DE102006044304A1 - Noise suppression circuit arrangement for motor vehicle`s direct current motor, has capacitors connected with respective contacts and arranged in proximity to motor such that flux lines of chokes lie perpendicular to lines of capacitors - Google Patents

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Abstract

The arrangement has bypass capacitors (6, 7) for electrical connection of connection contacts (2, 3) of a direct current motor (1) with a motor housing (4). Suppression chokes (9, 10) electrical connect the contacts with control electronics of the motor. The chokes are electrically connected with the connection contacts, and the capacitors that are connected with the respective connection contacts are arranged in immediate proximity to the motor such that electromagnetic flux lines of the chokes lie perpendicular to the electromagnetic flux lines of the capacitors.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Entstörschaltung für einen Gleichstrommotor mit zwei Anschlusskontakten, wobei die Entstörschaltung zumindest je einen Ableitkondensator zur elektrischen Verbindung der zwei Anschlusskontakte des Gleichstrommotors mit dem Motorgehäuse, und je eine Entstördrossel zur elektrischen Verbindung der zwei Anschlusskontakte mit der Ansteuerelektronik des Gleichstrommotors aufweist.The The invention relates to an arrangement of a suppression circuit for a DC motor with two connection contacts, with the suppression circuit at least one each Ableitkondensator for electrical connection the two terminals of the DC motor with the motor housing, and one each suppression choke for the electrical connection of the two terminal contacts with the control electronics of DC motor has.

Es ist bekannt, dass durch die Verwendung von Elektromotoren oder anderen elektronischen Systemen Störstrahlungen entstehen, die den Betrieb anderer elektronischer Systeme negativ beeinflussen oder beispielsweise den Rundfunkempfang oder Funkverkehr erschweren. Gleichzeitig existiert auch eine Empfindlichkeit des Systems selbst gegen die Störabstrahlung anderer elektronischer Systeme. Daher ist es insbesondere in der Automobilindustrie üblich, die elektromagnetische Verträglichkeit von elektronischen Bauteilen nachweisen zu müssen.It is known to be through the use of electric motors or others electronic systems interference radiation arise, which negatively affects the operation of other electronic systems influence or, for example, the radio reception or radio communication difficult. At the same time there is also a sensitivity of the Systems themselves against the disturbance radiation other electronic systems. Therefore, it is especially in the Automotive industry usual, the electromagnetic compatibility to prove of electronic components.

So wird in der US 5,872,411 eine Entstörschaltung vorgeschlagen, bei der in der elektrischen Leiterbahn zur Verbindung der Anschlusskontakte mit der Ansteuerelektronik eine Entstördrossel angeordnet ist. Des Weiteren werden Leiterbahnen zwischen den Anschlusskontakten und der Masse vorgesehen, in denen je ein Ableitkondensator angeordnet ist. Dabei kann die Masse beispielsweise das Gehäuse des Gleichstrommotors sein. Des Weiteren wird hierin auch eine Entstörschaltung offenbart, bei der ein zusätzlicher Ableitkondensator die beiden Anschlusskontakte miteinander verbindet. Eine derartige Filterschaltung sorgt bereits für eine gute elektromagnetische Verträglichkeit eines damit ausgerüsteten Gleichstrommotors.So will in the US 5,872,411 proposed a suppression circuit in which a suppression choke is arranged in the electrical conductor for connecting the terminal contacts with the control electronics. Furthermore, conductor tracks are provided between the connection contacts and the ground, in each of which a bypass capacitor is arranged. The mass may be, for example, the housing of the DC motor. Furthermore, an interference suppression circuit is also disclosed herein, in which an additional dissipation capacitor connects the two connection contacts. Such a filter circuit already ensures good electromagnetic compatibility of a DC motor equipped therewith.

