WO2019026656A1 - 回路装置、及び温度検出システム - Google Patents

回路装置、及び温度検出システム Download PDF

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connector
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慎也 中野
善隆 石川
賢二 小泉
力 大森
森本 直久
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三洋電機株式会社
パナソニック株式会社
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    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • HELECTRICITY
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a circuit device for detecting the temperature of an object, and a temperature detection system.
  • a thermistor is often used when detecting the temperature of an object.
  • the thermistor element is installed on or near the surface of the object, and connected to the circuit board via a wire harness.
  • the temperature detected by the thermistor is not only used to detect high temperature abnormality or low temperature abnormality, but also when SOC (State Of Charge), SOH (State Of Health) or internal resistance is calculated. It is also used for temperature correction. Therefore, high accuracy is required for the detected value of the thermistor. In order to improve the detection accuracy of the thermistor, it is important to improve the noise resistance.
  • EMC Electro-Magnetic Compatibility
  • a strong external noise generally, common mode noise with reference to a chassis ground
  • the detection circuit on the substrate side does not erroneously detect noise due to noise, but noise intrudes on the thermistor side and the resistance value of the thermistor decreases, resulting in fluctuation of the detected value.
  • the thermistor generates heat when a high frequency current flows, and has a characteristic that the resistance value decreases.
  • a high frequency current caused by externally applied noise flows into the thermistor element, the thermistor element generates heat, and the resistance value of the thermistor element decreases.
  • the present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide a technology capable of easily enhancing the noise resistance of the temperature detection element at low cost.
  • a circuit device is a circuit device connected to a temperature detection element for detecting a temperature of an object, and an external signal line and an external signal ground line.
  • a connector connected to the external signal line and the external signal ground line, an internal signal line connected to the external signal line via the connector, and the external signal ground line via the connector Internal signal ground line, the control signal circuit connected to the internal signal line and the internal signal ground line, for detecting the temperature of the object, and the first stage of the internal signal line and the internal signal when viewed from the connector And a high frequency filter inserted in at least one of the first stage of the ground line.
  • the noise resistance of the temperature detection element can be easily increased at low cost.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams schematically depicting the electric lines of force between the internal signal lines and the internal signal ground lines of the circuit device and the lines of electric lines between the external signal lines and the external signal ground lines. is there.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the principle of conversion of common mode noise into normal mode noise. It is a figure which shows the structure of the temperature detection system which concerns on the modification 1 of this invention. It is a figure which shows the structure of the temperature detection system which concerns on the modification 2 of this invention. It is a figure which shows the structure of the temperature detection system which concerns on the modification 3 of this invention. It is a figure which shows the structure of the temperature detection system which concerns on the modification 4 of this invention. It is a figure which shows the structure of the temperature detection system which concerns on the modification 5 of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a temperature detection system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the temperature detection system 1 includes a circuit device 10 and a thermistor element T1 and is a system for detecting the temperature of an object 2.
  • the thermistor element T1 is disposed on or near the surface of the object 2.
  • the object 2 is assumed to be a drive battery (traction battery) mounted on a vehicle.
  • the driving battery is configured by connecting a plurality of battery cells in series or in series and parallel. A lithium ion battery or a nickel hydrogen battery can be used for the battery cell.
  • the thermistor element T1 and the circuit device 10 are connected via the external signal line 20s and the external signal ground line 20sg.
  • the external signal line 20s and the external signal ground line 20sg are configured by a wire harness.
  • One end of the wire harness is connected to both ends of the thermistor element T1, and the other end of the wire harness is connected to the connector 13 of the circuit device 10.
  • a male connector is attached to the other end of the wire harness, and the male connector is fitted to and connected to the female connector 13 of the circuit device 10.
  • the drive battery, the thermistor element T1, the external signal line 20s, the external signal ground line 20sg, and the circuit device 10 are accommodated in the exterior box in an insulated state.
  • the exterior box is formed of a conductive casing such as metal and fixed to a predetermined place in the vehicle.
  • the conductive casing is a chassis ground 30g.
  • the circuit device 10 is an electronic circuit in which various electronic components are mounted on a substrate.
  • the power supply of the circuit device 10 is supplied from an accessory battery in the vehicle.
  • a 12V output lead battery is used for the auxiliary battery.
  • the circuit arrangement 10 comprises a microcontroller 11.
  • a control power supply voltage for example, 3 to 5 V
  • a voltage for example, 12 V
  • a regulator not shown
  • An internal signal line 12s connects between an analog input port of the microcontroller 11 and a terminal to which the external signal line 20s of the connector 13 is connected.
  • the internal signal lines 12s are configured by strip lines or micro strip lines.
