JP3678658B2

JP3678658B2 - Ｅｍｉ対策用電源ケーブルコネクタ

Info

Publication number: JP3678658B2
Application number: JP2001045761A
Authority: JP
Inventors: 修加藤
Original assignee: NEC Communication Systems Ltd
Current assignee: NEC Communication Systems Ltd
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: JP2002246124A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置等を収容する架構成における給電系のＥＭＩ（Electromagnetic Interference）対策技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信装置等を収容する架構成における給電系のＥＭＩ対策においては、装置（架）をＥＭＩ規格に準拠させ、なお且つ架構成をシンプルにすることが望まれる。このような給電系のＥＭＩ対策は、一般的に回路で対策するのが基本であるが、回路で対策しきれないものは装置として階層的に対策することが要求されている。
【０００３】
従来、このような給電系のＥＭＩ対策としては、ＰＫＧあるいは、バックワイヤリングボードに取り付けられた電源コネクタあるいは絶縁電線の配線中に、ノイズ・フィルタ用の貫通コンデンサあるいはフェライトコアを設けることが通常行われている。
【０００４】
例えば、特開平６−６９８９５号公報記載の発明では、バックワイヤリングボードの貫通穴に貫通コンデンサを直接固定して取り付け、この貫通コンデンサの片側に電源コネクタを接続するとともに、バックワイヤリングボードの上記貫通穴の周囲にアースパターンを形成し、絶縁電線に誘導されたノイズを、貫通コンデンサ及びアースパターンを経由してアースに導くことにより除去している。
【０００５】
また図７は、回路で対策しきれないノイズを架の入出力ポイントで一括して除去するように構成した、従来の架の給電構成例を示すブロック図であり、幾つかのモジュール７が搭載された架９において、各モジュール７への電源（−４８Ｖ，Ｇ，Ｅ）は、電源端子板１から、ＰＢ（Power Bus）４、電源ケーブル５及び電源ケーブルコネクタ６を介して給電される。
【０００６】
そして、各モジュール７から各モジュールの電源（−４８Ｖ，Ｇ，Ｅ）系に伝導したコモンモード・ノイズは、架入出力ポイントでＦＵＳＥＰＡＮＥＬ１０内に搭載されるノイズ・フィルタ３および電源端子板１近傍に実装されたコア２により一括して除去する構成となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報記載の発明では、貫通コンデンサをバックワイヤリングボードに直接取り付けて雑音を除去することにより、シールド筐体の構造を簡単にしているが、バックワイヤリングボードに貫通コンデンサを実装しなければならないので、バックワイヤリングボード自体の構造が複雑化し、結果として部品コストが高価になるという問題がある。
【０００８】
また、図７記載の構成では、各モジュール７の電源系に伝導したコモンモード・ノイズ対策の為に、架の入出力ポイントに多量のコアを使用する必要があるため、架重量が重くなるとともに、架構成が複雑になるという問題が生ずる。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、モジュール単位でのＥＭＩ対策を比較的低コストで実現可能にするとともに、架入出力ポイントでのＥＭＩ対策を軽減することにより、架構成をシンプルにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のモジュールを搭載する装置（架）におけるＰＢ（Power Bus）から各モジュールの電源コネクタに接続する電源ケーブルにおいて、前記モジュールの電源コネクタと嵌合する前記電源ケーブルのコネクタ部に、コモンモード・ノイズを除去するＥＭＩ対策部品である貫通コンデンサを内蔵したことを特徴とする。
【００１１】
本発明のＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタは、各モジュールから各モジュールの電源（−４８Ｖ，Ｇ，Ｅ）に伝導したコモンモード・ノイズを、内蔵する貫通コンデンサを介してモジュール内のＦＥ（Frame Earth）に逃がすという動作を実行することにより、各モジュールの入出力ポイントにおいてコモンモード・ノイズを効率的に除去するように作用する。
【００１２】
