CN116529126A - 车载用电子控制装置 - Google Patents

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CN116529126A CN202180080706.1A CN202180080706A CN116529126A CN 116529126 A CN116529126 A CN 116529126A CN 202180080706 A CN202180080706 A CN 202180080706A CN 116529126 A CN116529126 A CN 116529126A
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高田知幸
高井俊明
小松成亘
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Abstract

电源输入电路中的EMC对策电路(1)具备：形成于电路基板上的电位不同的高电位侧布线(2)和低电位侧布线(3)这至少两条布线；一端与高电位侧布线(2)连接的切断部(6)；连接在切断部(6)的另一端与低电位侧布线(3)之间的电容器(10)；一端与高电位侧布线(2)连接的切断部(7)；连接在切断部(7)的另一端与低电位侧布线(3)之间的电容器(20)；以及连接在连接部(4)与连接部(5)之间的电容器(30)，连接部(4)连接切断部(6)和电容器(10)，连接部(5)连接切断部(7)和电容器(20)。由此，能够抑制静电电容的降低，并且削减电容器的数量。

Description

车载用电子控制装置
技术领域
本发明涉及一种车载用电子控制装置。
背景技术
以往，车载用电子控制装置的电源输入电路设置有EMC(Electro magneticCompatibility：电磁兼容性)对策的电路，已知例如使用陶瓷电容器的电路。
在使用了陶瓷电容器的EMC对策电路中，为了防止因电容器的短路故障引起的过电流，一般将电容器串联连接在高电位侧布线与低电位侧布线之间。但是，如果将电容器串联连接，则需要的电容器的数量增加，并且导致合成的静电电容的降低。
因此，例如在专利文献1中公开了一种电子控制装置，其是接收来自直流电源的电力供给而动作的车载用的电子控制装置，该电子控制装置的特征在于，具备：基板部；高电位侧布线部，其形成于所述基板部，成为高电位侧的路径；低电位侧布线部，其形成于所述基板部，成为低电位侧的路径；两个表面安装型电容器，它们安装在所述基板部的一面侧，并且在所述高电位侧布线部与所述低电位侧布线部之间串联连接；以及导体布线部，其形成于所述基板部，并且与构成所述两个表面安装型电容器中的一方的第一电容器并联设置，构成另一方的第二电容器成为短路状态时熔断的断路布线设置在所述导体布线部的至少一部分上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2016-143845号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述现有技术中，通过使用图案熔丝(パターンヒューズ)，实现了不会导致合成电容的降低，并且即使在短路故障后静电电容也不会变化的构成。但是，由于具备与高电位侧布线连接的电容器和与低电位侧布线部连接的两个电容器，因此无法削减电容器的数量。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种具备能够抑制静电电容的降低，并且削减电容器的数量的EMC对策电路的车载用电子控制装置。
解决问题的技术手段
本申请包含多个解决上述问题的手段，但如果列举其一例，则是接收来自直流电源的电力供给而动作的车载用电子控制装置，其具备：形成于基板上的电位不同的第一布线及第二布线这至少两条布线；一端与所述第一布线连接的第一熔丝部；连接在所述第一熔丝部的另一端与所述第二布线之间的第一电容器；一端与所述第一布线连接的第二熔丝部；以及连接在所述第二熔丝部的另一端与所述第二布线之间的第二电容器。