  • the ground terminal of the microcontroller 11 and the terminal to which the external signal ground line 20sg of the connector 13 is connected are connected by the internal signal ground line 12sg.
  • Internal signal ground line 12sg is formed of a ground plane.
  • the internal signal ground line 12sg is connected to the negative wiring of the auxiliary battery and is at the ground potential of the substrate.
  • the internal signal line 12s is pulled up to the control power supply voltage via the second resistor R2.
  • a low pass filter is connected to the first stage viewed from the analog input port of the microcontroller 11. Specifically, the first resistor R1 is connected to the analog input port of the microcontroller 11, and the first capacitor C1 is connected between the analog input port and the internal signal ground line 12sg.
  • the low pass filter is connected at the front end as viewed from the analog input port of the microcontroller 11. However, the low pass filter may not necessarily be provided.
  • a ⁇ -type filter is connected to the next stage of the low pass filter as viewed from the microcontroller 11.
  • the ⁇ -type filter has a configuration in which a second capacitor C2 and a third capacitor C3 are connected in parallel before and after the first inductor L1 inserted in the internal signal line 12s. Furthermore, a fourth capacitor C4 is connected in parallel to the next stage of the ⁇ filter to enhance the noise attenuation effect.
  • the ⁇ -type filter is a filter suitable when both the impedance on the input side and the impedance on the output side are high.
  • the ⁇ -type filter is connected to the next stage of the low-pass filter as viewed from the microcontroller 11.
  • the ⁇ -type filter may not necessarily be provided.
  • the thermistor element T1 generates heat when a high frequency current flows, and has a characteristic that the resistance value decreases.
  • common mode noise based on the chassis ground 30g is applied to the test product.
  • the common mode noise itself does not give a potential difference to the thermistor element T1, so that the problem itself does not occur.
  • common mode noise is converted to normal mode noise and the potential difference between the external signal line 20s and the external signal ground line 20sg
  • the high frequency current flows to the thermistor element T1.
  • FIGS. 2A and 2B schematically show electric lines between the internal signal line 12s and the internal signal ground line 12sg of the circuit device 10 and electric lines between the external signal line 20s and the external signal ground line 20sg.
  • the internal signal line 12s is configured by a strip line or a microstrip line
  • the internal signal ground line 12sg is configured by a ground plane.
  • the external signal line 20s and the external signal ground line 20sg are configured by wire harnesses of two parallel wires or a twist wire.
  • the physical structure of the wiring differs between the inside and the outside of the substrate. That is, the metallic connection between the wires is different. Therefore, differences occur in the characteristic impedance Z1 between the internal signal line 12s and the internal signal ground line 12sg and the characteristic impedance Z2 between the external signal line 20s and the external signal ground line 20sg.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the principle of conversion of common mode noise into normal mode noise.
  • the noise VC1 between the internal signal line 12s and the chassis ground 30g and the noise VC2 between the internal signal ground line 12sg and the chassis ground 30g originally become common mode noise, and the thermistor element T1 is It should not affect the detection signal.
  • each of the first stage of the internal signal line 12s and the first stage of the internal signal ground line 12sg is viewed from the connector 13.
  • the chip bead (ferrite bead) is an element having a combination of the properties of an inductor and a resistor, and the inductor characteristic becomes strong in the low frequency region, and the resistance characteristic becomes strong in the high frequency region. Therefore, high frequency noise can be removed without attenuating the direct current component and the low frequency component.
  • the first chip beads B1 and the second chip beads B2 are preferably arranged in the vicinity of the connector 13. Since conversion from common mode noise to normal mode noise occurs near the connector 13, the noise reduction effect is enhanced as the chip beads B 1 and B 2 are arranged closer to the connector 13. Moreover, it is preferable to use a wide band type bead for the first chip bead B1 and the second chip bead B2. In EMC tests that test a wide range of frequencies, using a wide band type of beads can provide a stable noise reduction effect over a wide frequency range.
  • the strip line or the micro strip line is illustrated as the configuration of the internal signal line 12s in the above embodiment, the configuration is not necessarily limited to this.
  • the first chip bead B1 and the first stage of internal signal ground line 12sg are respectively provided at the first stage of internal signal line 12s.
  • the second chip bead B2 By inserting the second chip bead B2, a noise reduction effect can be obtained.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a temperature detection system 1 according to a first modification of the present invention.
  • the first chip bead B1 and the second chip bead B2 are inserted into both the internal signal line 12s and the internal signal ground line 12sg has been described. In this respect, even when inserted in only one side, a certain effect can be obtained.
