JPH10271681A - マトリクス・フィルタを含む電力分配システム - Google Patents
マトリクス・フィルタを含む電力分配システムInfo
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- JPH10271681A JPH10271681A JP9339222A JP33922297A JPH10271681A JP H10271681 A JPH10271681 A JP H10271681A JP 9339222 A JP9339222 A JP 9339222A JP 33922297 A JP33922297 A JP 33922297A JP H10271681 A JPH10271681 A JP H10271681A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from AC input or output
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マトリクス・フィルタを含む低ノイズ電力分
配システムを提供する。 【解決手段】 調整入力電圧を多数の出力電圧に変換し
て、それぞれ一対の出力母線（３０，３１）から送り出
す電力変換器（１２）、各変換器出力に結合され、交互
配置して相互接続したコンデンサ（３２）およびインダ
クタ（３４）のアレイを有し、コンデンサが第１の平面
内で出力母線と交互配置され、インダクタが第１の平面
と直交する第２の平面内で、これらのインダクタの間に
位置するコンデンサおよび出力母線と整列している出力
マトリクス・フィルタ（１４）、各出力マトリクス・フ
ィルタからの電力を負荷に分配する分配母線（２０）、
並びに各負荷（１８）に付設され、交互配置して相互接
続したコンデンサおよびインダクタのアレイを有し、出
力母線が垂直方向に積み重ねられ、該出力母線の１つに
インダクタのコアを受け入れる溝孔（３６）が形成され
ている局部マトリクス・フィルタを含む。
配システムを提供する。 【解決手段】 調整入力電圧を多数の出力電圧に変換し
て、それぞれ一対の出力母線（３０，３１）から送り出
す電力変換器（１２）、各変換器出力に結合され、交互
配置して相互接続したコンデンサ（３２）およびインダ
クタ（３４）のアレイを有し、コンデンサが第１の平面
内で出力母線と交互配置され、インダクタが第１の平面
と直交する第２の平面内で、これらのインダクタの間に
位置するコンデンサおよび出力母線と整列している出力
マトリクス・フィルタ（１４）、各出力マトリクス・フ
ィルタからの電力を負荷に分配する分配母線（２０）、
並びに各負荷（１８）に付設され、交互配置して相互接
続したコンデンサおよびインダクタのアレイを有し、出
力母線が垂直方向に積み重ねられ、該出力母線の１つに
インダクタのコアを受け入れる溝孔（３６）が形成され
ている局部マトリクス・フィルタを含む。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に電子式フィル
タに関するものであり、更に詳しくは低ノイズ電力分配
システム中のフィルタとして有用なコンデンサおよびイ
ンダクタのアレイ（配列）に関するものである。
タに関するものであり、更に詳しくは低ノイズ電力分配
システム中のフィルタとして有用なコンデンサおよびイ
ンダクタのアレイ（配列）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】受動フィルタにおいてコンデンサおよび
インダクタは重要な構成部品である。実際の用途におい
て、コンデンサおよびインダクタは関連した寄生インピ
ーダンスを持つ。すなわち、コンデンサは等価直列イン
ダクタンスおよび等価直列抵抗を持ち、インダクタは等
価直列抵抗および関連する並列容量を持つ。これらの寄
生成分は、その大部分がフィルタ構成部品を相互接続す
るのに伴って生じるものであり、フィルタの達成しうる
減衰量を制限する。従って、残念なことに、従来のフィ
ルタ技術は、例えば最新の計算−信号処理システム、位
相調整アレイ・レーダおよびポータブル通信システムに
おける様な電力分配システムには適していない。
インダクタは重要な構成部品である。実際の用途におい
て、コンデンサおよびインダクタは関連した寄生インピ
ーダンスを持つ。すなわち、コンデンサは等価直列イン
ダクタンスおよび等価直列抵抗を持ち、インダクタは等
価直列抵抗および関連する並列容量を持つ。これらの寄
