4連接點輸入，經(jīng)過濾波后的信號uab由橋臂1、橋臂4連接點和橋臂2、橋臂3連接點輸出到負(fù)載端。

如圖1所述的低通濾波電橋，當(dāng)取cs1=cs3、esr1=r2=esr3=r4及esl1=l2=esl3=l4時，信號頻率很低時（如直流電壓），濾波電容器的容抗趨于無窮大，根據(jù)電橋平衡原理，電橋處于非平衡狀態(tài)，輸出uab無限接近輸入u，即輸入信號頻率越低，對輸出信號幅度的衰減越小。

如圖1所述的低通濾波電橋，當(dāng)取cs1=cs3、esr1=r2=esr3=r4及esl1=l2=esl3=l4時，隨著信號頻率的升高，濾波電容器的容抗不斷變小，根據(jù)電橋平衡原理，電橋趨向于平衡，輸出uab也不斷趨于零，即輸入信號頻率越高，輸出信號幅度越小，達(dá)到抑制高頻信號的目的。

實施例，如圖2所述的低通濾波電橋，其輸入為u為直流供電電源，經(jīng)過濾波電橋給電機(jī)驅(qū)動器供電，最終負(fù)載為電機(jī)。直流供電電源u同時還為其它負(fù)載供電。濾波電容器c1和c2選用有引線鉭電解電容器，其電容量為1000μf，esl為15nh，esr為0.15ω，則橋臂2和橋臂4的電感器和電阻器其值分別為15nh、0.15ω。

如圖2所述的低通濾波電橋，當(dāng)供電總線因其它負(fù)載工作出現(xiàn)高頻干擾時，低通濾波電橋可以將這些高頻干擾濾除，從而不影響電機(jī)驅(qū)動器正常工作。

如圖2所述的低通濾波電橋，根據(jù)濾波電橋的對稱性，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動器工作時會導(dǎo)致電源總線出現(xiàn)高頻干擾，而低通濾波電橋可以將這些高頻干擾濾除，從而不影響電源總線上其它負(fù)載的正常運(yùn)行。

本發(fā)明通過電橋式連接方法，將電容器本身寄生的esr和esl通過橋臂上的電阻器和電感器抵消，從而降低或消除電容器本身寄生參數(shù)的影響，提高電容器的上限工作頻率。本發(fā)明可以極大程度地消除電容器本身因材料和結(jié)構(gòu)等因素引入的esr和esl對濾波效果的影響，提高電容器的高頻性能，具有使用簡單、效果明顯的特點。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。