  • FIG. 4 shows an example in which the chip bead B1 is inserted only on the internal signal line 12s side, the chip bead B2 may be inserted only on the internal signal ground line 12sg side. Even when inserted into either side, an effect of suppressing a noise current generated in the vicinity of the connector 13 as shown in FIG. 3B from flowing into the thermistor element T1 can be obtained.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a temperature detection system 1 according to a second modification of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a temperature detection system 1 according to a third modification of the present invention.
  • a damping resistor may be used instead of the chip bead.
  • the damping resistance is a resistance having a low resistance value, and has an effect of suppressing the current.
  • the suppression effect also acts on the current of the DC component and the low frequency component.
  • the first damping resistor Rd1 and the second damping resistor Rd2 are inserted in both the internal signal line 12s and the internal signal ground line 12sg.
  • FIG. 6 shows an example in which the damping resistor Rd1 is inserted only on the internal signal line 12s side. Damping resistance Rd2 may be inserted only on the side of internal signal ground line 12sg.
  • FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a temperature detection system 1 according to a fourth modification of the present invention.
  • a fifth capacitor C5 is connected in parallel to the thermistor element T1.
  • the fifth capacitor C5 is enclosed in the thermistor element T1.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a temperature detection system 1 according to a fifth modification of the present invention.
  • the fifth capacitor C5 is connected in parallel to the thermistor element T1 while inserting the first chip bead B1 and the second chip bead B2 in the vicinity of the connector 13 in the circuit device 10.
  • the configuration on the side of the circuit device 10 may be the configuration of the modified example 1-3 shown in FIGS.
  • the noise resistance of the thermistor element T1 can be easily enhanced at low cost by inserting the chip bead or the damping resistor in the vicinity of the connector 13.
  • adding components inside the mass-produced thermistor electrical components or providing components in the middle of the harness increases costs.
  • the noise reduction effect can be obtained more inexpensively.
  • thermocouple may be used instead of the thermistor.
  • the embodiment may be specified by the following items.
  • [Item 2] The circuit device (10) according to item 1, wherein the high frequency filter (B1 and / or B2) is disposed in the vicinity of the connector (13). According to this, it is possible to effectively suppress noise converted from common mode noise to normal mode noise in the vicinity of the connector (13).
  • [Item 3] The circuit device (10) according to item 1 or 2, wherein the high frequency filter (B1 and / or B2) is a chip bead (B1 and / or B2). According to this, high frequency noise can be suppressed without attenuating the direct current component and the low frequency component.
  • the external signal line (20s) and the external signal ground line (20sg) are configured by a wire harness,
  • the internal signal line (12s) is composed of a strip line or a micro strip line,
  • the internal signal ground line (12sg) is formed of a ground plane, Item 5.
  • the circuit device (10) is A connector (13) to which the external signal line (20s) and the external signal ground line (20sg) are connected; An internal signal line (12s) connected to the external signal line (20s) via the connector (13); An internal signal ground line (12sg) connected to the external signal ground line (20sg) through the connector (13); A control circuit (11) connected to the internal signal line (12s) and the internal signal ground line (12sg) for detecting the temperature of the object (2); A high frequency filter (B1 and / or B2) inserted in at least one of the first stage of the internal signal line (12s) and the first stage of the internal signal ground line (12s
  • the temperature detection system (1) according to Item 6 further comprising a capacitor (C5) connected in parallel to the temperature detection element (T1). According to this, it is possible to cause the capacitor (C5) to bypass high frequency noise intruding into the temperature detection element (T1).

