WO2022042946A1 - EMV-Filter für ein Steuergerät - Google Patents

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WO2022042946A1
WO2022042946A1 PCT/EP2021/070153 EP2021070153W WO2022042946A1 WO 2022042946 A1 WO2022042946 A1 WO 2022042946A1 EP 2021070153 W EP2021070153 W EP 2021070153W WO 2022042946 A1 WO2022042946 A1 WO 2022042946A1
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filter
capacitor
electrically conductive
layer
circuit board
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PCT/EP2021/070153
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Rupert Fackler
Stefan Heimburger
Michel Gross
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • DE 102008 000 976 A1 discloses a multi-layer circuit board which has means for increasing electromagnetic compatibility.
  • the means include at least one coupling impedance with at least one ohmic resistor.
  • the circuit carrier of the type mentioned at the outset forms at least two filter capacitors, the filter capacitors being formed in each case by electrically conductive layers which are formed in the circuit carrier and are opposite and/or spaced apart in parallel.
  • the filter can thus be formed in particular by a mere circuit carrier and can be provided at low cost.
  • the capacitors each have a common electrode, which forms a capacitance of the capacitor with at least one or only one further electrode. In this way, a plurality of capacitors can advantageously be formed in the circuit carrier in a space-saving manner.
  • the capacitors are preferably each formed by at least two electrically conductive layers which are spaced parallel to one another and are separated from one another by an electrically insulating layer.
  • the filter can thus be provided in a cost-effective manner by a layer stack formed from prepreg laminates.
  • the circuit carrier preferably has—in particular in its flat extension—a surface area for each capacitor, with the capacitor being formed in a layer stack covered by the surface area.
  • the capacitor is formed by the electrodes arranged in the layer stack, each formed by an electrically conductive layer, and lying opposite one another and electrically insulating printed circuit board layers separating them from one another.
  • a plurality of capacitors can be formed next to one another in the circuit carrier as spatial regions of the circuit carrier which are separate from one another.
  • the filter is designed to suppress common-mode interference, with at least one capacitor being designed as a Y capacitor.
  • a common-mode filter can advantageously be provided in a cost-effective manner.
  • the filter is designed to suppress differential mode interference, with at least one capacitor being designed as an X capacitor.
  • a push-pull filter can advantageously be provided by a circuit carrier in a cost-effective manner.
  • the filter has at least one Y capacitor and at least one X capacitor.
  • the circuit carrier can be designed in a cost-effective manner to suppress common-mode and differential-mode interference.
  • the filter has a positive terminal, a negative terminal and a ground terminal, the filter having an X-capacitor connected in parallel to the positive and negative terminals and at least one Y-capacitor connected to the negative terminal or the positive terminal, and the ground terminal is connected in parallel.
  • Another Y-capacitor is preferably connected in parallel to the positive connection and the ground connection.
  • the filter thus has two Y capacitors and one X capacitor.
  • the filter can thus be formed in a cost-effective manner, in particular by a mere printed circuit board.
  • the filter is designed without components.
  • THT Through-Hole Technology
  • SMD Surface Mounted Device
  • the capacitors formed in the circuit carrier are each formed by electrically conductive layers of the multi-layer circuit carrier, which extend parallel to one another and are each separated from one another by an electrically insulating layer.
  • the circuit carrier thus itself embodies a circuit forming the capacitors through the inner layer structure of the electrically conductive layers.
  • the filter preferably has at least one electrode formed by an electrically conductive layer, which is spaced parallel to an electrode of a capacitor and has the same potential.
  • a field reinforcement of the capacitor field can advantageously be formed by the electrode carrying the same potential.
  • the filter is designed without solder.
  • the filter can thus be used advantageously in high ambient temperatures.
  • the filter has screw connections or plug-in connections for electrically connecting and/or mechanically connecting the filter.
  • the screw is through a electrically conductive layer formed in the area of a breakthrough for a screw.
  • the filter can thus be screwed into a housing, in particular a control unit housing, in the area of a connection socket in a cost-effective manner.
  • the circuit carrier is a fiber-reinforced printed circuit board, in particular an epoxy resin printed circuit board.
  • the filter can thus be provided in a cost-effective manner by a circuit board, in particular an FR4 circuit board.
  • LTCC low-temperature co-fired ceramics
  • HTCC high-temperature co-fired ceramics
  • the filter can be high ambient temperatures, in particular more than 150 degrees Celsius.
  • the invention also relates to a control device for a motor vehicle, in particular an electric vehicle or hybrid vehicle.
  • the control device has at least one or only one filter according to the type described above.
  • the control unit preferably has a housing that encloses a cavity.
  • the filter formed in particular by the circuit carrier, is accommodated and arranged in an area of the cavity in which a higher temperature can be generated during operation of the control unit than in an area of the cavity adjacent thereto.
  • the filter can thus advantageously be arranged in the area of a hotspot of the control unit.
  • the filter can advantageously be operated at ambient temperatures of up to 140 degrees Celsius.
  • the filter can advantageously be operated at ambient temperatures of more than 140 degrees Celsius.
  • Figure 1 shows an embodiment of a formed by a printed circuit board
  • circuit board layers of the circuit board are shown separated from each other;
  • FIG. 2 shows three partial volumes of the printed circuit board shown in FIG. 1, in each of which a capacitor is formed;
  • Figure 3 shows an embodiment of a control unit with an EMC filter according to Figure 1.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an EMC filter which is formed by a printed circuit board 1.
