DE10041286A1 - Interference suppression device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Entstöreinrichtung für ein elektronisches Gerät mit einer mindestens ein Steckelement aufweisenden Steckeinrichtung, die zur Befestigung an einem Gehäuse des elektronischen Gerätes aus gebildet ist, wobei ein Kondensator zur Verbesserung der elektromagneti schen Empfindlichkeit vorgesehen ist.The invention relates to an interference suppression device for an electronic device with a plug device having at least one plug element, those for attachment to a housing of the electronic device is formed, a capacitor to improve the electromagnetic sensitivity is provided.
Um eine einwandfreie Funktion von elektronischen Einrichtungen zu ge währleisten, ist es erforderlich, diese gegenüber Störstrahlungen, welche insbesondere im Hochfrequenzbereich auftreten, abzuschirmen. Solche Entstörmaßnahmen werden üblicherweise auf einer, im Inneren des elekt ronischen Gerätes befindlichen Leiterplatte vorgenommen.To ensure that electronic devices function properly ensure it is necessary to protect it against interference radiation shield in particular in the high frequency range. Such Interference suppression measures are usually carried out on a, inside the elect ronic device located circuit board made.
Aus der DE 33 26 629 C2 ist ein Störschutz-Filter für elektronische Steu ergeräte im Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Störschutz-Filter im Gehäu se direkt am Eingang der Steckeranschlüsse angeordnet ist. Ein kapazitiv wirkendes Schaltglied weist dabei zwei Kondensatorplatten auf, wobei eine Kondensatorplatte als Leitung ausgebildet ist, die von dem in das elektronische Gerät hineinragenden Enden eines Steckers zu der elektro nischen Schaltung führt. DE 33 26 629 C2 is a noise filter for electronic control devices known in the motor vehicle, the interference filter in the housing se is arranged directly at the input of the connector connections. A capacitive acting switching element has two capacitor plates, wherein a capacitor plate is formed as a line from which in the electronic device protruding ends of a plug to the electro African circuit leads.
Nachteilig ist dabei, daß durch diese Entstöreinrichtung Störstrahlungen nur gedämpft werden können, da die mit der Entstöreinrichtung verbun dene Zufuhrleitung weiterhin Leistung abstrahlt, welche sich negativ auf die Elektronikkomponenten auswirkt.The disadvantage is that this interference suppression device can only be damped, since they are connected to the interference suppressor the supply line continues to emit power, which is negative affects the electronic components.
Üblicherweise zur Entstörung genutzte, in Metallgehäuse eingelötete Standard-Durchführungskondensatoren sind teuer und aufwendig in der Verarbeitung.Usually used for interference suppression, soldered into a metal housing Standard feedthrough capacitors are expensive and complex to produce Processing.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine einfache und billige Entstörmaßnahme für elektronische Geräte anzugeben, welche auch für Massenproduktionen geeignet sind.The invention is therefore based on the task of a simple and cheap Interference suppression measure for electronic devices, which also for Mass productions are suitable.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kondensator außerhalb des Gehäuses des elektronischen Gerätes angeordnet ist und elektrisch einerseits mit einem Steckelement der Steckeinrichtung und andererseits mit dem Potential des elektrisch leitend ausgebildeten Ge häuses verbunden ist.According to the invention, the object is achieved in that the capacitor is arranged outside the housing of the electronic device and electrically on the one hand with a plug element of the plug device and on the other hand with the potential of the electrically conductive Ge is connected.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Entstörung bereits auf der Außen seite des elektronischen Gerätes erfolgt und Störstrahlungen gar nicht erst in das Gehäuseinnere gelangen. Eine solche Entstöreinrichtung ist einfach zu montieren, da mit dem Einsatz des Steckers in das Gehäuse ein Entstörfilter entsteht. Zusätzliche Montagemaßnahmen entfallen.The invention has the advantage that the interference is already on the outside side of the electronic device and interference radiation not at all only get inside the housing. Such a suppression device is easy to assemble, since the plug is inserted into the housing A noise filter is created. Additional assembly measures are not necessary.
Um auf Leitungen zum Kondensator verzichten zu können, ist eine erste Kondensatorplatte in oder an der Steckeinrichtung ausgebildet.In order to be able to do without lines to the capacitor, there is a first one Capacitor plate formed in or on the connector.
Vorteilhafterweise ist die erste Kondensatorplatte aus dem Steckelement selbst ausgeformt. Sie kann z. B. durch Stauchung des Steckerstiftes einfach realisiert werden. Die Herstellung des Steckers wird somit weiter vereinfacht.The first capacitor plate is advantageously made of the plug element self-molded. You can e.g. B. by upsetting the connector pin can be easily realized. The manufacture of the plug is thus continued simplified.