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Abstract

温度検出素子(T1)のノイズ耐性を低コストで簡単に高めるために、対象物(2)の温度を検出するための温度検出素子(T1)と、外部信号線(20s)と外部信号グランド線(20sg)を介して接続される回路装置(10)は、外部信号線(20s)と外部信号グランド線(20sg)が接続されるコネクタ(13)と、コネクタ(13)を介して外部信号線(20s)に接続される内部信号線(12s)と、コネクタ(13)を介して外部信号グランド線(20sg)に接続される内部信号グランド線(12sg)と、内部信号線(12s)と内部信号グランド線(12sg)に接続され、対象物(2)の温度を検出する制御回路(11)と、コネクタ(13)から見て、内部信号線(12s)の最前段および内部信号グランド線(12sg)の最前段の少なくとも一方に挿入される高周波フィルタ(B1、B2)とを備える。

Description

回路装置、及び温度検出システム
 本発明は、対象物の温度を検出するための回路装置、及び温度検出システムに関する。
 対象物の温度を検出する際、サーミスタを使用することが多い。サーミスタ素子は対象物の表面または近傍に設置され、ワイヤーハーネスを介して回路基板に接続される。例えば対象物が電池の場合、サーミスタで検出される温度は、高温異常または低温異常の検出に使用されるだけでなく、SOC(State Of Charge)、SOH(State Of Health)または内部抵抗算出時の温度補正にも使用される。従って、サーミスタの検出値には高い精度が要求される。サーミスタの検出精度を向上させるにはノイズ耐性を高めることが重要となる。
 ノイズ耐性を測定するためにEMC(Electro-Magnetic Compatibility)試験が行われる。EMC試験では、試験品に外部から強力なノイズ(一般的には、シャーシグランドを基準としたコモンモードノイズ)が印加され、サーミスタの検出値が変動するか試験される。サーミスタの検出値が変動した場合において、サーミスタを固定抵抗に付け替えると検出値の変動が収まる場合がある。この場合、基板側の検出回路がノイズによって誤検知しているのではなく、サーミスタ側にノイズが侵入し、サーミスタの抵抗値が下がることで検出値の変動が生じていることになる。サーミスタは高周波電流が流れると発熱し、抵抗値が下がる特性を持つ。外部から印加されたノイズに起因する高周波電流がサーミスタ素子に流れ込むと、サーミスタ素子が発熱し、サーミスタ素子の抵抗値が下がる。
 サーミスタのノイズ対策として、サーミスタ素子の直近にノイズフィルタを設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、量産されているサーミスタの電装品内部に部品を追加したり、ワイヤーハーネスの途中に部品を設けるのはコスト増を招く。
特開2009-8431号公報
 上述したサーミスタの検出値の変動問題に関して、これまで回路基板の外に不具合箇所があることから、基板内の対策では改善できないと考えられてきた。これまでの対策は、サーミスタ素子に接続されるハーネスの引き回しを変え、ハーネスのアンテナ特性を調整するというものが中心であった。この方法は試行錯誤の連続となることが多く、対策期間の長期化の原因となっていた。
 また、ハーネスのアンテナ特性の調整ができない場合は、ハーネスにフェライトコア等の高価な外付け部品を使う必要があり、大きなコスト増の原因となっていた。また、サーミスタハーネスの引き回しを変更するには、システムを一度分解し、引き回しを変更する必要があり、評価を行うだけでも非常に時間がかかっていた。また、検証した効果も、ハーネスの引き回しによるもののため、製造ばらつきによって影響を受け、試作終盤に不具合を再発させるリスクがあった。なお、以上の議論はサーミスタの代わりに、熱電対などの他の温度検出素子を使用する場合にも当てはまる。
 本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、温度検出素子のノイズ耐性を低コストで簡単に高めることができる技術を提供することにある。
 上記課題を解決するために、本発明のある態様の回路装置は、対象物の温度を検出するための温度検出素子と、外部信号線と外部信号グランド線を介して接続される回路装置であって、前記外部信号線と前記外部信号グランド線が接続されるコネクタと、前記コネクタを介して前記外部信号線に接続される内部信号線と、前記コネクタを介して前記外部信号グランド線に接続される内部信号グランド線と、前記内部信号線と前記内部信号グランド線に接続され、前記対象物の温度を検出する制御回路と、前記コネクタから見て、前記内部信号線の最前段および前記内部信号グランド線の最前段の少なくとも一方に挿入される高周波フィルタと、を備える。
 なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
 本発明によれば、温度検出素子のノイズ耐性を低コストで簡単に高めることができる。