生成分は、その大部分がフィルタ構成部品を相互接続す
るのに伴って生じるものであり、フィルタの達成しうる
減衰量を制限する。従って、残念なことに、従来のフィ
ルタ技術は、例えば最新の計算−信号処理システム、位
相調整アレイ・レーダおよびポータブル通信システムに
おける様な電力分配システムには適していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、電力分配シス
テムに使用するためのほぼ理想的なフィルタを提供し
て、電力分配母線中のノイズを最小にし且つシステムの
モジュール間のクロストークを最小にすることが望まし
い。更に、ほぼ理想的な同相モードおよび差動モード両
方向フィルタを提供することも望ましい。更にまた、適
切な電力母線構成および電力分配によって伝導および放
射ノイズを低減することも望ましい。
テムに使用するためのほぼ理想的なフィルタを提供し
て、電力分配母線中のノイズを最小にし且つシステムの
モジュール間のクロストークを最小にすることが望まし
い。更に、ほぼ理想的な同相モードおよび差動モード両
方向フィルタを提供することも望ましい。更にまた、適
切な電力母線構成および電力分配によって伝導および放
射ノイズを低減することも望ましい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、高密度
相互接続（ＨＤＩ）構造中に交互配置して相互接続した
コンデンサおよびインダクタのアレイ（配列）を有し、
ほぼ理想的な性能が達成されるように、すなわちこれら
の構成部品の相互接続に関連して生じるコンデンサ寄生
成分（等価直列インダクタンスおよび抵抗）並びにイン
ダクタ寄生成分（並列容量および直列抵抗）が最小にな
るようにしたマトリクス・フィルタが提供される。従来
のフィルタと比べて、本発明によるマトリクス・フィル
タは高周波ノイズの減衰を改善する。更に、マトリクス
・フィルタは両方向であり、関連する電力変換器のスイ
ッチング・ノイズを減衰し且つディジタル負荷によって
発生されるノイズを減衰することによって異なる負荷モ
ジュールを隔離し易くする。このようなマトリクス・フ
ィルタは、低ノイズ電力分配システムにおいて、電力分
配母線に沿って分布した電力変換器の出力に使用するの
に有効であり、またノイズに敏感な負荷モジュールに対
する局部的なエントリ点または負荷モジュール内の局部
的なエントリ点に使用するのに有効である。
相互接続（ＨＤＩ）構造中に交互配置して相互接続した
コンデンサおよびインダクタのアレイ（配列）を有し、
ほぼ理想的な性能が達成されるように、すなわちこれら
の構成部品の相互接続に関連して生じるコンデンサ寄生
成分（等価直列インダクタンスおよび抵抗）並びにイン
ダクタ寄生成分（並列容量および直列抵抗）が最小にな
るようにしたマトリクス・フィルタが提供される。従来
のフィルタと比べて、本発明によるマトリクス・フィル
タは高周波ノイズの減衰を改善する。更に、マトリクス
・フィルタは両方向であり、関連する電力変換器のスイ
ッチング・ノイズを減衰し且つディジタル負荷によって
発生されるノイズを減衰することによって異なる負荷モ
ジュールを隔離し易くする。このようなマトリクス・フ
ィルタは、低ノイズ電力分配システムにおいて、電力分
配母線に沿って分布した電力変換器の出力に使用するの
に有効であり、またノイズに敏感な負荷モジュールに対
する局部的なエントリ点または負荷モジュール内の局部
的なエントリ点に使用するのに有効である。
【０００５】本発明の一態様では電力分配システムが提
供される。該電力分配システムは、調整された入力電圧
を多数の出力電圧に変換し、各々のの出力電圧を関連す
る一対の変換器出力母線から送り出す電力変換器、およ
びこの電力変換器の各々の出力に結合されていて、各々
がコンデンサおよびインダクタの寄生効果が最小になる
ように交互配置して相互接続したコンデンサおよびイン
ダクタより成るアレイを有する両方向フィルタで構成さ
れている出力マトリクス・フィルタを含む。出力マトリ
クス・フィルタのコンデンサは第１の平面内で変換器出
力母線と交互配置され、インダクタは前記第１の平面と
直交する第２の平面内で、これらのインダクタの間に位
置するコンデンサおよび変換器出力母線と整列してい
る。電力分配システムは更に、各々の出力マトリクス・
フィルタに結合されて、各々の出力マトリクス・フィル
タからの電力を負荷に分配する分配母線、並びに各々の
負荷に付設されていて、コンデンサおよびインダクタの
寄生効果が最小になるように交互配置して相互接続した