Alternativ ist die erste Kondensatorplatte von einer auf einem Trägerele ment angeordneten Leiterfläche gebildet, die neben dem Steckelement angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist. Dies erfolgt einfach, indem die erste Kondensatorfläche form- und/oder kraftschlüssig das iso lationsfreie, ein elektrisches Potential führende Steckelement umschließt. Somit entsteht eine für die Massenfertigung besonders gut handhabbare Einrichtung.Alternatively, the first capacitor plate is one on a carrier ment arranged conductor surface formed next to the plug element arranged and electrically connected to it. This is easy by the first capacitor surface having positive and / or non-positive engagement with the iso encloses plug-free element that carries an electrical potential. This creates a particularly easy to handle for mass production Facility.
Vorteilhafterweise weist das Trägerelement mindestens eine weitere, die zweite Kondensatorplatte bildende Leiterfläche auf, welche ober- und/oder unterhalb der ersten Leiterfläche, elektrisch gegen diese isoliert, angeord net ist. Das Trägerelement mit den beiden Kondensatorplatten kann vor gefertigt werden, so dass bei der Steckermontage nur noch die elektrische Verbindung hergestellt werden muß.The carrier element advantageously has at least one further one second capacitor plate forming conductor surface, which top and / or arranged below the first conductor surface, electrically insulated from it is not. The carrier element with the two capacitor plates can before be manufactured, so that only the electrical Connection must be made.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine, die zweite Kondensatorplatte bildende Leiterfläche als Kontaktschicht auf einer Oberfläche des Träger elementes ausgebildet. Dabei bestehen zwei Möglichkeiten, die elektri sche Verbindung zum Gehäusepotential herzustellen.In one development of the invention, one is the second capacitor plate forming conductor surface as a contact layer on a surface of the carrier element trained. There are two options, the electri Establish the connection to the housing potential.
Einmal liegt die elektrisch leitende Kontaktschicht des Trägerelementes direkt auf der Außenseite des Gehäuses auf, wodurch eine leitende Ver bindung entsteht und die Kontaktschicht Gehäusepotential annimmt. Bei dieser Anordnung wird vollständig auf zusätzliche leitende Verbindungen verzichtet.One is the electrically conductive contact layer of the carrier element directly on the outside of the housing, creating a conductive ver bond arises and the contact layer takes on housing potential. At this arrangement is entirely based on additional conductive connections waived.
Vorteilhafterweise ist die Kontaktschicht als leitfähiger Kleber ausgebildet, so dass gleichzeitig eine Befestigung der Trägerelementes am Gehäuses erreicht wird. The contact layer is advantageously designed as a conductive adhesive, so that at the same time an attachment of the carrier element to the housing is achieved.
In einer anderen Ausgestaltung erfolgt die elektrische Verbindung zwi schen der, die zweite Kondensatorplatte bildenden Leiterfläche des Trä gerelementes und dem Gehäuse durch mindestens ein, das Trägerele ment und/oder die Steckeinrichtung am Gehäuse haltendes Befesti gungselement.In another embodiment, the electrical connection between the conductor surface of the carrier forming the second capacitor plate gerelementes and the housing by at least one, the Trägerele ment and / or the connector on the housing holding fastener supply element.
Das Gehäusepotential wird dabei über an sich vorhandene Schraub-, Niet- oder Preßverbindungen an mindestens einem Punkt realisiert.The housing potential is determined by screw, Rivet or press connections realized at at least one point.
Bei Ausbildung der zweiten Leiterfläche als Kontaktfläche wird zwischen dieser und der Außenseite des Gehäuses eine Isolierung angeordnet. Die Steckeinrichtung liegt auch hier unveränderlich und fest auf der Gehäuse außenwandung auf.When forming the second conductor surface as a contact surface between this and the outside of the housing arranged insulation. The Here too, the plug device is immutable and firmly on the housing outer wall on.
Zur Bildung eines weiteren Kondensators für dasselbe Steckelement weist das Trägerelement zwei weitere übereinanderliegende, elektrisch gegen einander isolierte Leiterflächen auf, wobei die dritte Leiterfläche elektrisch mit dem Steckelement und die vierte Leiterfläche elektrisch mit dem Ge häusepotential verbunden ist. Durch diesen mehrschichtigen Aufbau kön nen größere Kapazitätswerte pro Steckerpin realisiert werden.To form a further capacitor for the same plug element the carrier element two further superimposed, electrically against mutually insulated conductor surfaces, the third conductor surface being electrical with the plug element and the fourth conductor surface electrically with the Ge potential connected to the house. Due to this multilayer structure larger capacitance values per connector pin can be realized.