本発明の実施の形態に係る温度検出システムの構成を示す図である。 図2(a)、(b)は、回路装置の内部信号線と内部信号グランド線間の電気力線と、外部信号線と外部信号グランド線間の電気力線を模式的に描いた図である。 図3(a)、(b)は、コモンモードノイズがノーマルモードノイズに変換される原理を説明するための図である。 本発明の変形例1に係る温度検出システムの構成を示す図である。 本発明の変形例2に係る温度検出システムの構成を示す図である。 本発明の変形例3に係る温度検出システムの構成を示す図である。 本発明の変形例4に係る温度検出システムの構成を示す図である。 本発明の変形例5に係る温度検出システムの構成を示す図である。
 図1は、本発明の実施の形態に係る温度検出システム1の構成を示す図である。温度検出システム1は、回路装置10とサーミスタ素子T1を備え、対象物2の温度を検出するためのシステムである。サーミスタ素子T1は、対象物2の表面または近傍に設置される。対象物2は本実施の形態では、車両に搭載される駆動用電池(トラクションバッテリ)を想定する。駆動用電池は、複数の電池セルが直列または直並列接続されて構成される。電池セルには、リチウムイオン電池やニッケル水素電池を使用することができる。
 サーミスタ素子T1と回路装置10は、外部信号線20sと外部信号グランド線20sgを介して接続される。外部信号線20sと外部信号グランド線20sgはワイヤーハーネスで構成される。当該ワイヤーハーネスの一端はサーミスタ素子T1の両端に接続され、当該ワイヤーハーネスの他端は回路装置10のコネクタ13に接続される。当該ワイヤーハーネスの他端にはオス型のコネクタが装着されており、回路装置10のメス型のコネクタ13に嵌合されて接続される。
 駆動用電池、サーミスタ素子T1、外部信号線20s、外部信号グランド線20sg、及び回路装置10は、外装ボックスにそれぞれ絶縁された状態で収納される。外装ボックスは、金属などの導電性の筐体で構成されており、車両内の所定の箇所に固定される。当該導電性の筐体がシャーシグランド30gになっている。
 回路装置10は、基板上に種々の電子部品を搭載した電子回路である。本実施の形態では、回路装置10の電源は、車両内の補機バッテリから供給される。一般的に補機バッテリには、12V出力の鉛電池が使用される。回路装置10はマイクロコントローラ11を備える。マイクロコントローラ11の電源端子には、補機バッテリから供給される電圧(例えば、12V)をレギュレータ(不図示)で降圧した制御電源電圧(例えば、3~5V)が印加される。
 マイクロコントローラ11のアナログ入力ポートと、コネクタ13の外部信号線20sが接続された端子との間が内部信号線12sで接続される。内部信号線12sは、ストリップライン又はマイクロストリップラインで構成される。マイクロコントローラ11のグランド端子と、コネクタ13の外部信号グランド線20sgが接続された端子との間が内部信号グランド線12sgで接続される。内部信号グランド線12sgは、グランドプレーンで構成される。内部信号グランド線12sgは、補機バッテリのマイナス配線に接続され、基板のグランド電位になっている。
 内部信号線12sは、第2抵抗R2を介して制御電源電圧にプルアップされている。マイクロコントローラ11のアナログ入力ポートから見て最前段にローパスフィルタが接続される。具体的にはマイクロコントローラ11のアナログ入力ポートに第1抵抗R1が接続され、当該アナログ入力ポートと内部信号グランド線12sgとの間に第1コンデンサC1が接続される。なお、上記実施形態では、マイクロコントローラ11のアナログ入力ポートから見て最前段にローパスフィルタが接続される構成となっているが、ローパスフィルタは必ずしも設けなくてもよい。
 マイクロコントローラ11から見て上記ローパスフィルタの次段に、π型フィルタが接続される。π型フィルタは、内部信号線12sに挿入された第1インダクタL1の前後に、第2コンデンサC2と第3コンデンサC3を並列に接続した構成である。さらにπ型フィルタの次段に第4コンデンサC4を並列に接続して、ノイズの減衰効果を強化している。π型フィルタは入力側のインピーダンスと出力側のインピーダンスがともに高い場合に適したフィルタである。なお、上記実施形態では、マイクロコントローラ11から見て上記ローパスフィルタの次段に、π型フィルタが接続される構成となっているが、π型フィルタは必ずしも設けなくてもよい。
 以下、第1チップビーズB1及び第2チップビーズB2が接続される前の状態を考える。上述のようにサーミスタ素子T1は、高周波電流が流れることにより発熱し、抵抗値が下がる特性を持つ。EMC試験では、シャーシグランド30gを基準としたコモンモードノイズが試験品に印加される。コモンモードノイズ自体はサーミスタ素子T1に電位差を与えないため、それ自体が問題を起こすことはない。ただし、基板とハーネス等、構造上の違いによって、特性インピーダンスが不連続となる箇所が生じた場合、コモンモードノイズがノーマルモードノイズに変換され、外部信号線20sと外部信号グランド線20sg間に電位差が発生し、高周波電流がサーミスタ素子T1に流れる。