  • the EMC filter 1, also referred to below as circuit board 1 is designed as a multilayer circuit board in this exemplary embodiment.
  • a printed circuit board layer also known as a layer in English, comprises at least one electrically insulating layer in this exemplary embodiment. At least one electrically conductive layer forming a capacitor electrode is connected to the electrically insulating layer.
  • the electrically insulating layer is formed as a prepreg layer, in particular a fiber-reinforced epoxy resin layer.
  • the circuit board 1 has an outer circuit board layer 2 .
  • the printed circuit board layer 2 has three electrically conductive layers 20, 21 and 22 in this exemplary embodiment.
  • the electrically conductive layers 20, 21 and 22 are each arranged in a common plane.
  • the layer has three openings for screw connection of the printed circuit board layer 2, namely an opening 11, an opening 12 and an opening 13, which are each arranged at a distance from one another in a triangle.
  • the openings each form a connection for electrically connecting the filter 1 to a busbar or a screw dome.
  • the opening 11 is surrounded by the electrically conductive layer 20 , the opening 12 by the electrically conductive layer 22 and the opening 13 is surrounded by the electrically conductive layer 21 .
  • the electrically conductive layer 22 is circular, in particular in the form of a hollow cylinder, and encloses the opening 12.
  • the electrically conductive layer 20 is—in particular essentially—trapezoidal formed, wherein a conductor track strip formed in a trapezoidal corner, which is formed on the layer 20, extends to the opening 11 and encloses it there.
  • the electrically conductive layer 21 is arranged adjacent to the layer 20 and is U-shaped in the flat extension of the conductor track layer 2 .
  • the electrically conductive layers 20, 21 and 22 are electrically insulated from one another.
  • the electrically conductive layers 20 and 21 each form an electrode for a capacitor.
  • the electrically conductive layer 20 in the area of the opening 21 can be contacted by a screw head, which in this exemplary embodiment can supply a negative potential to the electrically conductive layer 20 .
  • the printed circuit board layer 2 can have a positive potential applied to it in the area of the opening 12 by a screw passing through the opening 12 .
  • the electrically conductive layer 21 can be brought into contact with ground potential in the region of the opening 13 by a screw penetrating the opening 13, in particular its screw head.
  • the electrically conductive layers are electrically conductively connected to electrically conductive via connections in the area of the opening.
  • the via connections are arranged radially circumferentially around the respective opening and extend through a thickness extension of the electrically insulating layer of the circuit board layer 2.
  • the electrically conductive layers 20, 21 and 22 can thus be connected in the area of the opening for the screw connection with a be electrically connected to an electrically conductive layer of a further printed circuit board layer lying on the printed circuit board layer 2 .
  • a via 14 in the area of the opening 12, which contacts the electrically conductive layer 22, is designated as an example.
  • the electrically conductive layer 20 extends over a surface area 8 of the printed circuit board layer 2, the electrically conductive layer 21 extends partially over a surface area 9 and over a surface area 10.
  • the electrically conductive layers each form an electrode for a capacitor in each surface area. Located in the area 9 and in The electrically conductive layer extending over the surface area 10 thus electrically connects the electrodes formed in the surface areas 9 and 10 for a capacitor to one another.
  • the surface areas 8, 9 and 10 are spaced apart from one another in the printed circuit board surface, and together with the electrically conductive layers formed in the surface area of the layer stack covered by the surface area form a capacitor.
  • the printed circuit board 1 also includes a printed circuit board layer 3.
  • the printed circuit board layer 3 has an electrically conductive layer 25 which--in particular forming an island--encloses the opening 13.
  • the electrically conductive layer 25 can thus—connected to the electrically conductive layer 21 of the printed circuit board layer 2 via the via connections surrounding the opening 13—be at ground potential.
  • the electrically conductive layer 23 extends as far as the opening 12 and can therefore carry a positive potential.
  • the electrically conductive layer 23 covers the surface area 9 and thus forms an electrode in the surface area 9, in particular a positive electrode for a capacitor, in particular a plate capacitor.
  • the electrically conductive layer 23 can thus, together with the electrically conductive layer 21 in the surface area 9, form a capacitor, in particular a Y capacitor, for common-mode suppression.
  • the printed circuit board layer 3 also includes an electrically conductive layer 24 which encloses the opening 11 and can thus carry a negative potential via the via connections surrounding the opening 11 .
  • the electrically conductive layer 24 is separated from the electrically conductive layer 23 and is thus electrically insulated.
  • the electrically conductive layer 24 can form a positive electrode for a capacitor in the surface area 10 which, together with the electrically conductive layer 21 in the surface area 10, can form a Y-capacitor.
  • the electrically conductive layer 23, which can carry the positive potential also extends over the surface area 8 on the circuit board layer 3 and forms there an electrode for a capacitor which, together with the electrode 20 of the circuit board layer 2, can form an X-capacitor .
  • the printed circuit board 1 has a further printed circuit board layer 4 adjoining the printed circuit board layer 3 .
  • the circuit board layer 4 has a den Breakthrough 13 enclosing ground electrode 28, which is formed by an electrically conductive layer.
  • the electrically conductive layer 28, which forms a ground electrode for two capacitors, covers the surface areas 9 and 10 in the printed circuit board layer 4.