コンデンサおよびインダクタより成るアレイを有する局
部マトリクス・フィルタであって、変換器出力母線が垂
直方向に積み重ねられ、該変換器出力母線の１つにイン
ダクタのコアを受け入れる溝孔が形成されている局部マ
トリクス・フィルタを含む。本発明の別の態様では、電
力母線に接続するためのマトリクス・フィルタが提供さ
れる。該マトリクス・フィルタは、コンデンサおよびイ
ンダクタの寄生効果が最小になるように交互配置して相
互接続したコンデンサおよびインダクタより成るアレイ
を有する両方向フィルタで構成され、コンデンサが第１
の平面内で電力母線と交互配置され、インダクタが前記
第１の平面と直交する第２の平面内で、これらのインダ
クタの間に位置するコンデンサおよび電力母線と整列し
ている。本発明の更に別の態様では、電力母線に接続す
るためのマトリクス・フィルタが、コンデンサおよびイ
ンダクタの寄生効果が最小になるように交互配置して相
互接続したコンデンサおよびインダクタより成るアレイ
を有し、電力母線は垂直方向に積み重ねられ、インダク
タは変電力母線の１つに形成された溝孔に配置されたコ
アを有する。
供される。該電力分配システムは、調整された入力電圧
を多数の出力電圧に変換し、各々のの出力電圧を関連す
る一対の変換器出力母線から送り出す電力変換器、およ
びこの電力変換器の各々の出力に結合されていて、各々
がコンデンサおよびインダクタの寄生効果が最小になる
ように交互配置して相互接続したコンデンサおよびイン
ダクタより成るアレイを有する両方向フィルタで構成さ
れている出力マトリクス・フィルタを含む。出力マトリ
クス・フィルタのコンデンサは第１の平面内で変換器出
力母線と交互配置され、インダクタは前記第１の平面と
直交する第２の平面内で、これらのインダクタの間に位
置するコンデンサおよび変換器出力母線と整列してい
る。電力分配システムは更に、各々の出力マトリクス・
フィルタに結合されて、各々の出力マトリクス・フィル
タからの電力を負荷に分配する分配母線、並びに各々の
負荷に付設されていて、コンデンサおよびインダクタの
寄生効果が最小になるように交互配置して相互接続した
コンデンサおよびインダクタより成るアレイを有する局
部マトリクス・フィルタであって、変換器出力母線が垂
直方向に積み重ねられ、該変換器出力母線の１つにイン
ダクタのコアを受け入れる溝孔が形成されている局部マ
トリクス・フィルタを含む。本発明の別の態様では、電
力母線に接続するためのマトリクス・フィルタが提供さ
れる。該マトリクス・フィルタは、コンデンサおよびイ
ンダクタの寄生効果が最小になるように交互配置して相
互接続したコンデンサおよびインダクタより成るアレイ
を有する両方向フィルタで構成され、コンデンサが第１
の平面内で電力母線と交互配置され、インダクタが前記
第１の平面と直交する第２の平面内で、これらのインダ
クタの間に位置するコンデンサおよび電力母線と整列し
ている。本発明の更に別の態様では、電力母線に接続す
るためのマトリクス・フィルタが、コンデンサおよびイ
ンダクタの寄生効果が最小になるように交互配置して相
互接続したコンデンサおよびインダクタより成るアレイ
を有し、電力母線は垂直方向に積み重ねられ、インダク
タは変電力母線の１つに形成された溝孔に配置されたコ
アを有する。
【０００６】本発明の新規と考えられる特徴は特許請求
の範囲に具体的に記載してあるが、本発明自体の構成、
作用並びにその他の目的および利点は、添付の図面を参
照した以下の説明から最も良く理解されよう。
の範囲に具体的に記載してあるが、本発明自体の構成、
作用並びにその他の目的および利点は、添付の図面を参
照した以下の説明から最も良く理解されよう。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明による低ノイズの電
力分配システム１０を示す。電力分配システム１０は高
密度多出力直流−直流電力変換器１２を含み、電力変換
器１２は調整直流源から電力を受ける。直流−直流電力
変換器の機能は、調整された入力電圧（例えば、４８ボ
ルト）を、リップルの小さい、低ノイズの、厳密な調整
度の多数の出力電圧（例えば、直流５ボルトおよび３．
３ボルト）に変換することである。ノイズに敏感なシス
テム内の重要なモジュール負荷（例えば、高増幅率の敏
感な無線周波増幅器）の場合、電源装置のノイズをマイ
クロボルトの範囲内に低下させることが必要である。ノ
イズの２つの主な源は、電源装置と、論理レベルを切り