Inwieweit eine besondere Anordnung der einzelnen Bauteile einer Entstörschaltung zu einer weiteren Verbesserung der Störstrahlung führt, wurde bisher nicht untersucht.To what extent a special arrangement of the individual components of a suppression circuit led to a further improvement of the interference, was not examined yet.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung einer Entstörschaltung zu schaffen, durch die die elektromagnetische Verträglichkeit zusätzlich verbessert werden kann, ohne zusätzliche Bauteile verwenden zu müssen.It It is therefore an object of the invention to provide an arrangement of an interference suppression circuit to create, through which the electromagnetic compatibility additionally improved can be without additional To use components.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die mit je einem der Anschlusskontakte des Gleichstrommotors elektrisch verbundene Entstördrossel und der mit demselben Anschlusskontakt des Gleichstrommotors verbundene Ableitkondensator jeweils derart am Gleichstrommotor in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind, dass die elektromagnetischen Feldlinien der Entstördrossel senkrecht zu den elektromagnetischen Feldlinien des mit dem gleichen Anschlusskontakt verbundenen Ableitkondensators liegen. Durch eine derartige Anordnung wird ein erheblich verbesserter Störgrad des Gleichstrommotors erreicht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass eine induktive Kopplung zwischen den Bauteilen Entstördrossel und Ableitkondensator verhindert wird.These Task is solved by that with each one of the terminals of the DC motor electrically connected suppression choke and the one connected to the same terminal of the DC motor Conduction capacitor in each case so on the DC motor in the immediate Close to each other are arranged so that the electromagnetic field lines of the suppression choke perpendicular to the electromagnetic field lines of the same Connection contact connected Ableitkondensators lie. By a Such arrangement will significantly improve the degree of interference DC motor achieved. This is due to the fact that an inductive coupling between the components suppression choke and bypass capacitor is prevented.

Vorzugsweise ist die Entstörschaltung achssymmetrisch aufgebaut, wobei durch die Symmetrie eine zusätzliche, die Abstrahlung dämpfende Wirkung erzielt wird.Preferably is the suppression circuit axisymmetric, whereby due to the symmetry an additional, the radiation damping Effect is achieved.

In einer weiterführenden Ausführungsform sind von den Entstördrosseln zur Ansteuerelektronik verlaufende Leiterbahnen parallel und in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet. Durch den hier vorhandenen engen Abstand wird diese abstrahlungsdämpfende Wirkung noch einmal verstärkt. Insbesondere heben sich die elektromagnetischen Felder der beiden Leiterbahnen weitestgehend gegenseitig auf.In a continuing Embodiment are from the suppression chokes to the control electronics running tracks parallel and in in close proximity to arranged to each other. Due to the existing close distance This is radiation-damping Effect reinforced again. In particular, the electromagnetic fields of the two cancel each other out Tracks are largely mutually exclusive.

Des Weiteren wurde festgestellt, dass eine zusätzliche Verbesserung der Entstörung dadurch erreicht wird, dass die Entstördrosseln in einem Winkel von 70° bis 140° zueinander angeordnet sind. Dies führt wiederum zu einer zumindest teilweisen Entkopplung beispielsweise zwischen den beiden Entstördrosseln.Of It has also been found that this achieves an additional improvement of the suppression that is the suppression chokes at an angle of 70 ° to 140 ° to each other are arranged. this leads to turn to an at least partial decoupling, for example between the two suppression chokes.

Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, dass ein dritter Ableitkondensator die beiden Anschlusskontakte elektrisch verbindet. Dies führt zu einer verbesserten Entstörung des Gleichstrommotors insbesondere im unteren Frequenzbereich.A Further improvement is achieved in that a third leakage capacitor the two connection contacts electrically connects. This leads to a improved filtering of the DC motor, especially in the lower frequency range.

All diese Ausführungen führen zu einer deutlich verbesserten elektromagnetischen Verträglichkeit des Gleichstrommotors, so dass dieser in einem Kraftfahrzeug verwendet werden kann. Erstmalig wird somit eine Verbesserung der Störabstrahlung durch eine optimierte Anordnung der Entstörbauteile zueinander offenbart.Alles these designs to lead to a significantly improved electromagnetic compatibility of the DC motor, so this used in a motor vehicle can be. For the first time thus an improvement of the noise emission by discloses an optimized arrangement of the suppression components to each other.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.One embodiment is shown in the drawings and will be described below.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung einer Entstörschaltung für einen Gleichstrommotor in dreidimensionaler Darstellung. 1 shows an inventive arrangement of a suppression circuit for a DC motor in three-dimensional representation.