发明的效果
根据本发明，能够抑制静电电容的降低，并且削减电容器的数量。
附图说明
图1是将第1实施方式的车载用电子控制装置的主要部分抽出而示意性地表示的电路图。
图2是将第1实施方式的车载用电子控制装置的主要部分抽出而示意性地表示的部件布局图。
图3是将第2实施方式的车载用电子控制装置的主要部分抽出而示意性地表示的部件布局图。
图4是表示在电路基板上产生翘曲时的一例的图。
图5是将第3实施方式的车载用电子控制装置的主要部分抽出而示意性地表示的部件布局图。
图6是表示作为比较例的现有技术的EMC对策电路的部件布局图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
＜第1实施方式＞
参照图1和图2说明本发明的第1实施方式。
图1和图2是将本实施方式的车载用电子控制装置的主要部分抽出而示意性地表示的图，图1表示电气电路图，图2表示部件布局图。在图1和图2中，抽出表示车载用电子控制装置100的电源输入电路中的用于应对EMC(Electro Magnetic Compatibility：电磁兼容性)的EMC对策电路1的一部分构成，线圈、电阻、电解电容器等电子部件省略图示。
如图1所示，车载用电子控制装置100接收来自设置在车辆上的直流电源80的电力供给而动作，作为搭载在车辆上的电子控制装置而发挥功能。另外，如图2所示，车载用电子控制装置100的电力输入电路中的EMC对策电路1由形成于电路基板上的布线以及配置于电路基板上的各种电子部件构成。
电源输入电路中的EMC对策电路1大致由以下构成：形成于电路基板上的电位不同的高电位侧布线2(第一布线)和低电位侧布线3(第二布线)这至少两条布线；一端与高电位侧布线2连接的切断部6(第一熔丝部)；连接在切断部6的另一端与低电位侧布线3之间的电容器10(第一电容器)；一端与高电位侧布线2连接的切断部7(第二熔丝部)；连接在切断部7的另一端与低电位侧布线3之间的电容器20(第二电容器)；以及连接在连接部4(第一连接部)与连接部5(第二连接部)之间的电容器30(第三电容器)，连接部4连接切断部6和电容器10，连接部5连接切断部7和电容器20。
高电位侧布线2与直流电源80的高电位侧连接，低电位侧布线3与直流电源80的低电位侧(例如接地电平)连接。
电容器10、20、30是表面安装型的电容器(例如陶瓷电容器)，各自的电极通过焊料等与形成于电路基板上的电路图案的焊盘连接。另外，优选电容器10、20的静电电容相同。另外，为了在后述的短路故障的前后抑制作为EMC对策电路1的噪声去除能力的变动，在电容器30中也希望是与电容器10、20相同的静电电容。
切断部6和电容器10经由形成于电路基板上的连接部4串联连接在高电位侧布线2与低电位侧布线3之间。同样地，切断部7和电容器20经由形成于电路基板上的连接部5串联连接在高电位侧布线2与低电位侧布线3之间。另外，在电路基板的图案布线中，优选尽可能短地布线、以及经由电容器10从高电位侧布线2至低电位侧布线3的图案布线长度与经由电容器20从高电位侧布线2至低电位侧布线3的各种图案布线长度相同。
另外，电容器30连接在连接部4与连接部5之间。即，电容器30的一端经由连接部4与切断部6及电容器10连接，电容器30的另一端经由连接部5与切断部7及电容器20连接。
切断部6、7在电路基板上形成为电路图案，具有流过规定量以上的电流而熔断，从而切断电流的流动的熔丝功能。在切断部6、7中，在考虑允许流通的电流量和达到熔断的电流量的基础上，具有布线宽度变得越窄越能够缩短布线长度，能够减小基板面积的倾向。例如，在本实施方式中，切断部6、7的布线宽度优选为0.1mm～0.3mm。
对以上那样构成的本实施方式的作用效果进行说明。
在EMC对策电路1中，在切断部未熔断的通常状态下，电容器10、20在高电位侧布线2和低电位侧布线3之间作为旁路电容器发挥功能。此时，电容器30不进行充放电，因此不作为旁路电容器发挥功能。