換えるときにエネルギ・パルスを必要とする高速ディジ
タル回路のような隣接する負荷である。本発明に従って
ノイズを非常に大きく減衰させるために、出力マトリク
ス・フィルタ１４が電力変換器１２の各々の出力に利用
され、且つ局部マトリクス・フィルタ１６が各々の負荷
１８近くのエントリ点に利用される。例として、電力変
換器１２は３つの出力を有し、各々の出力がその関連す
る出力マトリクス・フィルタ１４に結合されるように図
示されている。電力は低ノイズの分配母線２０を介して
負荷１８へ分配される。
力分配システム１０を示す。電力分配システム１０は高
密度多出力直流−直流電力変換器１２を含み、電力変換
器１２は調整直流源から電力を受ける。直流−直流電力
変換器の機能は、調整された入力電圧（例えば、４８ボ
ルト）を、リップルの小さい、低ノイズの、厳密な調整
度の多数の出力電圧（例えば、直流５ボルトおよび３．
３ボルト）に変換することである。ノイズに敏感なシス
テム内の重要なモジュール負荷（例えば、高増幅率の敏
感な無線周波増幅器）の場合、電源装置のノイズをマイ
クロボルトの範囲内に低下させることが必要である。ノ
イズの２つの主な源は、電源装置と、論理レベルを切り
換えるときにエネルギ・パルスを必要とする高速ディジ
タル回路のような隣接する負荷である。本発明に従って
ノイズを非常に大きく減衰させるために、出力マトリク
ス・フィルタ１４が電力変換器１２の各々の出力に利用
され、且つ局部マトリクス・フィルタ１６が各々の負荷
１８近くのエントリ点に利用される。例として、電力変
換器１２は３つの出力を有し、各々の出力がその関連す
る出力マトリクス・フィルタ１４に結合されるように図
示されている。電力は低ノイズの分配母線２０を介して
負荷１８へ分配される。
【０００８】図２は、電力変換器の出力に使用するため
の同相モード／差動モードのローパス・マトリクス・フ
ィルタ１４のＨＤＩ構造の実施態様を示す。図３は、図
２のフィルタの概略回路図である。ＨＤＩ構造は、１９
９２年１１月３日発行の米国特許第５，１６１，０９３
号明細書に記載されている。ＨＤＩ構造は、例えば厚さ
１０ミル程度のアルミナのようなセラミック基板、およ
びセラミック基板上で１つまたは複数の空洞内に配置さ
れて相互接続された複数の半導体チップを有する。ＨＤ
Ｉ構造の空洞は、例えば超音波またはレーザ加工により
調製される。ゼネラル・エレクトリック・カンパニイか
ら商品名「ＵＬＴＥＭ６０００」で入手出来るポリエー
テルイミド樹脂のような熱可塑性接着剤層が、空洞の底
に配置される。種々の構成部品が空洞内の所望の箇所に
配置される。次いで、構造を約３００゜Ｃまで、すなわ
ち接着剤の軟化点より高い温度まで加熱してから、冷却
することにより、個々の構成部品が基板に熱可塑性樹脂
により結合される。その後、イーアイ・デュポン・デ・
ネモアーズ・アンド・カンパニイ（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏ
ｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ）から商標名「カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）」で販売さ
れているポリイミド・フィルムが、複数ののチップの頂
部にわたって被せられる。バイア（ｖｉａ）がレーザ穿
孔等によって設けられ、メタライズ層がポリイミド・フ
ィルムの上に堆積されて、バイアの中へ延在し、これに
より電子部品上のコンタクト・パッドに電気接触する。
メタライズ層はその堆積中に個々の導体を形成するよう
にパターン形成誌、或いは連続層として堆積した後でホ
トレジストおよびエッチングによりパターン形成するこ
とが出来る。またチップ間の全ての所望の電気接続を行
うために必要なだけ付加的な誘電体層およびメタライズ
層が設けられる。
の同相モード／差動モードのローパス・マトリクス・フ
ィルタ１４のＨＤＩ構造の実施態様を示す。図３は、図
２のフィルタの概略回路図である。ＨＤＩ構造は、１９
９２年１１月３日発行の米国特許第５，１６１，０９３
号明細書に記載されている。ＨＤＩ構造は、例えば厚さ
１０ミル程度のアルミナのようなセラミック基板、およ
びセラミック基板上で１つまたは複数の空洞内に配置さ
れて相互接続された複数の半導体チップを有する。ＨＤ
Ｉ構造の空洞は、例えば超音波またはレーザ加工により
調製される。ゼネラル・エレクトリック・カンパニイか
ら商品名「ＵＬＴＥＭ６０００」で入手出来るポリエー