2 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Anordnung einer Entstörschaltung in Form einer Endkappe eines Elektromotors in dreidimensionaler Darstellung. 2 shows a second inventive arrangement of a suppression circuit in the form of an end cap of an electric motor in three-dimensional representation.

Die 1 zeigt einen Gleichstrommotor 1, an dessen Ende zwei Anschlusskontakte 2, 3 aus einem Motorgehäuse 4 ragen. Auf den näheren Aufbau des Gleichstrommotors wird im Folgenden nicht eingegangen, da dieser allgemein bekannt und für die Erfindung unwesentlich ist.The 1 shows a DC motor 1 , at the end of two terminals 2 . 3 from a motor housing 4 protrude. The closer construction of the DC motor will not be hereafter gone, since this is well known and immaterial to the invention.

Am axialen Ende des Gleichstrommotors 1, an dem die Anschlusskontakte 2, 3 aus dem Gehäuse 4 ragen, ist eine Entstörschaltung 5 angeordnet, welche aus einem ersten Ableitkondensator 6, einem zweiten Ableitkondensator 7, einem dritten Ableitkondensator 8 sowie einer ersten Entstördrossel 9 und einer zweiten Entstördrossel 10 besteht.At the axial end of the DC motor 1 to which the connection contacts 2 . 3 out of the case 4 is a suppression circuit 5 arranged, which from a first bypass capacitor 6 , a second bypass capacitor 7 , a third leakage capacitor 8th and a first suppression choke 9 and a second suppression choke 10 consists.

Die Entstörschaltung 5 ist so verschaltet, dass der Ableitkondensator 6 mit dem Anschlusskontakt 2 über eine Leiterbahn 11 verbunden ist und in gleicher Weise der Ableitkondensator 7 mit dem Anschlusskontakt 3 über eine in der Figur nicht erkennbare Leiterbahn mit dem Anschlusskontakt 3 des Gleichstrommotors 1 verbunden ist. Von der anderen Seite der Ableitkondensatoren 6, 7 führen Leiterbahnen 13, 14 zum metallischen Gehäuse 4 des Gleichstrommotors 1, welches somit als Masse dient. Hierbei ist möglichst darauf zu achten, dass lediglich eine punktförmige Berührung des Motorgehäuses 4 durch die Leiterbahn 13, 14 stattfindet. Dies kann beispielsweise durch Löten oder Klemmen eines gemeinsamen Endes der Leiterbahnen 13, 14 erfolgen. Die Verbindungsleitungen 13, 14 von den Ableitkondensatoren 6, 7 werden hierzu in einem ersten Abschnitt zueinander geführt und gemeinsam an einem Punkt mit der Masse bzw. dem Motorgehäuse 4 kontaktiert.The suppression circuit 5 is connected so that the bypass capacitor 6 with the connection contact 2 via a conductor track 11 is connected and in the same way the discharge capacitor 7 with the connection contact 3 via a not visible in the figure trace with the terminal contact 3 of the DC motor 1 connected is. From the other side of the bypass capacitors 6 . 7 lead tracks 13 . 14 to the metallic housing 4 of the DC motor 1 , which thus serves as a mass. It is important to make sure that only a point-like contact of the motor housing 4 through the track 13 . 14 takes place. This can be done, for example, by soldering or clamping a common end of the tracks 13 . 14 respectively. The connection lines 13 . 14 from the bypass capacitors 6 . 7 are guided to each other in a first section and together at a point with the mass or the motor housing 4 contacted.