  • the printed circuit board layer 28 can thus be present in the area of the surface area 9 together with the electrically conductive layer 23 arranged in the surface area 9 of the printed circuit board layer 3, which forms a positive electrode there, form a Y-capacitor.
  • the electrically conductive layer 28 can form an electrode for a Y-capacitor, in particular a negative Y-capacitor, in the surface area 10, which is formed by the electrically conductive layer 28 in the surface area 10, and by the electrically conductive layer 24 of the printed circuit board layer formed in the surface area 10 3 is formed.
  • a Y-capacitor in particular a negative Y-capacitor
  • the printed circuit board layer 4 also includes an electrically conductive layer 26 which is connected to the opening 11 and thus to the negative potential and which covers the surface area 8 and which thus forms a negative electrode for an X-capacitor.
  • the electrically conductive layer 26 can thus form the X-capacitor in the surface area 8 together with the electrically conductive layer 23 in the surface area 8 of the circuit board layer 3 .
  • the printed circuit board 1 thus has the printed circuit board layer 3, in particular the electrically conductive layers connected to the printed circuit board layer 3, as a common electrode, which forms a layer stack with the printed circuit board layers 2 and 4 adjacent thereto.
  • This stack of layers forms a multi-capacitor in which layer 23 forms a common electrode for adjacent capacitors.
  • the printed circuit board 1 also includes three further printed circuit board layers 5, 6 and 7.
  • the printed circuit board layers 5, 6 and 7 each have further electrically conductive layers for forming electrodes for the multiple capacitor arrangement formed by the printed circuit board 1.
  • the printed circuit board 5 comprises an electrically conductive layer 29 which extends in the surface area 9 and is connected to the opening 12 and can therefore carry a positive potential.
  • the electrically conductive layer 9 covers also the surface area 8, so that an electrode with a positive potential can be formed there.
  • the printed circuit board layer 5 also includes an electrically conductive layer 31, which connects to the opening 11 and can thus carry a negative potential.
  • the printed circuit board layer 5 also has an electrically conductive layer 30 which encloses the opening 13 in a ring and is designed to pass on the ground potential via the via connections to the next electrically conductive layer.
  • the electrically conductive layer 29 forms a positive electrode in each of the surface areas 8 and 9, which can form an X-capacitor towards the printed circuit board layer 4 together with the electrically conductive layer 26, and in the surface area 9 together with the electrically conductive layer 28 one Y-capacitor, in particular positively connected Y-capacitor, can form.
  • a printed circuit board layer 6 adjoins the printed circuit board layer 5 in a planar manner.
  • the printed circuit board layer 6 has an electrode 32 only in the area of the surface area 8 , which connects to the negative potential in the area of the opening 11 .
  • the surface areas 9 and 10 have no electrode.
  • the printed circuit board layer has an electrically conductive layer 33 surrounding the opening 12 in a ring for passing the positive potential through, and an electrically conductive layer 34 surrounding the opening 13 for passing through the ground potential.
  • the printed circuit board 1 also has an outer printed circuit board layer 7 that closes the composite layer formed from the printed circuit board layers.
  • the circuit board layer 7 has an electrically conductive layer 35 which connects to the positive potential in the area of the opening 9 and covers the surface area 8 and the surface area 9 .
  • the electrically conductive layer 35 can thus form an X-capacitor together with the electrically conductive layer 32 of the circuit board layer 6 .
  • the electrically conductive layer 35 can form a positive electrode in the surface area 9 which, together with the positive electrode in the same surface area of the printed circuit board layer 5, can reinforce the field of the positive electrode formed there.
  • the printed circuit board layer 7 has an electrically conductive layer 37 in the area of the surface area 10, which connects to the negative potential in the area of the opening 11 and can thus form a negative electrode.
  • the negative electrode of the circuit board layer 7 can have a field-enhancing effect in the surface area 10 for the negative electrode of the circuit board layer 5 .
  • Layer stacks are thus formed in the surface areas 8, 9 and 10, in which capacitors connected parallel to one another are formed transversely to the flat extension of the printed circuit board layers 2, 3, 4, 5, 6 and 7.
  • a multilayer X-capacitor is thus formed in the surface area 8 of the printed circuit board 1
  • a multilayer positive Y-capacitor is formed in the surface area 9, which connects to the ground potential and to the positive potential
  • a negative Y -Capacitor formed, which connects to the ground potential and the negative potential.
  • FIG. 2 shows--schematically--the layer stacks 41, 42 and 43 already shown in FIG. 1 in a plan view of the respective printed circuit board layers in the surface areas 8, 9 and 10, respectively, in a sectional view.
  • the printed circuit board 1 forms a layer stack 42 in the surface area 8, comprising the printed circuit board layers 2, 3, 4, 5, 6 and 7, which form an X-capacitor in the surface area 8.
  • the circuit board layer 2 has an electrically insulating layer which is connected to the electrically conductive layer 20 .
  • the circuit board layer 3 has an electrically insulating layer which is connected to the electrically conductive layer 23 .
  • the electrically conductive layers 20 and 23 each form an electrode for an X-capacitor.
  • the electrically conductive layers 26, 29, 32 and 35 that adjoin the layer stack 42 can each be alternately assigned a negative or a positive potential, so that a plate capacitor field can be formed between the electrodes formed in this way via the electrically insulating layers, forming a dielectric .
  • the layer stack 43 in the area of the surface area 9 comprises three positive Y-capacitors, formed between the layers 21, 23, 28 and 29, which follow one another in the layer sequence and are each separated by electrically insulating layers.