In einer einfachen Ausgestaltung weist die Steckeinrichtung mehrere Steckelemente auf, wobei die ersten, elektrisch gegeneinander isolierten, zu verschiedenen Steckelementen gehörenden Kondensatorflächen in einer Leiterschicht ausgebildet sind.In a simple embodiment, the plug-in device has several Plug-in elements, the first being electrically insulated from one another, capacitor surfaces belonging to different plug elements in a conductor layer are formed.
Die zweite Kondensatorfläche wird für alle Steckelemente durch die un strukturierte Kontaktschicht gebildet. Eine solche Anordnung läßt sich einfach durch Filmleiterplatten realisieren.The second capacitor area is for all plug elements by the un structured contact layer formed. Such an arrangement can be easy to implement with film circuit boards.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Trägerelement auf der dem Gehäuse zugewandten Seite derart aufsetzbar und kontaktierbar, dass je eine erste Leiterfläche je ein Steckelement umschließt. In an advantageous development, the carrier element is on the Housing facing side can be placed and contacted such that a first conductor surface encloses a plug element.
Somit kann ein kommerziell erhältlicher Stecker mit einer zusätzlichen, erfindungsgemäßen Entstöreinrichtung versehen werden.Thus, a commercially available connector with an additional, Interference suppression device according to the invention are provided.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll an hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:The invention permits numerous embodiments. One of them is said to hand of the figures shown in the drawing are explained in more detail. It shows:
Fig. 1 Schnitt durch ein Steuergerät, Fig. 1 section through a control device,
Fig. 2 erste Ausführungsform der Entstörplatine, Fig. 2 first embodiment of the interference suppression circuit,
Fig. 3 zweite Ausführungsform der Entstörplatine, Figure 3 is second embodiment. The interference suppression circuit,
Fig. 4 dritte Ausführungsform der Entstörplatine. Fig. 4 third embodiment of the interference suppression board.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Identical features are identified by the same reference symbols.
In Fig. 1 ist ein elektrisches Gerät dargestellt, wie es üblicherweise in Kraftfahrzeugen Anwendung findet. Dabei kann es sich um ein Steuerge rät eines Kraftfahrzeuges handeln, welches eine signalverarbeitende Elektronik aufweist, die bekanntlicherweise sehr störanfällig gegenüber ho hen Frequenzen ist. Es ist aber auch vorstellbar, dass das elektronische Gerät eine Sensoreinrichtung darstellt, welche neben einem eigentlichen Sensor eine Signalaufbereitungsschaltung und/oder eine Signalauswerte schaltung aufweist, die auf einer oder mehreren Leiterplatten angeordnet sind.In Fig. 1, an electrical device is shown, as it is usually used in motor vehicles. It can be a Steuerge advises a motor vehicle that has signal processing electronics that are known to be very susceptible to interference from high frequencies. However, it is also conceivable that the electronic device represents a sensor device which, in addition to an actual sensor, has a signal conditioning circuit and / or a signal evaluation circuit which are arranged on one or more printed circuit boards.
Das elektronische Gerät besitzt ein aus Aluminium bestehendes, becher förmiges Gehäuseteil 1, welches mit einer Abdeckung 2 verschlossen ist. Das becherförmige Gehäuseteil 1 weist einen Steckerkörper 3 auf, wel cher am Gehäuseteil 1 mittels Schrauben oder Nieten 4 außenseitig be festigt ist. Die Steckerpins 5 des Steckerkörpers 3 ragen sowohl in den Steckerkörper 3 als auch in das Gehäuseinnere 6. Der Stecker 3 verbin det über die Steckerpins 5 die Schaltungen des Gerätes mit anderen e lektronischen Einrichtungen im Kraftfahrzeug.The electronic device has an aluminum, cup-shaped housing part 1 , which is closed with a cover 2 . The cup-shaped housing part 1 has a plug body 3 , which is secured to the housing part 1 by means of screws or rivets 4 on the outside. The plug pins 5 of the plug body 3 protrude both into the plug body 3 and into the housing interior 6 . The connector 3 connects the circuitry of the device with other electronic devices in the motor vehicle via the connector pins 5 .
Im Gehäuseinneren 6 ist mindestens eine Leiterplatte 7 angeordnet, wel che Bauelemente 8 trägt, die die elektronischen Schaltungen realisieren. Die in das Gehäuseinnere 6 hineinragenden Steckerpins 5 sind elektrisch zur Zuführung von Signalen und elektrischer Leistung mit den auf der Leiterplatte 7 befindlichen Bauelementen 8 verbunden.At least one printed circuit board 7 is arranged in the housing interior 6 , which carries components 8 which implement the electronic circuits. The connector pins 5 protruding into the housing interior 6 are electrically connected to the components 8 located on the printed circuit board 7 in order to supply signals and electrical power.
