CN109835275A - 扁平配线结构 - Google Patents

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松井秀彦
大下慎史
若松篤幸
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Abstract

一种扁平配线结构包括多层，并包括电源层和第一接地层以及第二接地层，所述第一接地层以及所述第二接地层以所述电源层夹在其中的方式层叠。在从沿着所述第一接地层、所述电源层、所述第二接地层的层叠方向的方向观察时的平面视图中，所述电源层在短边方向上的宽度小于所述第一接地层以及所述第二接地层在短边方向上的宽度，并且所述电源层设置在被所述第一接地层和所述第二接地层覆盖的位置处。

Description

扁平配线结构
技术领域
本发明涉及包括多层的扁平配线的结构。
背景技术
例如，日本未审查专利申请公开2017-136926号(JP2017-136926A)公开了一种带状扁平配线，其通过在厚度方向上叠加电源层(用于电源的汇流条)和接地层(用于接地的汇流条)而形成。
发明内容
例如，如图6所示，在具有电源层110和接地层120的双层结构的扁平配线100靠近导体240(例如，车身金属板等)的情况下，在扁平配线100中产生的常模噪声的一部分会经由寄生电容230泄漏到导体240，可能会在导体240中产生共模噪声(传导噪声)。
在上述具有双层结构的扁平配线100靠近导体240的情况下，如图7所示，从电源层110辐射的多条电力线300的一部分可能会与导体240耦合，而不是与接地层120耦合，可能会在导体240中产生辐射噪声。
因此，为了抑制在导体中产生的共模噪声或辐射噪声，仍有改善扁平配线的结构的余地。
本发明提供一种能够抑制在导体中产生的噪声的扁平配线的结构。
本发明的一个方面涉及一种包括多层的扁平配线结构。所述扁平配线结构包括：电源层和第一接地层以及第二接地层，第一接地层以及第二接地层以电源层夹在其中的方式层叠。在从沿着第一接地层、电源层和第二接地层的层叠方向的方向观察时的平面视图中，电源层在短边方向(与长度方向垂直的方向)上的宽度小于第一接地层以及第二接地层在短边方向上的宽度，并且电源层设置在被第一接地层和第二接地层覆盖的位置处。
根据本发明的方面的扁平配线具有电源层夹在第一接地层与第二接地层之间的三层结构。利用三层结构，例如，与关联技术的双层结构相比，从与扁平配线连接的设备通过电源层传播的常模噪声容易通过接地层反馈回设备。因此，能够减少经由寄生电容等从接地层泄漏并流到靠近扁平配线的导体(例如，车身金属板等)的噪声电流。因此，能够抑制在导体中产生的共模噪声。
根据本发明的方面的扁平配线具有这样的结构，其中在短边方向上，夹在第一接地层与第二接地层之间的电源层的宽度小于第一接地层的宽度以及第二接地层的宽度。利用该结构，从电源层辐射的电力线容易与第一接地层或第二接地层耦合。因此，能够减少与靠近扁平配线的导体(例如，车身金属板等)耦合的电力线。因此，能够抑制在导体中产生的辐射噪声。
在根据本发明的方面的扁平配线结构中，第一接地层在短边方向上的宽度以及第二接地层在短边方向上的宽度可以被设定为等于或大于电源层在短边方向上的宽度的两倍。
在如上所述设定电源层的宽度的情况下，能够更有效地抑制从电源层辐射的电力线与靠近扁平配线的导体(例如，车身金属板等)耦合。
在根据本发明的方面的扁平配线结构中，电源层可以是由导电金属材料构成的带状平板构件。第一接地层可以是由导电金属材料构成的带状平板构件。第二接地层可以是由导电金属材料构成的带状平板构件。
在根据本发明的方面的扁平配线结构中，第一接地层和电源层可以彼此电绝缘，电源层和第二接地层可以彼此电绝缘。
利用上述根据本发明的方面的扁平配线的结构，能够抑制在导体中产生的噪声。
附图说明
以下将参照附图描述本发明的示例实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相似标号表示相似元素，且其中：
图1是说明根据本发明的一个实施方式的扁平配线的结构的局部透视图；
图2是说明本实施方式的扁平配线中与共模噪声相关的动作的图；
图3是说明本实施方式的扁平配线中与辐射噪声相关的动作的图；
图4示出了本实施方式的扁平配线和关联技术的扁平配线中的共模噪声的比较例；