テルイミド樹脂のような熱可塑性接着剤層が、空洞の底
に配置される。種々の構成部品が空洞内の所望の箇所に
配置される。次いで、構造を約３００゜Ｃまで、すなわ
ち接着剤の軟化点より高い温度まで加熱してから、冷却
することにより、個々の構成部品が基板に熱可塑性樹脂
により結合される。その後、イーアイ・デュポン・デ・
ネモアーズ・アンド・カンパニイ（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏ
ｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ）から商標名「カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）」で販売さ
れているポリイミド・フィルムが、複数ののチップの頂
部にわたって被せられる。バイア（ｖｉａ）がレーザ穿
孔等によって設けられ、メタライズ層がポリイミド・フ
ィルムの上に堆積されて、バイアの中へ延在し、これに
より電子部品上のコンタクト・パッドに電気接触する。
メタライズ層はその堆積中に個々の導体を形成するよう
にパターン形成誌、或いは連続層として堆積した後でホ
トレジストおよびエッチングによりパターン形成するこ
とが出来る。またチップ間の全ての所望の電気接続を行
うために必要なだけ付加的な誘電体層およびメタライズ
層が設けられる。
【０００９】図２に示されるように、電力変換器の母線
３０および３１が水平面内に交互配置され、これにより
数個のコンデンサ３２を、等価直列抵抗が低く且つ等価
直列インダクタンスが低くなるように交互配置形式で並
列にアレイ内に「スティッチ結合（ｓｔｉｔｃｈｉｎ
ｇ）」することが出来る。インダクタは２つの薄いフェ
ライト・コアの板３４の間に母線を挟むことによって具
現でき、これにより寄生巻線間容量すなわち寄生並列容
量がの実質的に１ターン（巻回数が１）のインダクタが
得られる。このようなインダクタの構成は、両方の母線
３０および３１が同じフェライト・コアによって囲まれ
ているので、電力変換器の出力での同相モードおよび差
動モードの両方のノイズを除去するように作用する。図
２および３に示すマトリクス・フィルタが両方向であ
り、電源装置および負荷を互いから隔離する。
３０および３１が水平面内に交互配置され、これにより
数個のコンデンサ３２を、等価直列抵抗が低く且つ等価
直列インダクタンスが低くなるように交互配置形式で並
列にアレイ内に「スティッチ結合（ｓｔｉｔｃｈｉｎ
ｇ）」することが出来る。インダクタは２つの薄いフェ
ライト・コアの板３４の間に母線を挟むことによって具
現でき、これにより寄生巻線間容量すなわち寄生並列容
量がの実質的に１ターン（巻回数が１）のインダクタが
得られる。このようなインダクタの構成は、両方の母線
３０および３１が同じフェライト・コアによって囲まれ
ているので、電力変換器の出力での同相モードおよび差
動モードの両方のノイズを除去するように作用する。図
２および３に示すマトリクス・フィルタが両方向であ
り、電源装置および負荷を互いから隔離する。
【００１０】図４は、差動モードの専用の局部マトリク
ス・フィルタのＨＤＩ構造の実施態様を示し、これは電
源装置のノイズを更に減衰させるため並びに異なる負荷
設け間のクロストークを最小にするために電源装置の出
力またはノイズが重要な負荷の近くに使用することが出
来る。図示のように、正の母線３０および戻り母線３１
が放射ノイズを最小にするように交互配置で垂直方向に
積み重ねられる。戻り母線３１はフェライト・コアによ
って囲まれていない。このため、母線３１の導体を幅広
くして、そこに溝孔３６が形成される。この構成は、低
インピーダンスの信号接地経路を提供することにより負
荷モジュール間の過渡応答を改善する。すなわち、戻り
電流がフェライト・コアを通って流れない。（上記の構
成の代わりに、溝孔を正の母線に形成することも出来
る）。更に、コンデンサおよびインダクタはマトリクス
状に配列されて、寄生成分の小さいフィルタを提供す
る。
ス・フィルタのＨＤＩ構造の実施態様を示し、これは電
源装置のノイズを更に減衰させるため並びに異なる負荷
設け間のクロストークを最小にするために電源装置の出
力またはノイズが重要な負荷の近くに使用することが出
来る。図示のように、正の母線３０および戻り母線３１
が放射ノイズを最小にするように交互配置で垂直方向に
積み重ねられる。戻り母線３１はフェライト・コアによ
って囲まれていない。このため、母線３１の導体を幅広