従って、比較的簡単な構成により、コモンモード・ノイズがモジュールの外に出て行くことを抑えることができ、架の入出力ポイントに実装しているノイズ・フィルタを小型化し、電源端子板近傍に実装しているコアを除去することができる。また、他の信号ケーブルへのノイズ伝播を防ぐことが可能となり、それに起因する対策が不要となるため架の構成をシンプルにすることができる効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における架の給電構成を示すブロック図である。本発明においては、幾つかのモジュール７が搭載された架９におけるＰＢ（Power Bus）４から各モジュール７の電源コネクタに接続する電源ケーブル５のモジュール側コネクタとして、コモンモード・ノイズを除去するＥＭＩ対策部品である貫通コンデンサを内蔵したＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ８が用いられる。
【００１４】
このＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ８は、各モジュール側電源コネクタに伝導したコモンモード・ノイズを、内蔵した貫通コンデンサにより各モジュール７内のＦＥ（Frame Earth）に逃がす動作を実行する。これにより、コモンモード・ノイズのモジュール外への伝播を抑えることができ、架９の入出力ポイントに実装しているノイズ・フィルタ３を従来よりも小型化することができる。
【００１５】
さらに、従来コモンモード・ノイズ除去用として電源端子板近傍に実装していたコアを除去することができ、また、他の信号ケーブルへのノイズ伝播も防ぐことが可能となるので、それに起因する対策も不要となり、さらに、ＢＷＢに貫通コンデンサを取り付ける必要がないので、架の構成をよりシンプルにすることができる。
【００１６】
図２は、本発明におけるＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタの第１の実施形態を示す断面図であり、図３は、本発明のＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ及び該コネクタが接続されるモジュールの外観図である。
【００１７】
図２に示すように、本発明のＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ８は、貫通コンデンサ１３を内蔵している。この貫通コンデンサ１３のＡ端子は、ＰＢ（Power Bus）４と接続を行う電源ケーブル５と接続され、貫通コンデンサ１３のＢ端子は、電源線Ｂ１２を介してモジュール側電源コネクタ２２と嵌合するコネクタ接続端子１７と接続される。
【００１８】
また、貫通コンデンサ１３のＣ端子は、導電性のプレート１４に接続され、このプレート１４はコネクタＢ部に設けられたシールド板１５と接続されている。シールド板１５は、コネクタ嵌合時にＢＷＢ（バックワイヤリングボード）２１のリア・カバー２３と面接触するようにコネクタ接触部がフィンガー１６構造になっている。
【００１９】
このＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ８のコネクタ接続端子１７をＢＷＢ２１に固定されたモジュール側電源コネクタ２２に嵌合させると、シールド板１５と一体になったフィンガー１６がＢＷＢリア・カバー２３と面で接触する。ＢＷＢリア・カバー２３はシェルフ２０と面接触しており、シェルフ２０はＦＥ（Frame Earth）に強固に接続されている。
【００２０】
コネクタ接続端子１７は、モジュール側電源コネクタ２２と接続されてモジュール７の中に実装される電子回路へ電源を供給する端子であるが、このコネクタ部分にＥＭＩ対策が施されていないと、モジュール７の中に実装される電子回路に内蔵されるスイッチング電源の高周波成分と電子回路で使用しているクロック周波数の高調波成分が、コネクタ接続端子１７を通って電源ケーブル５に流れるため、電源ケーブル５から電磁波として放射される。
【００２１】
本発明のＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ８が用いられた場合、モジュール７側からコネクタ接続端子１７を介してＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ８の中に伝導したコモンモード・ノイズは、電源線Ｂ１２を通り貫通コンデンサ１３からプレート１４に伝導し、プレート１４からシールド板１５に伝導した後フィンガー１６で面接触しているＢＷＢリア・カバー２３に伝導していく。
【００２２】
即ち、貫通コンデンサ１３は、これら高周波のコモンモード・ノイズをＦＥ（Frame Earth）との容量結合により、モジュール７内に閉じ込める働きをする。こうして、モジュール内で発生したコモンモード・ノイズはモジュール７内に閉じ込められ、電源ケーブル５を介して外部に伝播していくことを防ぐことが可能となり、従って、電磁波の不要放射による信号ケーブルへの伝播を抑えることができる。
【００２３】