  • the electrically conductive layers 21 and 28 each lead Ground potential, enclosing the electrically conductive layer 23, which can carry positive potential, between one another.
  • the positive potential carrying layers 23 and 29 enclose the ground potential carrying layer 28 between each other. In this way, three Y-capacitors can be arranged one above the other in the layer stack 43 in the surface area 9 .
  • a layer stack 41 is formed in the surface area 10, which forms negative Y-capacitors connected to negative potential and to ground potential.
  • a Y-capacitor is formed between the electrically conductive layers 21 and 24, and a further Y-capacitor is formed between their electrically conductive layer 24, which carries negative potential, and the layer 28, which carries ground potential.
  • the electrically conductive layers 24 and 31, which are each designed to carry negative potential, enclose the electrically conductive layer 28 between one another, with the electrically conductive layer 28 being designed to carry ground potential. In this way, a Y-capacitor is formed on both sides transverse to the flat extension of the electrically conductive ground layer 28, which leads to the negative potential.
  • the electrically conductive layer 37 which is designed to carry negative potential, can reinforce the field of the electrically conductive layer 31.
  • the electrically conductive layer 35 can carry a positive potential and thus have a field-enhancing effect on the electrically conductive layer 29.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a control unit 15.
  • the control unit 15 has a housing 16.
  • the housing 16 encloses a cavity in which a power module, in particular an inverter 17, is arranged.
  • the inverter 17 includes power semiconductor switches, which are designed to energize an electrical machine to generate a rotating field.
  • the inverter 17 is connected to a negative busbar 18 on the input side and can receive negative potential from it.
  • the inverter 17 is connected to a positive busbar 19, one end of which projects out of the housing 16 and via which the inverter 17 can be connected to a positive supply potential.
  • the inverter 17 is also connected to a ground bus bar 38 which is connected to ground potential, in particular to the housing 16 .
  • the housing 16 is, for example, a metal housing, in particular an aluminum housing.
  • busbars 18 and 19 form an electrical connection for control unit 15.
  • control unit 15 has an EM filter 1 which—as already explained in FIG. 1 and in FIG. 2—has a negative Y capacitor, a positive Y capacitor and an X capacitor.
  • the openings of the filter 1 each cover one of the busbars, so that the filter 1 can be screwed to the busbar covering it in the area of an opening and can receive the potential of the respective busbar there.
  • the filter 1 is connected to the negative busbar 18 in the area of the opening 11 .
  • the filter 1 is connected to the positive busbar 19 in the area of the opening 12 .
  • the filter 1 is connected in the region of the opening 13 to the busbar 38 carrying ground potential.
  • the electrical connection can be formed, for example, by an electrically conductive connecting means, for example a compression rivet, or a screw.
  • the busbars 18 and 19 can become particularly hot when the inverter 17 is energized.
  • the control unit 15 can thus be used in area 39 of the Housing 16, in which the busbars 18 and 19 enter the housing 16, develop a high temperature.
  • the EMC filter 1, formed by a multi-layer printed circuit board is advantageously designed without solder in this exemplary embodiment, or additionally without components.
  • no solder can melt on the multilayer printed circuit board, which forms the EMC filter 1, during the operation of the control device 15. All of the capacitors inherently formed in the EMC filter 1 by electrically conductive layers of the multilayer printed circuit board cannot be damaged by the high temperature in area 39 of the control unit 15 as a result of the temperature effect, insofar as they are not formed by discrete components soldered to a circuit carrier.
  • the control unit 15 is designed to develop a lower temperature during operation in an area 40 adjoining the area 39 in the housing 16, in which the inverter 17 is arranged, than in the input area 39, into which the busbars 18 and 19 lead.
  • the control unit 15 can thus have circuit carriers in the area 14 and thus in the area of the inverter 17, which are soldered to electronic components with solder and are thus equipped.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein EMV-Filter für ein Steuergerät. Das Filter weist einen Mehrlagen-Schaltungsträger, umfassend elektrisch leitfähige Schichten, insbesondere Kupferschichten, und elektrisch isolierende Leiterplattenschichten auf. Erfindungsgemäß bildet der Schaltungsträger der eingangs genannten Art wenigstens zwei Filterkondensatoren, wobei die Filterkondensatoren jeweils durch in dem Schaltungsträger ausgebildete und einander gegenüberliegende und/oder parallel beabstandete elektrisch leitfähige Schichten gebildet sind.

Description

Beschreibung
Titel
EMV-Filter für ein Steuergerät
Stand der Technik
Aus der DE 102008 000 976 A1 ist eine Mehrlagen-Leiterplatte bekannt, welche Mittel zum Erhöhen einer elektromagnetischen Verträglichkeit aufweist. Die Mittel umfassend zumindest eine Koppelimpedanz mit mindestens einem Ohm’schen Widerstand.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß bildet der Schaltungsträger der eingangs genannten Art wenigstens zwei Filterkondensatoren, wobei die Filterkondensatoren jeweils durch in dem Schaltungsträger ausgebildete und einander gegenüberliegende und/oder parallel beabstandete elektrisch leitfähige Schichten gebildet sind. Vorteilhaft kann das Filter so durch einen insbesondere bloßen Schaltungsträger gebildet, aufwandsgünstig bereitgestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Kondensatoren jeweils eine gemeinsame Elektrode auf, welche mit jeweils wenigstens einer oder nur einer weiteren Elektrode eine Kapazität des Kondensators bilden. Vorteilhaft können so mehrere Kondensatoren platzsparend in dem Schaltungsträger ausgebildet sein.