另一方面，如果考虑因电路基板的翘曲或热收缩等，例如在电容器10中发生短路故障的异常时，则经由电容器10(以及切断部6)而高电位侧布线2和低电位侧布线3成为短路状态。此时，经由发生短路故障的电容器10流动的电流急剧增大，由于因电流上升而引起的发热使切断部6立即熔断，增大的电流被切断。另外，在切断部6熔断的同时，电容器30在高电位侧布线2和低电位侧布线3之间作为旁路电容器发挥功能。
即，在电容器10的短路故障前，并联连接在高电位侧布线2与低电位侧布线3之间的电容器10、20作为旁路电容器发挥功能，在电容器10的短路故障后，并联连接在高电位侧布线2与低电位侧布线3之间的电容器20、30作为旁路电容器发挥功能，所以在电容器10的短路故障前后，旁路电容器功能的静电电容的变动变小。
另外，即使在电容器20发生短路故障的情况下，根据与电容器10发生短路故障的情况相同的原理，通过切断部7熔断，电容器30作为旁路电容器发挥功能，因此在电容器20的短路故障前后，旁路电容器功能的静电电容的变动变小。
图6是表示作为本实施方式的比较例的现有技术的EMC对策电路的部件布局图。
如图6所示，在现有技术的EMC对策电路201中，在高电位侧布线202与低电位侧布线203之间，作为短路故障对策，串联连接电容器210和电容器230，以及串联连接电容器220和电容器240来进行配置。此时，串联连接的电容器的合成电容通过各电容器的静电电容之和的积来计算，因此与电容器为1个时相比，串联连接2个电容器时静电电容减少。这样，在现有技术中，作为短路故障对策，需要用于串联连接的电容器，所以存在部件数量(电容器的数量)增加，以及作为EMC对策电路的合成电容变小这样的问题。
与此相对，在本实施方式中，具备：一端与高电位侧布线2连接的切断部6；连接在切断部6的另一端与低电位侧布线3之间的电容器10；一端与高电位侧布线2连接的切断部7；连接在切断部7的另一端与低电位侧布线3之间的电容器20；以及连接在连接部4与连接部5之间的电容器30，连接部4连接切断部6和电容器10，连接部5连接切断部7和电容器20，因此能够抑制静电电容的降低，并且削减电容器的数量。
即，在本实施方式中，通过使用了切断部6、7的构成，能够不需要作为短路故障对策的电容器的串联连接，能够抑制串联连接电容器而引起的静电电容的降低，并且能够削减电容器的部件数量。
＜第2实施方式＞
参照图3及图4说明本发明的第2实施方式。
本实施方式抑制第1实施方式中的电容器10、20同时产生短路故障的情况。
图3是将本实施方式的车载用电子控制装置的主要部分抽出而示意性地表示的部件布局图。在图中，对与第1实施方式相同的部件赋予相同的符号，并省略说明。
在图3中，车载用电子控制装置100A的电力输入电路中的EMC对策电路1A大致由以下构成：形成于电路基板上的电位不同的高电位侧布线2(第一布线)和低电位侧布线3(第二布线)这至少两条布线；一端与高电位侧布线2连接的切断部6(第一熔丝部)；连接在切断部6的另一端与低电位侧布线3之间的电容器10(第一电容器)；一端与高电位侧布线2连接的切断部7(第二熔丝部)；连接在切断部7的另一端与低电位侧布线3之间的电容器20(第二电容器)；以及连接在连接部4(第一连接部)与连接部5(第二连接部)之间连接的电容器30(第三电容器)，连接部4连接切断部6和电容器10，连接部5连接切断部7和电容器20。
电容器10和电容器20为长方形，并且配置为各自的长度方向成为不同的朝向。更具体而言，电容器10和电容器20的长度方向例如安装配置为成直角(90°)。
其他的构成与第1实施方式相同。
图4是表示在电路基板上发生翘曲时的一例的图。
在图4中，例示了在电路基板9上安装了电容器9a、9b的情况。电容器9a、9b为长方形，并且配置为各自的长度方向成直角。
电路基板的翘曲有时在电子部件的焊接安装或基板的向框体的安装、热膨胀、基板分割时等发生。在图4所示的方向、即电容器9a的长度方向上发生电路基板9的翘曲的情况下，以电容器9a为代表的安装方向的部件在焊接接合部产生应力。因此，考虑由于产生的应力而在电容器9a上产生裂纹，引起短路故障。