くして、そこに溝孔３６が形成される。この構成は、低
インピーダンスの信号接地経路を提供することにより負
荷モジュール間の過渡応答を改善する。すなわち、戻り
電流がフェライト・コアを通って流れない。（上記の構
成の代わりに、溝孔を正の母線に形成することも出来
る）。更に、コンデンサおよびインダクタはマトリクス
状に配列されて、寄生成分の小さいフィルタを提供す
る。
【００１１】図６は、従来のフィルタとＨＤＩパッケー
ジングに交互配置接続を使用して低レベルの寄生成分を
達成した図４のマトリクス・フィルタとの減衰特性のシ
ミュレーションの結果を示す。例として、図４および５
に示されるＨＤＩマトリクス・フィルタは従来のフィル
タと比べて高い周波数において減衰量を５０ｄＢ以上改
善することが出来る。マトリクス・フィルタに使用され
る大きさの小さい個別のコンデンサでも幾分かの等価直
列抵抗を有するが、それは単一の大きなコンデンサの場
合よりも遥かに小さい。更に、本発明のマトリクス・フ
ィルタ内の大きさの小さいコンデンサは、ほぼ理想的で
ある、すなわち非常に低い等価直列抵抗および非常に低
い等価直列インダクタンスを持つ高い容量を達成するた
めに、図２および３並びに図４および５に示されるよう
な低インダクタンス構成で並列に配置される。
ジングに交互配置接続を使用して低レベルの寄生成分を
達成した図４のマトリクス・フィルタとの減衰特性のシ
ミュレーションの結果を示す。例として、図４および５
に示されるＨＤＩマトリクス・フィルタは従来のフィル
タと比べて高い周波数において減衰量を５０ｄＢ以上改
善することが出来る。マトリクス・フィルタに使用され
る大きさの小さい個別のコンデンサでも幾分かの等価直
列抵抗を有するが、それは単一の大きなコンデンサの場
合よりも遥かに小さい。更に、本発明のマトリクス・フ
ィルタ内の大きさの小さいコンデンサは、ほぼ理想的で
ある、すなわち非常に低い等価直列抵抗および非常に低
い等価直列インダクタンスを持つ高い容量を達成するた
めに、図２および３並びに図４および５に示されるよう
な低インダクタンス構成で並列に配置される。
【００１２】図４乃至６は２段のフィルタを示している
が、当業者には図示のフィルタまたはその変形の一段部
分を多数使用して多段フィルタを具現し得ることは明ら
かであろう。非常に低いノイズ・レベルを必要とする負
荷の場合、専用の局部マトリクス・フィルタの後に線形
調整器を使用することが出来る。このようなマトリクス
・フィルタはまた、分配母線に沿って分布させて、出力
フィルタおよび局部フィルタの両方の大きさを最小にす
ることが出来る。電源母線および信号線は異なるＨＤＩ
層上に配置し且つ接地面によって分離して更なる遮蔽を
行うことにより、異なる負荷モジュール間のクロストー
クを最小にすることが出来る。更に、単一点接地を使用
して電力分配システムの戻り母線を接続することによ
り、共通接地クロストークを最小にすることが出来る。
が、当業者には図示のフィルタまたはその変形の一段部
分を多数使用して多段フィルタを具現し得ることは明ら
かであろう。非常に低いノイズ・レベルを必要とする負
荷の場合、専用の局部マトリクス・フィルタの後に線形
調整器を使用することが出来る。このようなマトリクス
・フィルタはまた、分配母線に沿って分布させて、出力
フィルタおよび局部フィルタの両方の大きさを最小にす
ることが出来る。電源母線および信号線は異なるＨＤＩ
層上に配置し且つ接地面によって分離して更なる遮蔽を
行うことにより、異なる負荷モジュール間のクロストー
クを最小にすることが出来る。更に、単一点接地を使用
して電力分配システムの戻り母線を接続することによ
り、共通接地クロストークを最小にすることが出来る。
【００１３】本発明に従って交互配置して相互接続した
（単一の大きなコンデンサと比べて）多数の小さいコン
デンサおよびインダクタのアレイを有するマトリクス・
フィルタは、高ノイズ減衰を達成する同相モード・フィ
ルタおよび差動モード・フィルタの一方または両方とし
て使用して、低ノイズ電力分配システムを達成すること
が出来る。このようなフィルタは独立型のフィルタとし
て、或いは負荷モジュールまたは電源装置モジュールの
中への組込み型のフィルタとして製造することが出来
る。或いはまた、このようなマトリクス・フィルタは他
のモジュールを受け入れる回路基板に直接に組み込み、
または電力分配母線中に直接に作製することが出来る。
（単一の大きなコンデンサと比べて）多数の小さいコン
デンサおよびインダクタのアレイを有するマトリクス・