Die Entstördrossel 9 ist über eine in der Figur versteckte Leiterbahn mit dem Anschlusskontakt 2 des Gleichstrommotors 1 in gleicher Weise wie die Entstördrossel 10 über eine Leiterbahn 16 mit dem Anschlusskontakt 3 des Gleichstrommotors 1 verbunden. Ihre jeweils entgegengesetzten Seiten sind ebenfalls über lediglich in 2 erkennbare Leiterbahnen mit einer nicht dargestellten Ansteuerelektronik verbunden, wobei darauf zu achten ist, dass die Leiterbahnen in einem ersten Bereich 17, 18 möglichst nahe zueinander geführt werden und in einem zweiten Bereich 19, 20 in unmittelbarer Nähe zueinander parallel in Richtung zur Ansteuerelektronik geführt werden. Diese parallele Führung der Leiterbahnen 19, 20 führt zu einer weitestgehenden Aufhebung der entstehenden elektromagnetischen Felder der beiden Leiterbahnen, wodurch ebenfalls elektromagnetische Verträglichkeit eines derartigen Bauteils erhöht werden kann.The suppression choke 9 is over a hidden in the figure trace with the terminal contact 2 of the DC motor 1 in the same way as the suppression choke 10 via a conductor track 16 with the connection contact 3 of the DC motor 1 connected. Their respective opposite sides are also about only in 2 recognizable interconnects connected to a control electronics, not shown, wherein care must be taken that the interconnects in a first area 17 . 18 as close as possible to each other and in a second area 19 . 20 in the immediate vicinity parallel to each other in the direction of the control electronics. This parallel guidance of the tracks 19 . 20 leads to a substantial cancellation of the resulting electromagnetic fields of the two interconnects, which also electromagnetic compatibility of such a component can be increased.

In der 1 ist deutlich zu erkennen, dass die Entstördrossel 9 unmittelbar über dem Ableitkondensator 6 angeordnet ist und entsprechend auch die Entstördrossel 10 unmittelbar oberhalb des Ableitkondensators 7 angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist darauf zu achten, dass die beiden Teile in unmittelbarer Nähe zueinander, möglichst mit einem Abstand < 3 mm zueinander angeordnet sind. Die elektromagnetischen Feldlinien der Entstördrosseln 9, 10 müssen dabei senkrecht zu den elektromagnetischen Feldlinien der Ableitkondensatoren 6, 7 liegen. Durch eine derartige Anordnung wird der Kopplungsfaktor zwischen den Entstörbauteilen minimiert, so dass Störfelder der Entstörbauteile selbst ebenfalls gedämpft werden. Dies liegt daran, dass induktive Verkopplungen in Entstörschaltungen zur Verminderung der Dämpfungseigenschaften auf unkontrollierbare Weise führen.In the 1 is clearly visible that the suppression choke 9 immediately above the bypass capacitor 6 is arranged and accordingly also the suppression choke 10 immediately above the bypass capacitor 7 is arranged. With this arrangement, it must be ensured that the two parts are arranged in the immediate vicinity of each other, if possible at a distance of <3 mm from each other. The electromagnetic field lines of the suppression chokes 9 . 10 must be perpendicular to the electromagnetic field lines of the bypass capacitors 6 . 7 lie. Such an arrangement minimizes the coupling factor between the interference suppression components so that interference fields of the interference suppression components themselves are likewise damped. This is due to the fact that inductive couplings in suppressor circuits lead to the reduction of the damping properties in an uncontrollable manner.

Aus der 1 ist des Weiteren zu erkennen, dass die beiden Entstördrosseln 9, 10 etwa im 80° Winkel zueinander angeordnet sind. Hierbei wurde gefunden, dass insbesondere eine Stellung der Entstördrosseln von 70° bis 140° zueinander zu einer weiteren Verbesserung der Dämpfungseigenschaften einer derartigen Entstörschaltung führen, da eine Entkopplung beispielsweise zwischen den beiden Entstördrosseln 9, 10 verringert wird.From the 1 It can also be seen that the two suppression chokes 9 . 10 are arranged approximately at 80 ° to each other. It has been found that in particular a position of the suppression chokes of 70 ° to 140 ° to each other lead to a further improvement of the damping characteristics of such a suppression circuit, as a decoupling example, between the two suppression chokes 9 . 10 is reduced.