 図2(a)、(b)は、回路装置10の内部信号線12sと内部信号グランド線12sg間の電気力線と、外部信号線20sと外部信号グランド線20sg間の電気力線を模式的に描いた図である。上述のように本実施の形態では、内部信号線12sはストリップライン又はマイクロストリップラインで構成され、内部信号グランド線12sgはグランドプレーンで構成される。一方、外部信号線20s及び外部信号グランド線20sgは、平行2線またはツイスト線のワイヤーハーネスで構成される。このように基板の内と外で配線の物理的な構造が異なる。即ち、配線間の金属的な結合状態が異なる。従って、内部信号線12sと内部信号グランド線12sg間の特性インピーダンスZ1と、外部信号線20sと外部信号グランド線20sg間の特性インピーダンスZ2にも差異が生じる。
 図3(a)、(b)は、コモンモードノイズがノーマルモードノイズに変換される原理を説明するための図である。図3(a)に示すように、内部信号線12sとシャーシグランド30g間のノイズVC1と、内部信号グランド線12sgとシャーシグランド30g間のノイズVC2は本来、コモンモードノイズになり、サーミスタ素子T1の検出信号に影響を与えないはずである。
 しかしながら上記配線構造の違いにより、コネクタ13の近傍で、内部信号線12sと内部信号グランド線12sg間の特性インピーダンスZ1と、外部信号線20sと外部信号グランド線20sg間の特性インピーダンスZ2に差異が発生する。これにより図3(b)に示すように、コモンモードノイズ(VC1、VC2)がノーマルモードノイズ(VN)に変換される。このノーマルモードノイズ(VN)により、サーミスタ素子T1に高周波電流が流れ、サーミスタ素子T1が自己発熱し、抵抗値が下がる。これによりサーミスタ素子T1の両端電圧が低下し、検出値に誤差が発生する。
 上記図1では、ノーマルモードノイズ(VN)による高周波電流がサーミスタ素子T1に流れ込むことを抑制するため、コネクタ13から見て、内部信号線12sの最前段および内部信号グランド線12sgの最前段にそれぞれ、第1チップビーズB1および第2チップビーズB2を挿入している。チップビーズ(フェライトビーズ)は、インダクタと抵抗の性質を合わせ持つ素子であり、低周波領域ではインダクタ特性が強くなり、高周波領域では抵抗特性が強くなる。従って、直流成分および低周波成分を減衰させずに高周波ノイズを除去することができる。
 第1チップビーズB1および第2チップビーズB2は、コネクタ13の近傍に配置されることが好ましい。コモンモードノイズからノーマルモードノイズへの変換はコネクタ13の近傍で発生するため、チップビーズB1、B2をコネクタ13に近い位置に配置するほど、ノイズ低減効果が大きくなる。また、第1チップビーズB1および第2チップビーズB2には、広帯域タイプのビーズを使用することが好ましい。幅広い周波数を試験するEMC試験では、広帯域タイプのビーズを使った方が広い周波数帯域で安定したノイズ低減効果を得ることができる。
 なお、上記実施形態では、内部信号線12sの構成として、ストリップライン又はマイクロストリップラインを例示しているが、必ずしもこの構成に限る必要はない。内部信号線12sと内部信号グランド線12sg間の特性インピーダンスの差異が生じるような構成であれば、内部信号線12sの最前段および内部信号グランド線12sgの最前段にそれぞれ、第1チップビーズB1および第2チップビーズB2を挿入することで、ノイズ低減効果を得ることができる。
 図4は、本発明の変形例1に係る温度検出システム1の構成を示す図である。図1に示した回路構成では内部信号線12sと内部信号グランド線12sgの両方に、第1チップビーズB1及び第2チップビーズB2を挿入する例を説明した。この点、片方だけに挿入した場合でも、一定の効果が得られる。図4では内部信号線12s側だけにチップビーズB1を挿入する例を示しているが、内部信号グランド線12sg側だけにチップビーズB2を挿入してもよい。どちら側に挿入しても、図3(b)に示したような、コネクタ13の近傍で発生するノイズ電流がサーミスタ素子T1に流れ込むことを抑制する効果が得られる。
 図5は、本発明の変形例2に係る温度検出システム1の構成を示す図である。図6は、本発明の変形例3に係る温度検出システム1の構成を示す図である。図1、図4に示した回路構成では、コネクタ13の近傍で発生するノイズ電流を抑制する高周波フィルタとしてチップビーズを使用する例を説明した。この点、チップビーズの代わりにダンピング抵抗を使用してもよい。ダンピング抵抗は抵抗値が低い抵抗であり、電流を抑制する効果がある。ただし、チップビーズと異なり、直流成分および低周波成分の電流にも抑制効果が働く。
 図5では内部信号線12sと内部信号グランド線12sgの両方に、第1ダンピング抵抗Rd1及び第2ダンピング抵抗Rd2をそれぞれ挿入している。図6では、内部信号線12s側だけにダンピング抵抗Rd1を挿入する例を示している。なお、内部信号グランド線12sg側だけにダンピング抵抗Rd2を挿入してもよい。