本発明においては、ＥＭＩ対策部品である貫通コンデンサ１３がＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ８内に実装されているので、モジュール７は従来の構造でも問題なく対応することが可能であり、例えば、ＢＷＢ２１に対してノイズ除去のための特別の構成を付加する必要はない。
【００２４】
しかも、ＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ８内に実装する貫通コンデンサ１３をノイズの帯域に合わせるために変更することも容易にできるため、評価での対策をスムーズに行うことが可能である。また、多層基板により貫通コンデンサを形成する方法を取った場合、ＢＷＢ上に多層基板により貫通コンデンサを形成する必要がなく、低価格に貫通コンデンサを形成することが可能である。
【００２５】
図４は、本発明におけるＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタの第２の実施形態を示す断面図である。本実施の形態では、ＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ内に実装される貫通コンデンサを多層基板構成によって形成したことを特徴としている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００２６】
図５は、図４に示す第２の実施形態で用いられる多層基板構成によって形成された貫通コンデンサの一例を示す断面図であり、図６は、図５に示す貫通コンデンサの層別導体パターン形成イメージ図である。以下、図４〜図６を参照して本発明におけるＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタの第２の実施形態について説明する。
【００２７】
ＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ８内に実装された貫通コンデンサは、多層基板１００の中に形成した導体パターン１２１，１２２，１２３と、ＦＥ（Frame Earth）に接続される導体ベタパターン１２０，及び絶縁体１４０とにより形成される。電源ピン１０１，１０２，１０３は、多層基板１００内に形成した導体パターン１２１，１２２，１２３と接続される。
【００２８】
多層基板１００内で、導体パターン１２１，１２２，１２３は、ＦＥと接続される導体ベタパターン１２０でサンドされる。導体パターン１２１，１２２，１２３と導体ベタパターン１２０の間には適度な誘電率（５〜１０）を有する絶縁体１４０を挿入する。これにより、電源ピン１０１，１０２，１０３とＦＥに接続する導体ベタパターン１２０の間に貫通コンデンサが形成される。
【００２９】
導体ベタパターン１２０は、多層基板１００の表面層に、シールド板１５との接続を行うシールド板接続部１０４を有し、これによりフィンガー１６を介してＢＷＢリア・カバー２３と接続される。ＢＷＢリア・カバー２３は、ＦＥと強固に接続している。
【００３０】
図５，図６に示す多層基板１００の層構成例では、基板は１４層で構成され、１層，３層，５層，７層，８層，１０層，１２層，１４層は、シールド板１５を通しＦＥと接続する導体ベタパターンである。導体ベタパターン１２０は、スルーホール１１１，１１２，１１３の部分にクリアランス１３１，１３２，１３３を形成している。また、各層の導体ベタパターン１２０は、スルーホール１１４，１１５により接続する。
【００３１】
表層（１層，１４層）の導体ベタパターン１２０は、シールド板１５と接続するシールド板接続部１０４を有し、このシールド板接続部１０４を除き絶縁レジスト１４１がコーティングされている。２層，６層，１１層は、スルーホール１１１，１１３に接続する導体パターン１２１，１２３である。電源ピン１０１，１０３は、スルーホール１１１，１１３の中を貫通し、スルーホール１１１，１１３と接続する。
【００３２】
４層，９層，１３層は、スルーホール１１２に接続する導体パターン１２２である。電源ピン１０２は、スルーホール１１２の中を貫通し、スルーホール１１２と接続する。即ち本実施形態のコネクタに実装された貫通コンデンサは、一列に配置された３本の電源ピン１０１，１０２，１０３に対して、隣り合っていない両端に位置する電源ピン１０１と１０３に接続される導体パターン１２１と１２３は同じ層（２層，６層，１１層）に形成される。一方、両端の電源ピン１０１及び１０３と隣り合う中央に位置する電源ピン１０２に接続される導体パターン１２２は、両端の電源ピン１０１と１０３に接続される導体パターン１２１と１２３が形成された層（２層，６層，１１層）とは異なる層（４層，９層，１３層）に形成される。１層から１４層に形成した導体パターンの各層間には、適度な誘電率（5〜１０）を有する絶縁体１４０を挿入する。
【００３３】
これにより、電源ピン１０１，１０２，１０３に接続する導体パターン１２１，１２２，１２３をＦＥと接続する導体ベタパターン１２０を有する層（１層，３層，５層，７層，８層，１０層，１２層，１４層）でサンドイッチ状にはさむことにより、電源ピンとＦＥ間に１０００ｐＦ程度の容量を持つ貫通コンデンサを形成することができる。