图5A示出了关联技术的扁平配线中的辐射噪声的比较例；
图5B示出了本实施方式的扁平配线中的辐射噪声的示例；
图5C示出了本实施方式的扁平配线中的辐射噪声的示例；
图6是说明关联技术的扁平配线中与共模噪声相关的动作的图；以及
图7是说明关联技术的扁平配线中与辐射噪声相关的动作的图。
具体实施方式
概要
本发明的扁平配线具有三层结构，其中电源层夹在两个接地层之间，电源层的宽度小于各接地层的宽度。利用该结构，在电源层中产生的常模噪声容易流到接地层。因此，能够抑制经由寄生电容等泄漏到靠近扁平配线的导体的噪声。利用该结构，从电源层辐射的电力线容易与接地层耦合。因此，能够抑制从扁平配线辐射到导体的噪声。
配置
图1是说明根据本发明的一个实施方式的扁平配线10的结构的局部透视图。图1中所示的根据本实施方式的扁平配线10包括电源层11、第一接地层12、以及第二接地层13。扁平配线10可以用作为例如安装在车辆等中的线束的电配线缆线。
电源层11是例如由导电金属材料(如铁、铜、或铝)构成的带状平板构件。电源层11用作为例如用于向与扁平配线10电连接的负载供电的电配线，所述负载例如为电子控制单元(ECU)(未示出)。
第一接地层12是例如由导电金属材料(如铁、铜、或铝)构成的带状平板构件。第一接地层12用作为例如与扁平配线10电连接的负载的接地(GND)电位，所述负载例如为电子控制单元(未示出)。
与第一接地层12类似地，第二接地层13是例如由导电金属材料(如铁、铜或铝)构成的带状平板构件。第二接地层13也用作为例如与扁平配线10电连接的负载的接地(GND)电位，所述负载例如为电子控制单元(未示出)。
扁平配线10具有第一接地层12、电源层11以及第二接地层13按顺序层叠的结构。也就是说，电源层11夹在第一接地层12与第二接地层13之间。第一接地层12和电源层11、以及电源层11和第二接地层13通过绝缘层、绝缘膜(未示出)等彼此电绝缘。
如图1所示，在从沿着层叠方向的方向观察时的平面视图(图1的箭头A)中，电源层11在短边方向(与长度方向垂直的方向)上的宽度W1小于第一接地层12在短边方向上的宽度W2以及第二接地层13在短边方向上的宽度W3。在根据本实施方式的扁平配线10的结构中，虽然在满足所述宽度关系的情况下可以表现出有用的效果，但是为了进一步增加效果，第一接地层12在短边方向上的宽度W2以及第二接地层13在短边方向上的宽度W3可以被设定为等于或大于电源层11在短边方向上的宽度W1的两倍。第一接地层12在短边方向上的宽度W2和第二接地层13在短边方向上的宽度W3可以彼此相等或者可以彼此不同。
如图1所示，在从沿着层叠方向的方向观察时的平面视图中，电源层11设置在被第一接地层12和第二接地层13覆盖的位置处。也就是说，电源层11设置为落入第一接地层12在短边方向上的宽度W2内并且落入第二接地层13在短边方向上的宽度W3内。特别地，电源层11在短边方向上设置在作为第一接地层12的中心并且第二接地层13的中心的位置处。
电源层11、第一接地层12以及第二接地层13在层叠方向上的厚度可以相等或不同，或者其中任一层在层叠方向上的厚度可以不同。
动作
将参照图2和图3描述利用根据本实施方式的扁平配线10的结构获得的动作。图2是图1中箭头B的方向的视图，是说明扁平配线10中与共模噪声(传导噪声)相关的动作的图。图3是图1中箭头C的方向的视图，是说明扁平配线10中与辐射噪声相关的动作的图。
图2和图3中，为了易于理解动作，在第一接地层12与电源层11之间以及电源层11与第二接地层13之间设置间隙。
将参照图2进行描述。由于流过在扁平配线10中心处的电源层11的噪声电流，在噪声源21中产生的常模噪声被输入到负载22。通过使噪声电流通过第一接地层12和第二接地层13反馈，从而输入到负载22的噪声返回到噪声源21。此时，流过靠近导体24(例如车身金属板)的第一接地层12的噪声电流的一部分经由寄生电容23泄漏到导体24，从而噪声电流流到导体24。因此，在导体24中产生共模噪声(传导噪声)。
在根据本实施方式的扁平配线10的三层结构中，噪声电流从负载22反馈到噪声源21的路径增加到具有双层结构的关联技术的扁平配线100(参见图6)的路径的两倍。由此，在本实施方式的扁平配线10中，与关联技术的扁平配线100相比，流过第一接地层12的噪声电流减小了，并且从第一接地层12经由寄生电容23泄漏并流到导体24的噪声电流也减小了。通过该动作，抑制了在导体24中产生的共模噪声。