 図7は、本発明の変形例4に係る温度検出システム1の構成を示す図である。変形例4では、回路装置10内のコネクタ13の近傍にチップビーズ又はダンピング抵抗を挿入する代わりに、サーミスタ素子T1と並列に第5コンデンサC5を接続する。第5コンデンサC5はサーミスタ素子T1内に封入される。第5コンデンサC5をサーミスタ素子T1側に追加することにより、コネクタ13の近傍で発生するノイズ電流が第5コンデンサC5を介して、サーミスタ素子T1をバイパスすることができる。
 図8は、本発明の変形例5に係る温度検出システム1の構成を示す図である。変形例5では、回路装置10内のコネクタ13の近傍に第1チップビーズB1及び第2チップビーズB2を挿入しつつ、サーミスタ素子T1と並列に第5コンデンサC5を接続する。なお回路装置10側の構成は、図4-図6に示した変形例1-3の構成であってもよい。
 以上説明したように本実施の形態によれば、コネクタ13の近傍にチップビーズ又はダンピング抵抗を挿入することにより、サーミスタ素子T1のノイズ耐性を低コストで簡単に高めることができる。サーミスタ素子T1のノイズ対策としては、サーミスタ素子の両端子の直近にインダクタを設けることも考えられる(例えば、上記特許文献1参照)。しかしながら、量産されているサーミスタの電装品内部に部品を追加したり、ハーネスの途中に部品を設けるのはコスト増を招く。上記図1、図4-図6の構成では、基板内の追加部品のみで済むため、より安価にノイズ低減効果を得ることができる。
 また、サーミスタ素子の両端子の直近にインダクタを設ける構成では、電装品内部の実装エリアが小さい箇所に2個の部品を追加する必要がある。これに対して、上記図7、図8の構成では、1個のコンデンサの追加により同等の効果が得られるため、より安価にノイズ低減効果を得ることができる。
 以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
 上述の実施の形態では回路装置10において、マイクロコントローラ11とコネクタ13間にローパスフィルタとπ型フィルタを接続する例を説明した。この点、ローパスフィルタを省略することも可能である。またπ型フィルタの代わりに、LCフィルタなどの他の種類のフィルタを接続してもよい。
 また上述の実施の形態では、対象物2として駆動用電池の温度を検出する例を想定したが、カーエアコンのコンプレッサ等、他の発熱源の温度検出にも適用可能である。またサーミスタの代わりに熱電対を使用してもよい。
 なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
[項目1]
 対象物(2)の温度を検出するための温度検出素子(T1)と、外部信号線(20s)と外部信号グランド線(20sg)を介して接続される回路装置(10)であって、
 前記外部信号線(20s)と前記外部信号グランド線(20sg)が接続されるコネクタ(13)と、
 前記コネクタ(13)を介して前記外部信号線(20s)に接続される内部信号線(12s)と、
 前記コネクタ(13)を介して前記外部信号グランド線(20sg)に接続される内部信号グランド線(12sg)と、
 前記内部信号線(12s)と前記内部信号グランド線(12sg)に接続され、前記対象物(2)の温度を検出する制御回路(11)と、
 前記コネクタ(13)から見て、前記内部信号線(12s)の最前段および前記内部信号グランド線(12sg)の最前段の少なくとも一方に挿入される高周波フィルタ(B1 and/or B2)と、
 を備えることを特徴とする回路装置(10)。
 これによれば、コネクタ(13)の近傍で発生する高周波ノイズ電流を抑制することができる。
[項目2]
 前記高周波フィルタ(B1 and/or B2)は、前記コネクタ(13)の近傍に配置されることを特徴とする項目1に記載の回路装置(10)。
 これによれば、コネクタ(13)の近傍でコモンモードノイズからノーマルモードノイズに変換されるノイズを効果的に抑制することができる。
[項目3]
 前記高周波フィルタ(B1 and/or B2)は、チップビーズ(B1 and/or B2)であることを特徴とする項目1または2に記載の回路装置(10)。
 これによれば、直流成分および低周波成分を減衰させずに高周波ノイズを抑制することができる。
[項目4]
 前記高周波フィルタ(Rd1 and/or Rd2)は、ダンピング抵抗(Rd1 and/or Rd2)であることを特徴とする項目1または2に記載の回路装置(10)。
 これによれば、より低コストで高周波ノイズを抑制することができる。
[項目5]
 前記外部信号線(20s)および前記外部信号グランド線(20sg)は、ワイヤーハーネスで構成され、
 前記内部信号線(12s)は、ストリップライン又はマイクロストリップラインで構成され、
 前記内部信号グランド線(12sg)は、グランドプレーンで構成される、
 ことを特徴とする項目1から4のいずれかに記載の回路装置(10)。
 これによれば、回路装置(10)と対象物(2)の配置を柔軟に調整できるとともに、基板の動作を安定化させることができる。
[項目6]