【００３４】
本実施形態では、貫通コンデンサを多層基板の中に多層で形成しているため、耐圧を高くすることができ、高電圧の電源に対して適用できるという効果が得られる。本構成において、層数は、容量的に１０００ｐＦ程度が得られれば、何層であっても良い。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、比較的低コストでモジュールの入出力ポイントでのＥＭＩ対策を施すことが可能となり、これにより、コモンモード・ノイズをモジュールの外に伝導して外部へ波及することを防ぐことができ、他の信号ケーブルにノイズが伝播することを抑えることができる。
【００３６】
さらには、架の入出力ポイントに実装されるＦＵＳＥＰＡＮＥＬ内のノイズ・フィルタを小型化することができ、また、電源端子板の近傍に付けている多量のコアを削除することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における架の給電構成を示すブロック図である。
【図２】本発明におけるＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタの第１の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明のＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ及び該コネクタが接続されるモジュールの外観図である。
【図４】本発明におけるＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタの第２の実施形態を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態で用いられる多層基板構成によって形成された貫通コンデンサの一例を示す断面図である。
【図６】図５に示す貫通コンデンサの層別導体パターン形成イメージ図である。
【図７】従来の架の給電構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１電源端子板
２コア
３ノイズ・フィルタ
４ＰＢ（Power Bus）
５電源ケーブル
６電源ケーブルコネクタ
７モジュール
８ＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ
９架
１０ＦＵＳＥＰＡＮＥＬ
１２電源線Ｂ
１３貫通コンデンサ
１４プレート
１５シールド板
１６フィンガー
１７コネクタ接続端子
１８コネクタカバー
１９ケーブル固定金具
２０シェルフ
２１ＢＷＢ（バックワイヤリングボード）
２２モジュール側電源コネクタ
２３ＢＷＢリア・カバー
１００多層基板
１０１〜１０３電源ピン
１０４シールド板接続部
１１１〜１１５スルーホール
１２０導体ベタパターン
１２１〜１２３導体パターン
１３１〜１３３クリアランス
１４０絶縁体
１４１絶縁レジスト

Claims

複数のモジュールを搭載する装置（架）におけるＰＢ（Power Bus）から各モジュールの電源コネクタに接続する電源ケーブルに設けられ、前記モジュール側の一列に配置された３本のコネクタ端子を有する電源コネクタと嵌合するコネクタ部に、前記モジュールから発生するコモンモード・ノイズのモジュール外への伝播を防止する貫通コンデンサを内蔵したＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタにおいて、
前記貫通コンデンサは、
一列に配置されて貫通する３本の電源ピンと、
両端に位置する２本の前記電源ピンと接続される導体パターンを有する層と、
中央に位置する前記電源ピンに接続される導体パターンを有する層と、
接地側導体パターンを有し、前記両端に位置する２本の電源ピンと接続される導体パターンを有する層と前記中央に位置する電源ピンに接続される導体パターンを有する層をそれぞれサンドイッチ状にはさむ層と、
前記各層間に挿入される絶縁体層とからなる多層基板により構成され、
前記各導体パターンと接地側導体パターン間の容量により前記貫通コンデンサが形成されていることを特徴とするＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ。
前記貫通コンデンサは、前記多層基板上の接地側導体パターンと接続されるとともにコネクタ嵌合時に前記モジュールの導電性リア・カバーと接触するフィンガーを有するシールド板を備えていることを特徴とする請求項１に記載のＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ。
前記電源ケーブルのコネクタ接続端子と前記貫通コンデンサの電源ピンとを接続する電源線は、前記多層基板表面に形成されて前記シールド板と接続された導体ベタパターンと前記シールド板により遮蔽されていることを特徴とする請求項２に記載のＥＭＩ対策用電源ケーブルコネクタ。