Zwischen dem Stecker 3 und der Außenseite des Gehäuseteiles 1 ist eine Entstörplatine 9 eingelegt, welche gemeinsam mit dem Stecker 3 am Ge häuseteil 1 befestigt ist.Between the connector 3 and the outer side of the housing part 1, an interference suppression circuit is inserted 9, which is fastened together with the plug 3 at the Ge casing part. 1
Verschiedene Ausführungsformen der Entstörplatine 9 sind in den Fig. 2-4 näher erläutert.Different embodiments of the interference suppression board 9 are explained in more detail in FIGS . 2-4.
Fig. 2 zeigt eine Entstörplatine 9 mit Öffnungen 13 für die Steckerpins 5. Neben diesen Öffnungen 13 ist für jeden Steckerpin 5 ein diskreter Kon densator 10 vorgesehen, der mittels einer auf der Platine 9 angeordneten Verdrahtung so verschaltet ist, dass jeder Kondensator 10 einerseits mit dem Steckerpinpotential und andererseits mit dem Potential des Gehäu ses 1 verbunden ist. Das Gehäusepotential ist dabei üblicherweise auf Masse gelegt. Fig. 2 shows an interference suppression circuit 9 with apertures 13 for the plug pins. 5 In addition to these openings 13 , a discrete capacitor 10 is provided for each plug pin 5 , which is connected by means of a wiring arranged on the circuit board 9 so that each capacitor 10 is connected on the one hand to the plug pin potential and on the other hand to the potential of the housing 1 . The housing potential is usually grounded.
Die vorgefertigte Platine 9 wird über die Steckerpins 5 geschoben, wobei eine umlaufende Steckerdichtung 12 die Entstörplatine 9 an deren Rand umschließt und gleichzeitig abdichtet. Mit Schrauben 4, welche in die Öff nungen 11 der Entstörplatine 9 und die Öffnungen 14 des Steckerkörpers 3 eingreifen, wird die Entstörplatine 9 an der Außenhaut des Gehäuseteils 1 befestigt. Die Befestigung erfolgt dabei so, dass die Dichtung 12 auf dem Gehäuseteil 1 aufliegt. Die Schrauben 4 verbinden die Kondensato ren 10 gleichzeitig elektrisch mit dem Gehäusepotential. The prefabricated circuit board 9 is pushed over the connector pins 5 , a circumferential connector seal 12 enclosing the interference suppression board 9 at its edge and sealing at the same time. With screws 4 , which engage in the openings 11 of the interference suppression board 9 and the openings 14 of the plug body 3, the interference suppression board 9 is fastened to the outer skin of the housing part 1 . The attachment takes place so that the seal 12 rests on the housing part 1 . The screws 4 connect the capacitor 10 at the same time electrically with the housing potential.
Eine andere Ausführungsform, bei welcher Kapazitäten in der Entstörpla tine 9 integriert sind, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Entstörplatine 9 ist als Filmleiterplatte ausgebildet und weist eine strukturierte Leiterschicht 15 auf. Die Struktur entspricht einzelnen, gegeneinander isolierten Konden satorflächen 16. Für jeden Steckerpin 5 ist dabei eine Kondensatorfläche 16 vorgesehen, welche die Öffnung 13 des jeweiligen Steckerpins 5 um schließt. Diese Öffnungen 13 sind metallisiert, wobei jede Kondensator fläche 16 an der Grenzfläche mit der metallisierten Öffnung 13 verbunden ist, wodurch eine elektrische Verbindung entsteht. Nach Einfügen der Ste ckerpins 5 liegen die Kondensatorflächen 16 auf Steckerpotential. Bei die ser Ausführung sind als elektrische Verbindungsmechanismen Einpress vorgänge für die Kontaktierung von besonderem Vorteil.Another embodiment, in which capacities are integrated in the interference suppression circuit 9 , is shown in FIG. 3. The interference suppression board 9 is designed as a film circuit board and has a structured conductor layer 15 . The structure corresponds to individual capacitor surfaces 16 isolated from one another. For each connector pin 5 , a capacitor surface 16 is provided which closes the opening 13 of the respective connector pin 5 . These openings 13 are metallized, wherein each capacitor surface 16 is connected at the interface with the metallized opening 13 , whereby an electrical connection is formed. After inserting the plug pins 5 , the capacitor areas 16 are at the plug potential. In this version, press-in processes for contacting are of particular advantage as electrical connection mechanisms.