Bevorzugt sind die Kondensatoren jeweils durch wenigstens zwei zueinander parallel beabstandete elektrisch leitfähige Schichten gebildet, welche durch eine elektrisch isolierende Schicht voneinander getrennt sind. Vorteilhaft kann das Filter so durch einen Schichtstapel gebildet aus Prepreg-Laminaten aufwandsgünstig bereitgestellt werden. Bevorzugt weist der Schaltungsträger - insbesondere in seiner flachen Erstreckung - für jeden Kondensator einen Flächenbereich auf, wobei in einem von dem Flächenbereich überdeckten Schichtstapel der Kondensator gebildet ist.
Weiter bevorzugt ist der Kondensator durch die in dem Schichtstapel angeordneten, jeweils durch eine elektrisch leitfähige Schicht gebildeten, und einander gegenüberliegenden Elektroden und diese voneinander trennenden elektrisch isolierenden Leiterplattenschichten gebildet. Vorteilhaft können in dem Schaltungsträger so mehrere Kondensatoren nebeneinander als voneinander getrennte räumliche Bereiche des Schaltungsträgers gebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Filter ausgebildet, Gleichtaktstörungen zu unterdrücken, wobei wenigstens ein Kondensator als Y-Kondensator ausgebildet ist. Vorteilhaft kann so ein Gleichtaktfilter aufwandsgünstig bereitgestellt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Filter ausgebildet, Gegentaktstörungen zu unterdrücken, wobei wenigstens ein Kondensator als X-Kondensator ausgebildet ist. Vorteilhaft kann so ein Gegentaktfilter aufwandsgünstig durch einen Schaltungsträger bereitgestellt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Filter wenigstens einen Y- Kondensator und wenigstens einen X-Kondensator auf. Vorteilhaft kann der Schaltungsträger so aufwandsgünstig zum Entstören von Gleichtakt- und Gegentaktstörungen ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Filter einen positiven Anschluss, einen negativen Anschluss und einen Masseanschluss auf, wobei das Filter einen X-Kondensator aufweist, welcher zu dem positiven und dem negativen Anschluss parallel geschaltet ist, und wenigstens einen Y- Kondensator aufweist, welcher zu dem negativen Anschluss oder dem positiven Anschluss, und dem Masseanschluss parallel geschaltet ist. Bevorzugt ist ein weiterer Y-Kondensator zu dem positiven Anschluss und dem Masseanschluss parallel geschaltet. Das Filter weist somit zwei Y- Kondensatoren, und einen X-Kondensator auf. Vorteilhaft kann so ein Entstörfilter für Gleichtakt- und Gegentaktunterdrückung durch einen bloßen Schaltungsträger, insbesondere eine Leiterplatte bereitgestellt sein.
Bei einer Parallelschaltung eines Kondensators, insbesondere eines Y- Kondensators, zu elektrischen Anschlüssen ist an der Elektrode des Kondensators mit dem ersten Anschluss, insbesondere dem Masseanschluss, verbunden, und eine weitere Elektrode des Kondensators mit dem weiteren Anschluss, insbesondere dem negativen Anschluss, verbunden. Vorteilhaft kann das Filter so aufwandsgünstig durch eine insbesondere bloße Leiterplatte gebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Filter bauelementfrei ausgebildet. Das Filter weist somit vorteilhaft keine gesonderten elektronischen Bauelemente auf, welche mit dem Schaltungsträger mittels Durchsteckmontage, auch THT-Montage (THT = Through-Hole-Technology) genannt, oder mittels Oberflächenmontage, auch SMD-Montage (SMD = Surface-Mounted-Device) genannt, verbunden sind. Die in dem Schaltungsträger ausgebildeten Kondensatoren sind jeweils durch elektrisch leitfähige Schichten des Mehrlagen-Schaltungsträgers gebildet, welche sich zueinander parallel erstrecken, und jeweils durch eine elektrisch isolierende Schicht voneinander getrennt sind. Der Schaltungsträger verkörpert somit selbst eine die Kondensatoren bildende Schaltung durch die innere Schichtstruktur der elektrisch leitfähigen Schichten.
Bevorzugt weist das Filter wenigstens eine durch eine elektrisch leitfähige Schicht gebildete Elektrode auf, welche zu einer Elektrode eines Kondensators parallel beabstandet ist und deren Potential aufweist. Vorteilhaft kann durch die dasselbe Potential führende Elektrode eine Feldverstärkung des Kondensatorfeldes gebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Filter lotmittelfrei ausgebildet. Vorteilhaft kann das Filter so in hohen Umgebungstemperaturen eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Filter Schraubanschlüsse oder Steckanschlüsse zum elektrischen Verbinden und/oder mechanischen Verbinden des Filters auf. Bevorzugt ist der Schraubanschluss durch eine elektrisch leitfähige Schicht im Bereich eines Durchbruchs für eine Schraube gebildet. Vorteilhaft kann das Filter so aufwandsgünstig in einem Gehäuse, insbesondere Steuergeräte-Gehäuse, im Bereich einer Anschlussbuchse verschraubt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schaltungsträger eine faserverstärkte Leiterplatte, insbesondere Epoxidharz-Leiterplatte. Vorteilhaft kann das Filter so aufwandsgünstig durch eine Leiterplatte, insbesondere FR4-Leiterplatte, bereitgestellt sein.