フィルタは、高ノイズ減衰を達成する同相モード・フィ
ルタおよび差動モード・フィルタの一方または両方とし
て使用して、低ノイズ電力分配システムを達成すること
が出来る。このようなフィルタは独立型のフィルタとし
て、或いは負荷モジュールまたは電源装置モジュールの
中への組込み型のフィルタとして製造することが出来
る。或いはまた、このようなマトリクス・フィルタは他
のモジュールを受け入れる回路基板に直接に組み込み、
または電力分配母線中に直接に作製することが出来る。
【００１４】本発明の好ましい実施態様を図示し説明し
たが、この様な実施態様は例として示されたものである
ことは明らかであろう。当業者には本発明の範囲内で種
々の変形、変更および置換をなし得よう。従って、本発
明は請求の範囲に記載の精神および範囲によって定めら
れるものと意図されている。
たが、この様な実施態様は例として示されたものである
ことは明らかであろう。当業者には本発明の範囲内で種
々の変形、変更および置換をなし得よう。従って、本発
明は請求の範囲に記載の精神および範囲によって定めら
れるものと意図されている。
【図１】本発明に従った低ノイズ電力分配方式のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明によるローパス・マトリクス・フィルタ
のＨＤＩ構造の実施態様を示す斜視図である。
のＨＤＩ構造の実施態様を示す斜視図である。
【図３】図２のフィルタの概略回路図である。
【図４】本発明による専用の局部マトリクス・フィルタ
のＨＤＩ構造の実施態様を示す斜視図である。
のＨＤＩ構造の実施態様を示す斜視図である。
【図５】図４のフィルタの概略回路図である。
【図６】従来のフィルタと比べた本発明によるマトリク
ス・フィルタの減衰特性を示すグラフである。
ス・フィルタの減衰特性を示すグラフである。
１０ 電力分配システム １２ 高密度多出力直流−直流電力変換器 １４ 出力マトリクス・フィルタ １６ 局部マトリクス・フィルタ １８ 負荷 ２０ 分配母線 ３０、３１ 電力変換器の母線 ３２ コンデンサ ３４ 薄いフェライト・コアの板 ３６ 溝孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・ルイス・スタイガーワルト アメリカ合衆国、ニューヨーク州、バーン ト・ヒルズ、サンドストーン・ドライブ、 ３番 (72)発明者 チャールズ・スティーブン・コーマン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、オックスフォード・ウェイ、 203番
Claims (6)
- 【請求項１】 調整された入力電圧を多数の出力電圧に
変換し、各々の出力電圧を関連する一対の変換器出力母
線から送り出す電力変換器、 前記電力変換器の各々の出力に結合されていて、各々が
コンデンサおよびインダクタの寄生効果が最小になるよ
うに交互配置して相互接続したコンデンサおよびインダ
クタより成るアレイを有する両方向フィルタで構成され
ている出力マトリクス・フィルタであって、前記コンデ
ンサが第１の平面内で前記変換器出力母線と交互配置さ
れ、前記インダクタが前記第１の平面と直交する第２の
平面内で、これらのインダクタの間に位置する前記コン
デンサおよび前記変換器出力母線と整列している出力マ
トリクス・フィルタ、 各々の前記出力マトリクス・フィルタに結合されて、各
々の前記出力マトリクス・フィルタからの電力を負荷に
分配する分配母線、並びに各々の前記負荷に付設されて
いて、コンデンサおよびインダクタの寄生効果が最小に
なるように交互配置して相互接続したコンデンサおよび
インダクタより成るアレイを有する局部マトリクス・フ
ィルタであって、前記変換器出力母線が垂直方向に積み
重ねられ、該変換器出力母線の１つに前記インダクタの
コアを受け入れる溝孔が形成されている局部マトリクス
・フィルタを含んでいることを特徴とする電力分配シス
テム。 - 【請求項２】 前記出力マトリクス・フィルタおよび前
記局部マトリクス・フィルタがＨＤＩ構造を有している
請求項１記載の電力分配システム。 - 【請求項３】 電力母線に接続するためのマトリクス・
フィルタであって、コンデンサおよびインダクタの寄生
効果が最小になるように交互配置して相互接続したコン
デンサおよびインダクタより成るアレイを有する両方向
フィルタで構成され、前記コンデンサが第１の平面内で
前記電力母線と交互配置され、前記インダクタが前記第
１の平面と直交する第２の平面内で、これらのインダク