另一方面，关于以电容器9b为代表的安装方向的部件，相对于电路基板9的翘曲方向，在焊料接合部几乎不产生应力。因此，在电容器9b中难以产生裂纹，难以产生短路故障。
即，可以考虑到因电路基板9的翘曲和电容器9a、9b的安装方向的关系，在多个电容器中同时发生短路故障的情况。
例如，在第1实施方式中，如果考虑电容器10、20同时发生短路故障的情况，则切断部6、7熔断，并且电容器30也不作为旁路电容器发挥功能，所以作为EMC对策电路1的耐噪声性降低。
在本实施方式中，由于配置为电容器10和电容器20的长度方向成为不同的朝向，所以能够抑制相对于电路基板的一个方向的翘曲而在电容器10、20中同时发生短路故障的情况。
另外，抑制短路故障的同时发生的有效的安装方向优选为，在基板为长方形等纵横的长度不同的形状的情况下，进行如下设置：使基板的长度方向和电容器的长度方向一致地进行安装、和使基板的长度方向和电容器的长度方向成90°(直角)地进行安装。即，优选为，相对于从基板形状容易产生翘曲的方向，使电容器的长度方向一致地进行安装、和相对于其成90°(直角)进行安装。
＜第3实施方式＞
参照图5说明本发明的第3实施方式。
本实施方式抑制第1和第2实施方式中的电容器30产生短路故障时的影响。
图5是将本实施方式的车载用电子控制装置的主要部分抽出而示意性地表示的部件布局图。图中，对与第1及第2实施方式相同的部件标注相同的符号，并省略说明。
如图5所示，在EMC对策电路中，为了强化噪声耐性，在高电位侧布线2与低电位侧布线3之间并联连接多个(在本实施方式中，例如2个)第1实施方式或第2实施方式所示的构成电路。
在图5中，本实施方式的车载用电子控制装置100B的电力输入电路中的EMC对策电路1B大致由以下构成：形成于电路基板上的电位不同的高电位侧布线2(第一布线)和低电位侧布线3(第二布线)这至少两条布线；一端与高电位侧布线2连接的切断部61(第一熔丝部)；连接在切断部61的另一端与低电位侧布线3之间的电容器11(第一电容器)；一端与高电位侧布线2连接的切断部71(第二熔丝部)；连接在切断部71的另一端与低电位侧布线3之间的电容器21(第二电容器)；连接在连接部41(第一连接部)与连接部51(第二连接部)之间的电容器31(第三电容器)，连接部41连接切断部61和电容器11，连接部51连接切断部71和电容器21；一端与高电位侧布线2连接的切断部62(第三熔丝部)；连接在切断部62的另一端与低电位侧布线3之间的电容器12(第四电容器)；一端与高电位侧布线2连接的切断部72(第四熔丝部)；连接在切断部72的另一端与低电位侧布线3之间的电容器22(第五电容器)；连接在连接部42(第三连接部)与连接部52(第四连接部)之间的电容器32(第六电容器)，连接部42连接切断部62和电容器12，连接部52连接切断部72和电容器22。
电容器11和电容器21为长方形，并且电容器11和电容器21配置为各自的长度方向成为不同的朝向。更具体地说，电容器11和电容器21的长度方向例如安装配置为成直角(90°)。
同样地，电容器12和电容器22为长方形，并且电容器12和电容器22配置为各自的长度方向成为不同的朝向。更具体地说，电容器12和电容器22的长度方向例如安装配置为成直角(90°)。
另外，电容器31和电容器32为长方形，并且电容器31和电容器32配置为各自的长度方向成为不同的朝向。更具体地说，电容器31和电容器32的长度方向例如安装配置为成直角(90°)。
其他的构成与第1实施方式相同。
在EMC对策电路中，考虑到因电路基板的翘曲方向而在电容器的焊接连接部产生应力，发生短路故障。即，考虑到因电路基板的翘曲和电容器的安装方向的关系，在多个电容器中同时发生短路故障。