Erwähnt sei an dieser Stelle auch, dass das axiale Spiel des Motors so klein wie möglich gewählt werden sollte, da ansonsten der Funkenabriss am Kollektor größer wird und somit die Dämpfung beeinträchtigt wird.Mention should be made at this point too, that the axial play of the engine is so small as possible to get voted should, otherwise the spark arrester at the collector gets bigger and thus the damping impaired becomes.

Der dritte Ableitkondensator 8 wiederum ist zwischen die beiden Anschlusskontakte 2, 3 des Gleichstrommotors 1 geschaltet. Dieser Ableitkondensator 8 dient insbesondere zur Entstörung eines Gleichstrommotors 1 im unteren Frequenzbereich, während die übrige Verschaltung mit den Ableitkondensatoren 6, 7 und den Entstördrosseln 9, 10 insbesondere in einem Bereich für eine ausreichende Entstörung sorgt, in dem das Bürstenfeuer des Gleichstrommotors 1 die Emissionswerte maßgeblich bestimmt.The third discharge capacitor 8th in turn is between the two connection contacts 2 . 3 of the DC motor 1 connected. This leakage capacitor 8th is used in particular for suppression of a DC motor 1 in the lower frequency range, while the remaining circuitry with the bypass capacitors 6 . 7 and the suppression chokes 9 . 10 especially in an area providing adequate suppression in which the brush fire of the DC motor 1 the emission values are significantly determined.

Wie beiden Figuren zu entnehmen ist, ist eine symmetrische, insbesondere achssymmetrische Gestaltung der Entstörschaltung ebenfalls zur induktiven Entkopplung der gegenüberliegenden Bauteile zu empfehlen.As two figures is to be seen is a symmetrical, in particular Axisymmetric design of the suppression circuit also for inductive Decoupling the opposite To recommend components.

Die 2 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie jener der 1, wobei hier die Entstörschaltung 5 vollständig auf einer Endkappe 21 eines Gleichstrommotors fest angeordnet ist. Die Leiterbahnen 11 bis 20 werden hierbei durch Stanzteile realisiert, welche direkt an der Motorendkappe 21 befestigt sind. Auch hier erfolgen die Verbindungen zwischen den Entstörbauteilen 6 bis 10 und den Leiterbahnen 15 bis 20 durch kleine Lötverbindungen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, auf andere Weise, beispielsweise durch Schneidklemmverbindungen, die elektrische Kontaktierung herzustellen.The 2 shows a similar structure as that of 1 , where here the suppression circuit 5 completely on an end cap 21 a DC motor is fixed. The tracks 11 to 20 are realized here by stampings, which directly on the motor end cap 21 are attached. Again, the connections between the suppression components made 6 to 10 and the tracks 15 to 20 through small solder joints. Of course, it is also conceivable to produce the electrical contact in another way, for example by insulation displacement connections.

Die Leiterbahnen 13, 14 zur Verbindung der Kondensatoren mit der Masse beziehungsweise dem Motorgehäuse sind in vorliegendem Ausführungsbeispiel als ein Stanzteil ausgeführt, welches im mittleren Bereich beispielsweise eine nach innen weisende Nase aufweist, über welche beim Aufsetzen der Kappe 21 die Verbindung zum Gehäuse 4 des Gleichstrommotors 1 hergestellt wird.The tracks 13 . 14 for connecting the capacitors to the ground or the motor housing are in the present Ausführungsbei game designed as a stamped part, which has, for example, an inwardly facing nose in the middle region, about which when putting the cap 21 the connection to the housing 4 of the DC motor 1 will be produced.

Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass es auch sinnvoll ist, die Leiterbahnen von den Anschlusskontakten 2, 3 zu den Entstördrosseln 9, 10 bzw. den Ableitkondensatoren 6, 7 möglichst parallel zu führen, was ebenfalls die Dämpfung erhöht.Furthermore, it should be noted that it makes sense, the interconnects of the terminals 2 . 3 to the suppression chokes 9 . 10 or the bypass capacitors 6 . 7 as parallel as possible, which also increases the attenuation.