タの間に位置する前記コンデンサおよび前記電力母線と
整列していることを特徴とするマトリクス・フィルタ。 - 【請求項４】 前記マトリクス・フィルタがＨＤＩ構造
を有している請求項３記載のマトリクス・フィルタ。 - 【請求項５】 電力母線に接続するためのマトリクス・
フィルタであって、コンデンサおよびインダクタの寄生
効果が最小になるように交互配置して相互接続したコン
デンサおよびインダクタより成るアレイを有し、前記電
力母線が垂直方向に積み重ねられ、前記インダクタが、
前記変電力母線の１つに形成された溝孔に配置されたコ
アを有していることを特徴とするマトリクス・フィル
タ。 - 【請求項６】 前記マトリクス・フィルタがＨＤＩ構造
を有している請求項５記載のマトリクス・フィルタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/767,742 US5812384A (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Matrix filters for low-noise power distribution systems |
| US08/767742 | 1996-12-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10271681A true JPH10271681A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=25080429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9339222A Withdrawn JPH10271681A (ja) | 1996-12-17 | 1997-12-10 | マトリクス・フィルタを含む電力分配システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5812384A (ja) |
| EP (1) | EP0849870A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10271681A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100488134B1 (ko) * | 1998-06-17 | 2005-06-16 | 라디오 프리켄씨 시스템즈, 인코포레이티드 | 전력분배증폭기시스템 |
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| CN103425166A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-04 | 成都成电光信科技有限责任公司 | 一种滤波稳压电路 |
| FR3047130B1 (fr) * | 2016-01-26 | 2019-09-13 | Valeo Systemes Thermiques | Filtre amortisseur d'entree de module de puissance |
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1996
- 1996-12-17 US US08/767,742 patent/US5812384A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-12-10 JP JP9339222A patent/JPH10271681A/ja not_active Withdrawn
- 1997-12-12 EP EP97310051A patent/EP0849870A3/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0849870A3 (en) | 1999-06-30 |
| US5812384A (en) | 1998-09-22 |
| EP0849870A2 (en) | 1998-06-24 |
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Legal Events
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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