Die Filterplatte 9 weist auf der dem Gehäuse zugewandten Oberfläche eine weitere Leitschicht 18 auf, welche direkt nach Montage des Steckers 3 auf dem Gehäuse 1 aufliegt. Sie nimmt somit das Gehäusepotential an. Diese unstrukturierte Leitfläche 18 ist vorzugsweise als Leitkleber ausge bildet, um die Entstörplatine 9 am Gehäuse zu befestigen.The filter plate 9 has a further conductive layer 18 on the surface facing the housing, which lies directly on the housing 1 after the plug 3 has been installed . It therefore takes on the housing potential. This unstructured guide surface 18 is preferably formed as a conductive adhesive to attach the interference suppression board 9 to the housing.
Auf Grund dieser Ausgestaltung wirkt jeder Steckerpin 5 selbst als Kon densatorplatte und bildet mit dem mit Masse verbundenen Gehäuseteil 1 einen Entstörkondensator.Because of this configuration, each connector pin 5 itself acts as a capacitor plate and forms an interference suppression capacitor with the housing part 1 connected to ground.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt. Gemäß dieser Ausführung ist die Filterplatine 9 mit vier Kupferlagen 19, 20, 21, 22 ver sehen. Je eine Kupferlage 19 und 22 ist auf je einer der beiden Außen seiten der Platine 9 angeordnet. Innerhalb der Entstörplatine 9 befinden sich, voneinander isoliert, zwei weitere Kupferlagen 20, 21, welche die Kondensatorflächen 16 bilden, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 3 be schrieben wurden. Another embodiment is shown in FIG. 4. According to this embodiment, the filter board 9 is seen with four copper layers 19 , 20 , 21 , 22 ver. Each copper layer 19 and 22 is arranged on one of the two outer sides of the board 9 . Within the interference suppression board 9 are, isolated from each other, two further copper layers 20 , 21 , which form the capacitor surfaces 16 , as described in connection with FIG. 3 be.
Die beiden äußeren Kupferlagen 19, 22 sind über die Befestigungsele mente 4 mit dem Gehäusepotential verbunden und gegen das Potential, welches die Steckerpins 5 führt, elektrisch isoliert. Die Kondensatorflä chen 16 sind in der ebenfalls beschriebenen Weise elektrisch mit den Steckerpins 5 verbunden. Somit werden pro Steckerpin 2 Kondensatoren realisiert. Werden noch mehr Kondensatoren benötigt, so lassen sich die se einfach durch weiteren, abwechselnden Einbau von Kupferlagen 20, 21, die die strukturierten Kondensatorflächen 16 bilden, und unstrukturierten, ganzflächig ausgebildeten Kupferlagen 19, 22, welche auf Gehäusepo tential liegen, erreichen.The two outer copper layers 19 , 22 are connected to the housing potential via the fastening elements 4 and are electrically insulated from the potential which carries the plug pins 5 . The capacitor surfaces 16 are electrically connected to the plug pins 5 in the manner also described. This means that 2 capacitors are implemented per connector pin. If even more capacitors are required, these can be easily achieved by further, alternating installation of copper layers 20 , 21 , which form the structured capacitor surfaces 16 , and unstructured, all-over copper surfaces 19 , 22 , which are at the potential of the housing.
Bei Notwendigkeit kann eine Vielzahl solcher gegeneinander isolierter Leiterflächen 19, 20, 21, 22 innerhalb der Entstörplatine angeordnet sein.If necessary, a large number of such mutually insulated conductor surfaces 19 , 20 , 21 , 22 can be arranged within the interference suppression board.
Neben der erläuterten Ausführung können die Kondensatorflächen 16 auch mit Hilfe von Stanzteilen oder Kaptonfolien gebildet werden, welche in ein isolierendes Material eingebettet sind. Je nach dem zur Umhüllung der Kondensatorplatten verwendeten Material bzw. Materialkombination kann dieses gleichzeitig Dichtungsaufgaben wahrnehmen.In addition to the described embodiment, the capacitor surfaces 16 can also be formed with the aid of stamped parts or Kapton foils which are embedded in an insulating material. Depending on the material or combination of materials used to encase the capacitor plates, this can simultaneously perform sealing tasks.
Diese erfindungsgemäßen Kondensatorflächen bilden gegenüber dem Außengehäuse Kapazitäten im Bereich bis zu 20 pF.These capacitor areas according to the invention form compared to Outer housing capacities in the range up to 20 pF.
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Legal Events
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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