In einer anderen Ausführungsform ist der Schaltungsträger ein keramischer Schaltungsträger, insbesondere ein LTCC-Schaltungsträger (LTCC = Low- Temperature-Cofired-Ceramics) oder ein HTCC-Schaltungsträger (HTCC = High-Temperature-Cofired-Ceramics. Vorteilhaft kann das Filter so in besonders hohen Umgebungstemperaturen, insbesondere mehr als 150 Grad Celsius, eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, oder Hybridfahrzeug. Das Steuergerät weist wenigstens ein oder nur ein Filter gemäß der vorbeschriebenen Art auf. Das Steuergerät weist bevorzugt ein Gehäuse auf, das einen Hohlraum umschließt. Das Filter, insbesondere gebildet durch den Schaltungsträger, ist in einem Bereich des Hohlraums aufgenommen und angeordnet, indem während eines Betriebs des Steuergeräts eine größere Temperatur ausgebildet werden kann, als in einem dazu benachbarten Bereich des Hohlraums. Vorteilhaft kann das Filter so im Bereich eines Hotspots des Steuergeräts angeordnet sein. Im Falle der Leiterplatte als Filter kann das Filter vorteilhaft bei Umgebungstemperaturen von bis zu 140 Grad Celsius betrieben werden. Im Falle des keramischen Schaltungsträgers als Filter kann das Filter vorteilhaft bei Umgebungstemperaturen von mehr als 140 Grad Celsius betrieben werden.
Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus einer Kombination der in den Figuren und in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmale. Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein durch eine Leiterplatte gebildetes
EMV-Filter, in einer Explosionsdarstellung, in der einzelne
Leiterplattenschichten der Leiterplatte voneinander getrennt dargestellt sind;
Figur 2 zeigt drei Teilvolumen des in Figur 1 gezeigten Leiterplatte, in denen jeweils ein Kondensator ausgebildet ist;
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Steuergerät mit einem EMV Filter gemäß Figur 1.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein EMV-Filter, das durch eine Leiterplatte 1 gebildet ist. Das EMV-Filter 1, in Folgenden auch Leiterplatte 1 genannt, ist in diesem Ausführungsbeispiel als Multilayer-Leiterplatte ausgebildet. Eine Leiterplattenschicht, im Englischen auch Layer genannt, umfasst in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens eine elektrisch isolierende Schicht. Mit der elektrisch isolierenden Schicht ist wenigstens eine eine Kondensatorelektrode bildende, elektrisch leitfähige Schicht verbunden. Die elektrisch isolierende Schicht ist als Prepreg-Schicht, insbesondere faserverstärkte Epoxidharz-Schicht, gebildet.
Die Leiterplatte 1 weist eine äußere Leiterplattenschicht 2 auf. Die Leiterplattenschicht 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel drei elektrisch leitfähige Schichten 20, 21 und 22 auf. Die elektrisch leitfähigen Schichten 20, 21 und 22 sind jeweils in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Die Schicht weist drei Durchbrüche zum Schraubverbinden der Leiterplattenschicht 2 auf, nämlich einen Durchbruch 11, einen Durchbruch 12 und einen Durchbruch 13, welche jeweils zueinander beabstandet im Dreieck angeordnet sind. Die Durchbrüche bilden jeweils einen Anschluss zum elektrischen Verbinden des Filters 1 mit einer Stromschiene oder einem Schraubdom.
Der Durchbruch 11 ist von der elektrisch leitfähigen Schicht 20 umgeben, der Durchbruch 12 von der elektrisch leitfähigen Schicht 22 und der Durchbruch 13 ist von der elektrisch leitfähigen Schicht 21 umgeben. Die elektrisch leitfähige Schicht 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel kreisrund, insbesondere hohlzylinderförmig, ausgebildet, und umschließt den Durchbruch 12. Die elektrisch leitfähige Schicht 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel - insbesondere im Wesentlichen - trapezförmig ausgebildet, wobei ein in einem Trapez-Eck angeformter Leiterbahnstreifen, welcher an die Schicht 20 angeformt ist, bis hin zu dem Durchbruch 11 reicht, und diesen dort umschließt. Die elektrisch leitfähige Schicht 21 ist zu der Schicht 20 benachbart angeordnet, und ist U-förmig in der flachen Erstreckung der Leiterbahnschicht 2 ausgebildet. Die elektrisch leitfähigen Schichten 20, 21 und 22 sind voneinander elektrisch isoliert. Die elektrisch leitfähigen Schichten 20 und 21 bilden jeweils eine Elektrode für einen Kondensator.
Die elektrisch leitfähige Schicht 20 im Bereich des Durchbruchs 21 kann von einem Schraubenkopf kontaktiert werden, welcher der elektrisch leitfähigen Schicht 20 in diesem Ausführungsbeispiel ein negatives Potential zuführen kann. Die Leiterplattenschicht 2 kann im Bereich des Durchbruchs 12 von einer den Durchbruch 12 durchsetzenden Schraube mit einem positiven Potential belegt werden. Die elektrisch leitfähige Schicht 21 kann im Bereich des Durchbruchs 13 von einer den Durchbruch 13 durchsetzenden Schraube, insbesondere deren Schraubenkopf, mit Massepotential in Kontakt gebracht werden. Die elektrisch leitfähigen Schichten sind in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich des Durchbruchs mit elektrisch leitfähigen Via-Verbindungen elektrisch leitfähig verbunden.