例如，在第2实施方式中，通过构成为电容器10和电容器20的长度方向成为不同的朝向，从而成为抑制在电容器10、20中同时发生短路故障的构成，但产生在电容器20、30中同时发生短路故障的可能性。在该情况下，由于仅电容器10动作，因此噪声耐性降低。另外，为了强化噪声耐性，在高电位侧布线2与低电位侧布线3之间并联连接多个第1实施方式或第2实施方式所示的构成电路的情况下，因基板的翘曲方向，可能在多个电容器中同时发生短路故障，在这种情况下，噪声耐性极端降低。
在本实施方式中，由于配置为电容器11和电容器21的长度方向成为不同的朝向，并且配置为电容器12和电容器22的长度方向成为不同的朝向，并且配置为电容器31和电容器32的长度方向成为不同的朝向，因此能够抑制相对于电路基板的一个方向的翘曲，电容器11、21的短路故障的同时发生、电容器12、22的短路故障的同时发生、以及电容器31、32的短路故障的同时发生。即，在本实施方式中，能够抑制因基板的翘曲方向引起的多个电容器的短路故障的同时发生，能够抑制极端的噪声耐性的降低。
另外，由于配置为正常时发挥功能的多个电容器的长度方向成为不同的朝向，并且配置为异常时发挥功能的多个电容器的长度方向成为不同的朝向，所以能够抑制因电容器的短路故障引起的噪声耐性的降低。
＜附记＞
另外，本发明不限于上述实施方式，包含在不脱离其主旨的范围内的各种变形例和组合。
例如，在上述的第1～第3实施方式中，例示了在高电位侧布线2上连接切断部(切断部6、7、61、62、71、72)，在低电位侧布线3上连接电容器(电容器10、11、12、20、21、22)的情况，但也可以设为在高电位侧布线2上连接电容器，在低电位侧布线3上连接切断部的构成。
另外，本发明不限于具备在上述实施方式中说明的全部构成，也包含删除了该构成的一部分的构成。另外，上述的各构成、功能等也可以通过例如用集成电路设计它们的一部分或全部等来实现。另外，上述的各构成、功能等也可以通过处理器解释并执行实现各自的功能的程序而通过软件来实现。
符号说明
1、1A、1B…EMC对策电路，2…高电位侧布线，3…低电位侧布线，4、5…连接部，6、7…切断部，9…电路基板，9a、9b…电容器，10、11、12、20、21、22、30、31、32…电容器，41、42、51、52…连接部，61、62、71、72…切断部，80…直流电源，100、100A、100B…车载用电子控制装置，201…EMC对策电路，202…高电位侧布线，203…低电位侧布线，210、220、230、240…电容器。

Claims (4)

1.一种车载用电子控制装置，其接收来自直流电源的电力供给而动作，
所述车载用电子控制装置的特征在于，具备：
形成于基板上的电位不同的第一布线和第二布线这至少两条布线；
一端与所述第一布线连接的第一熔丝部；
连接在所述第一熔丝部的另一端与所述第二布线之间的第一电容器；
一端与所述第一布线连接的第二熔丝部；以及
连接在所述第二熔丝部的另一端与所述第二布线之间的第二电容器。
2.根据权利要求1所述的车载用电子控制装置，其特征在于，
还具备第三电容器，所述第三电容器连接在第一连接部与第二连接部之间，所述第一连接部连接所述第一熔丝部和所述第一电容器，所述第二连接部连接所述第二熔丝部和所述第二电容器。
3.根据权利要求2所述的车载用电子控制装置，其特征在于，
所述第一电容器和所述第二电容器是长方形，并且，
所述第一电容器和所述第二电容器配置为各自的长度方向成为不同的朝向。
4.根据权利要求2所述的车载用电子控制装置，其特征在于，
具备：一端与所述第一布线连接的第三熔丝部；
连接在所述第三熔丝部的另一端与所述第二布线之间的第四电容器；
一端与所述第一布线连接第四熔丝部；
连接在所述第四熔丝部的另一端与所述第二布线之间的第五电容器；以及
连接在第三连接部与第四连接部之间的第六电容器，所述第三连接部连接所述第三熔丝部和所述第四电容器，所述第四连接部连接所述第四熔丝部和所述第五电容器，
所述第三电容器和所述第六电容器是长方形，
所述第三电容器和所述第六电容器配置为各自的长度方向成为不同的朝向。
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