Eine derartig ausgebildete Entstörschaltung mit einer Anordnung der einzelnen Bauteile zueinander, wie sie in den Ausführungen dargestellt sind, verbessert den erreichbaren Entstörgrad erheblich, ohne zusätzliche Bauteile verwenden zu müssen. Dies wird insbesondere durch eine induktive Entkopplung der Teile zueinander erreicht. So wird eine sehr gute Dämpfung von Spannungsspitzen erzielt.A such trained interference suppression circuit with an arrangement of the individual components to each other, as in the versions are shown, the achievable degree of interference significantly improves, without additional To use components. This is in particular by an inductive decoupling of the parts to each other reached. This is a very good damping of voltage spikes achieved.

Claims (5)

Anordnung einer Entstörschaltung für einen Gleichstrommotor mit zwei Anschlusskontakten, wobei die Entstörschaltung zumindest je einen Ableitkondensator zur elektrischen Verbindung der zwei Anschlusskontakte des Gleichstrommotors mit dem Motorgehäuse, und je eine Entstördrossel zur elektrischen Verbindung der zwei Anschlusskontakte mit der Ansteuerelektronik des Gleichstrommotors aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mit je einem der Anschlusskontakte (2, 3) des Gleichstrommotors (1) elektrisch verbundene Entstördrossel (9, 10) und der mit demselben Anschlusskontakt (2, 3) des Gleichstrommotors (1) verbundene Ableitkondensator (6, 7) jeweils derart am Gleichstrommotor (1) in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind, dass die elektromagnetischen Feldlinien der Entstördrossel (9, 10) senkrecht zu den elektromagnetischen Feldlinien des mit dem gleichen Anschlusskontakt (2, 3) verbundenen Ableitkondensators (6, 7) liegen.Arrangement of a suppression circuit for a DC motor with two connection contacts, wherein the suppression circuit comprises at least one Ableitkondensator for electrically connecting the two terminals of the DC motor with the motor housing, and each one suppression choke for electrically connecting the two terminals with the control electronics of the DC motor, characterized in that each with one of the connection contacts ( 2 . 3 ) of the DC motor ( 1 ) electrically connected suppression choke ( 9 . 10 ) and with the same connection contact ( 2 . 3 ) of the DC motor ( 1 ) connected to the discharge capacitor ( 6 . 7 ) in each case on the DC motor ( 1 ) are arranged in close proximity to one another that the electromagnetic field lines of the suppression choke ( 9 . 10 ) perpendicular to the electromagnetic field lines of the same terminal ( 2 . 3 ) connected Ableitkondensators ( 6 . 7 ) lie. Anordnung einer Entstörschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstörschaltung (5) achssymmetrisch aufgebaut ist.Arrangement of a noise suppression circuit according to claim 1, characterized in that the interference suppression circuit ( 5 ) is constructed axisymmetric. Anordnung einer Entstörschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von den Entstördrosseln (9, 10) zur Ansteuerelektronik verlaufende Bereiche (19, 20) von Leiterbahnen parallel und in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind.Arrangement of an interference suppression circuit according to one of claims 1 or 2, characterized in that of the interference suppression chokes ( 9 . 10 ) extending to the control electronics areas ( 19 . 20 ) of printed conductors are arranged parallel and in close proximity to each other. Anordnung einer Entstörschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstördrosseln (9, 10) in einem Winkel von 70° bis 140° zueinander angeordnet sind.Arrangement of an interference suppression circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the suppression chokes ( 9 . 10 ) are arranged at an angle of 70 ° to 140 ° to each other. Anordnung einer Entstörschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Ableitkondensator (8) als Parallelkondensator die beiden Anschlusskontakte (2, 3) des Gleichstrommotors (1) elektrisch verbindet.Arrangement of an interference suppression circuit according to one of the preceding claims, characterized in that a third leakage capacitor ( 8th ) as a parallel capacitor, the two terminals ( 2 . 3 ) of the DC motor ( 1 ) electrically connects.
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