Die Via-Verbindungen sind in diesem Ausführungsbeispiel radial umlaufend um den jeweiligen Durchbruch angeordnet, und erstrecken sich durch eine Dickenerstreckung der elektrisch isolierenden Schicht der Leiterplattenschicht 2. Die elektrisch leitfähigen Schichten 20, 21 und 22 können so im Bereich des Durchbruchs für den Schraubanschluss mit einer elektrisch leitfähigen Schicht einer weiteren, auf der Leiterplattenschicht 2 aufliegenden Leiterplattenschicht elektrisch verbunden sein.
Ein Via 14 im Bereich des Durchbruchs 12, welches die elektrisch leitfähige Schicht 22 kontaktiert, ist beispielhaft bezeichnet.
Die elektrisch leitfähige Schicht 20 erstreckt sich über einen Flächenbereich 8 der Leiterplattenschicht 2, die elektrisch leitfähige Schicht 21 erstreckt sich teilweise über einen Flächenbereich 9, und über einen Flächenbereich 10. Die elektrisch leitfähigen Schichten bilden in jedem Flächenbereich jeweils eine Elektrode für einen Kondensator aus. Die sich in dem Flächenbereich 9 und in dem Flächenbereich 10 erstreckende elektrisch leitfähige Schicht verbindet somit die in den Flächenbereichen 9 und 10 gebildeten Elektroden für einen Kondensator elektrisch miteinander. Die Flächenbereiche 8, 9 und 10 sind zueinander beabstandet in der Leiterplattenfläche zueinander angeordnet, uns bilden jeweils mit den in dem Flächenbereich gebildeten elektrisch leitfähigen Schichten des vom dem Flächenbereich überdeckten Schichtstapels einen Kondensator.
Die Leiterplatte 1 umfasst auch eine Leiterplattenschicht 3. Die Leiterplattenschicht 3 weist eine elektrisch leitfähige Schicht 25 auf, welche - insbesondere eine Insel bildend - den Durchbruch 13 umschließt. Die elektrisch leitfähige Schicht 25 kann somit - über die den Durchbruch 13 umgebenden Via-Verbindungen mit der elektrisch leitfähigen Schicht 21 der Leiterplattenschicht 2 verbunden - Massepotential führen. Die elektrisch leitfähige Schicht 23 erstreckt sich bis hin zu dem Durchbruch 12, und kann somit ein positives Potential führen. Die elektrisch leitfähige Schicht 23 überdeckt den Flächenbereich 9, und bildet somit in dem Flächenbereich 9 eine Elektrode, insbesondere eine positive Elektrode für einen Kondensator, insbesondere einen Plattenkondensator, aus. Die elektrisch leitfähige Schicht 23 kann somit gemeinsam mit der elektrisch leitfähigen Schicht 21 im Flächenbereich 9 einen Kondensator, insbesondere einen Y-Kondensator, zur Gleichtaktunterdrückung ausbilden. Die Leiterplattenschicht 3 umfasst auch eine elektrisch leitfähige Schicht 24, welche den Durchbruch 11 umschließt, und so über die den Durchbruch 11 umgebenden Via-Verbindungen ein negatives Potential führen kann. Die elektrisch leitfähige Schicht 24 ist von der elektrisch leitfähigen Schicht 23 getrennt, und so elektrisch isoliert. Die elektrisch leitfähige Schicht 24 kann im Flächenbereich 10 eine positive Elektrode für einen Kondensator ausbilden, welcher gemeinsam mit der elektrisch leitfähigen Schicht 21 im Flächenbereich 10 einen Y-Kondensator ausbilden kann. Die elektrisch leitfähige Schicht 23, welche das positive Potential führen kann, erstreckt sich an der Leiterplattenschicht 3 auch über den Flächenbereich 8, und bildet dort eine Elektrode für einen Kondensator aus, welcher gemeinsam mit der Elektrode 20 der Leiterplattenschicht 2 einen X-Kondensator ausbilden kann.
Die Leiterplatte 1 weist eine an die Leiterplattenschicht 3 anschließende weitere Leiterplattenschicht 4 auf. Die Leiterplattenschicht 4 weist eine den Durchbruch 13 umschließende Masseelektrode 28 auf, welche durch eine elektrisch leitfähige Schicht gebildet ist. Die elektrisch leitfähige Schicht 28, welche eine Masseelektrode für zwei Kondensatoren bildet, überdeckt bei der Leiterplattenschicht 4 die Flächenbereiche 9 und 10. Die Leiterplattenschicht 28 kann somit im Bereich des Flächenbereichs 9 gemeinsam mit der im Flächenbereich 9 der Leiterplattenschicht 3 angeordneten elektrisch leitfähigen Schicht 23, welche dort eine positive Elektrode bildet, einen Y- Kondensator ausbilden. Die elektrisch leitfähige Schicht 28 kann im Flächenbereich 10 eine Elektrode für einen Y-Kondensator, insbesondere einen negativen Y-Kondensator, ausbilden, welcher durch die elektrisch leitfähige Schicht 28 im Flächenbereich 10, und durch die im Flächenbereich 10 gebildete elektrisch leitfähige Schicht 24 der Leiterplattenschicht 3 gebildet ist.