图4示出了发明人进行的实验结果。图4的实验结果中确认了，与具有双层结构的关联技术的扁平配线100的噪声水平(单点划线)相比，根据具有三层结构的本实施方式的扁平配线10的噪声水平(实线)在100至10000kHz的范围内改善了约10dB。
将参照图3进行描述。通过在电源层11与第一接地层12之间以及电源层11与第二接地层13之间施加的电压从而从电源层11辐射的多条电力线30，与具有低于电源层11的电位的第一接地层12、第二接地层13以及导体24(例如车身金属板)耦合。此时，与导体24耦合的电力线30变成辐射噪声。
在根据本实施方式的扁平配线10的结构中，电源层11在短边方向上的宽度W1小于第一接地层12在短边方向上的宽度W2以及第二接地层13在短边方向上的宽度W3。由此，在本实施方式的扁平配线10中，从电源层11的宽度方向上的侧端辐射的电力线30容易与第一接地层12或第二接地层13耦合。通过该作用，抑制了在导体24中产生的辐射噪声。
图5A至图5C示出了发明人进行的模拟结果。图5A至图5C的模拟结果中确认了(图5A至5C的虚线椭圆位置)，根据本实施方式的扁平配线10(图5B)的辐射噪声小于关联技术的扁平配线100(图5A)，根据本实施方式的扁平配线10具有电源层11在短边方向上的宽度较小的结构，而关联技术的扁平配线100具有电源层110在短边方向上的宽度和接地层120在短边方向上的宽度相同的结构。特别地，在根据本实施方式的扁平配线10’(图5C)中，作用效果更显著，本实施方式中，第一接地层12在短边方向上的宽度以及第二接地层13在短边方向上的宽度被设定为等于或大于电源层11在短边方向上的宽度的两倍。
效果
如上所述，利用根据本发明的实施方式的扁平配线10，构成了电源层11夹在第一接地层12与第二接地层13之间的三层结构，由此从噪声源21流过电源层11的正常模式的噪声电流容易通过第一接地层12和第二接地层13的两个路径反馈到噪声源21。由此，能够减少从第一接地层12经由寄生电容23等泄漏并流到导体24的噪声电流。因此，能够抑制在导体24中产生的共模噪声。
利用根据本发明的实施方式的扁平配线10，构成了这样的结构：其中夹在第一接地层12与第二接地层13之间的电源层11在短边方向上的宽度W1小于第一接地层12在短边方向上的宽度W2以及第二接地层13在短边方向上的宽度W3，由此使得从电源层11辐射的电力线30容易与第一接地层12或第二接地层13耦合。由此，能够减少与靠近扁平配线10的导体24耦合的电力线30。因此，能够抑制在导体24中产生的辐射噪声。
根据本实施方式的扁平配线10以冗余的方式包括作为接地层的第一接地层12和第二接地层13的两个路径。利用冗余配置，例如，即使一个接地层由于断开等而中断，也可以获得能够通过剩下的接地层继续供电的效果。
本发明可用于包括多层的扁平配线。

Claims (4)

1.一种扁平配线结构，其包括多层，所述扁平配线结构的特征在于，包括：
电源层；和
第一接地层以及第二接地层，所述第一接地层以及第二接地层以所述电源层夹在其中的方式层叠，其中：
在从沿着所述第一接地层、所述电源层和所述第二接地层的层叠方向的方向观察时的平面视图中，所述电源层在短边方向上的宽度小于所述第一接地层以及所述第二接地层在短边方向上的宽度；并且所述电源层设置在被所述第一接地层和所述第二接地层覆盖的位置处。
2.根据权利要求1所述的扁平配线结构，其特征在于，所述第一接地层在短边方向上的宽度以及所述第二接地层在短边方向上的宽度被设定为等于或大于所述电源层在短边方向上的宽度的两倍。
3.根据权利要求1或2所述的扁平配线结构，其特征在于，
所述电源层是由导电金属材料构成的带状平板构件；
所述第一接地层是由导电金属材料构成的带状平板构件；和
所述第二接地层是由导电金属材料构成的带状平板构件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扁平配线结构，其特征在于，
所述第一接地层和所述电源层彼此电绝缘；和
所述电源层和所述第二接地层彼此电绝缘。
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