 対象物(2)の温度を検出するための温度検出素子(T1)と、
 前記温度検出素子(T1)の一端に接続される外部信号線(20s)と、
 前記温度検出素子(T1)の他端に接続される外部信号グランド線(20sg)と、
 前記温度検出素子(T1)と、前記外部信号線(20s)と前記外部信号グランド線(20sg)を介して接続される回路装置(10)と、を備え、
 前記回路装置(10)は、
 前記外部信号線(20s)と前記外部信号グランド線(20sg)が接続されるコネクタ(13)と、
 前記コネクタ(13)を介して前記外部信号線(20s)に接続される内部信号線(12s)と、
 前記コネクタ(13)を介して前記外部信号グランド線(20sg)に接続される内部信号グランド線(12sg)と、
 前記内部信号線(12s)と前記内部信号グランド線(12sg)に接続され、前記対象物(2)の温度を検出する制御回路(11)と、
 前記コネクタ(13)から見て、前記内部信号線(12s)の最前段および前記内部信号グランド線(12sg)の最前段の少なくとも一方に挿入される高周波フィルタ(B1 and/or B2)と、を含む、
 ことを特徴とする温度検出システム(1)。
 これによれば、コネクタ(13)の近傍で発生する高周波ノイズ電流が抑制された、温度検出システム(1)を構築することができる。
[項目7]
 前記温度検出素子(T1)と並列接続されたコンデンサ(C5)をさらに備えることを特徴とする項目6に記載の温度検出システム(1)。
 これによれば、温度検出素子(T1)に侵入する高周波ノイズをコンデンサ(C5)でバイパスさせることができる。
 1 温度検出システム、 2 対象物、 T1 サーミスタ素子、 10 回路装置、 11 マイクロコントローラ、 12s 内部信号線、 12sg 内部信号グランド線、 13 コネクタ、 20s 外部信号線、 20sg 外部信号グランド線、 30g シャーシグランド、 R1 第1抵抗、 R2 第2抵抗、 C1 第1コンデンサ、 C2 第2コンデンサ、 C3 第3コンデンサ、 C4 第4コンデンサ、 C5 第5コンデンサ、 L1 第1インダクタ、 B1 第1チップビーズ、 B2 第2チップビーズ、 Rd1 第1ダンピング抵抗、 Rd2 第2ダンピング抵抗。

Claims (7)

  1.  対象物の温度を検出するための温度検出素子と、外部信号線と外部信号グランド線を介して接続される回路装置であって、
     前記外部信号線と前記外部信号グランド線が接続されるコネクタと、
     前記コネクタを介して前記外部信号線に接続される内部信号線と、
     前記コネクタを介して前記外部信号グランド線に接続される内部信号グランド線と、
     前記内部信号線と前記内部信号グランド線に接続され、前記対象物の温度を検出する制御回路と、
     前記コネクタから見て、前記内部信号線の最前段および前記内部信号グランド線の最前段の少なくとも一方に挿入される高周波フィルタと、
     を備えることを特徴とする回路装置。
  2.  前記高周波フィルタは、前記コネクタの近傍に配置されることを特徴とする請求項1に記載の回路装置。
  3.  前記高周波フィルタは、チップビーズであることを特徴とする請求項1または2に記載の回路装置。
  4.  前記高周波フィルタは、ダンピング抵抗であることを特徴とする請求項1または2に記載の回路装置。
  5.  前記外部信号線および前記外部信号グランド線は、ワイヤーハーネスで構成され、
     前記内部信号線は、ストリップライン又はマイクロストリップラインで構成され、
     前記内部信号グランド線は、グランドプレーンで構成される、
     ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の回路装置。
  6.  対象物の温度を検出するための温度検出素子と、
     前記温度検出素子の一端に接続される外部信号線と、
     前記温度検出素子の他端に接続される外部信号グランド線と、
     前記温度検出素子と、前記外部信号線と前記外部信号グランド線を介して接続される回路装置と、を備え、
     前記回路装置は、
     前記外部信号線と前記外部信号グランド線が接続されるコネクタと、
     前記コネクタを介して前記外部信号線に接続される内部信号線と、
     前記コネクタを介して前記外部信号グランド線に接続される内部信号グランド線と、
     前記内部信号線と前記内部信号グランド線に接続され、前記対象物の温度を検出する制御回路と、
     前記コネクタから見て、前記内部信号線の最前段および前記内部信号グランド線の最前段の少なくとも一方に挿入される高周波フィルタと、を含む、
     ことを特徴とする温度検出システム。
  7.  前記温度検出素子と並列接続されたコンデンサをさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の温度検出システム。
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