Die Leiterplattenschicht 4 umfasst auch eine an den Durchbruch 11 , und so an das negative Potential anschließende, und den Flächenbereich 8 überdeckende elektrisch leitfähige Schicht 26, welche somit eine negative Elektrode für einen X-Kondensator bildet. Die elektrisch leitfähige Schicht 26 kann somit im Flächenbereich 8 gemeinsam mit der elektrisch leitfähigen Schicht 23 im Flächenbereich 8 der Leiterplattenschicht 3 den X-Kondensator ausbilden.
Die Leiterplatte 1 weist somit die Leiterplattenschicht 3, insbesondere die mit der Leiterplattenschicht 3 verbundenen elektrisch leitfähigen Schichten als gemeinsame Elektrode auf, welche mit den dazu benachbarten Leiterplattenschichten 2 und 4 einen Schichtstapel bildet. Dieser Schichtstapel bildet einen Mehrfachkondensator, in dem die Schicht 23 eine gemeinsame Elektrode für benachbarte Kondensatoren bildet.
Die Leiterplatte 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel noch drei weitere Leiterplattenschichten 5, 6 und 7. Die Leiterplattenschichten 5, 6 und 7 weisen jeweils weiter elektrisch leitfähige Schichten zum Ausbilden von Elektroden für die durch die Leiterplatte 1 gebildete Mehrfach-Kondensator-Anordnung auf.
Die Leiterplatte 5 umfasst eine elektrisch leitfähige Schicht 29, welche sich im Flächenbereich 9 erstreckt, und an den Durchbruch 12 anschließt, und somit positives Potential führen kann. Die elektrisch leitfähige Schicht 9 überdeckt auch den Flächenbereich 8, sodass dort eine Elektrode mit positivem Potential gebildet sein kann. Die Leiterplattenschicht 5 umfasst auch eine elektrisch leitfähige Schicht 31 , welche an den Durchbruch 11 anschließt, und so negatives Potential führen kann. Die Leiterplattenschicht 5 weist auch eine den Durchbruch 13 ringförmig umschließende elektrisch leitfähige Schicht 30, welche ausgebildet ist, das Massepotential über die Via-Verbindungen zur nächsten elektrisch leitfähigen Schicht weiterzureichen.
Die elektrisch leitfähige Schicht 29 bildet in den Flächenbereichen 8 und 9 jeweils eine positive Elektrode aus, welche zu der Leiterplattenschicht 4 hin gemeinsam mit der elektrisch leitfähigen Schicht 26 einen X-Kondensator ausbilden kann, und im Flächenbereich 9 gemeinsam mit der elektrisch leitfähigen Schicht 28 einen Y-Kondensator, insbesondere positiv angebundenen Y-Kondensator, ausbilden kann. An die Leiterplattenschicht 5 schließt flächig eine Leiterplattenschicht 6 an. Die Leiterplattenschicht 6 weist nur im Bereich des Flächenbereichs 8 eine Elektrode 32 auf, welche an das negative Potential im Bereich des Durchbruchs 11 anschließt. Die Flächenbereiche 9 und 10 weisen bei der Leiterplattenschicht 6 keine Elektrode auf. Die Leiterplattenschicht weist im Bereich des Durchbruchs 12 eine den Durchbruch 12 ringförmig umgebende elektrisch leitfähige Schicht 33 zum Durchreichen des positiven Potentials, und eine den Durchbruch 13 umschließende elektrisch leitfähige Schicht 34 zum Durchreichen des Massepotentials auf.
Die Leiterplatte 1 weist auch eine den Schichtverbund, gebildet aus den Leiterplattenschichten abschließende äußere Leiterplattenschicht 7 auf. Die Leiterplattenschicht 7 weist eine elektrisch leitfähige Schicht 35 auf, welche an das positive Potential im Bereich des Durchbruchs 9 anschließt, und den Flächenbereich 8 und den Flächenbereich 9 abdeckt. Die elektrisch leitfähige Schicht 35 kann somit gemeinsam mit der elektrisch leitfähigen Schicht 32 der Leiterplattenschicht 6 einen X-Kondensator ausbilden.
Die elektrisch leitfähige Schicht 35 kann in dem Flächenbereich 9 eine positive Elektrode ausbilden, welche gemeinsam mit der positiven Elektrode in demselben Flächenbereich der Leiterplattenschicht 5 das Feld der dort gebildeten positiven Elektrode verstärken kann. Die Leiterplattenschicht 7 weist im Bereich des Flächenbereichs 10 eine elektrisch leitfähige Schicht 37 auf, welche im Bereich des Durchbruchs 11 an das negative Potential anschließt, und so eine negative Elektrode ausbilden kann. Die negative Elektrode der Leiterplattenschicht 7 kann im Flächenbereich 10 für die negative Elektrode der Leiterplattenschicht 5 feldverstärkend wirken.
In den Flächenbereichen 8, 9 und 10 sind somit Schichtstapel gebildet, in denen - quer zur flachen Erstreckung der Leiterplattenschichten 2, 3, 4, 5, 6 und 7, jeweils zueinander parallel geschaltete Kondensatoren ausgebildet sind. In dem Flächenbereich 8 der Leiterplatte 1 ist somit ein mehrschichtiger X-Kondensator ausgebildet, in dem Flächenbereich 9 ist ein mehrschichtig ausgebildeter positiver Y-Kondensator ausgebildet, welcher an das Massepotential und an das positive Potential anschließt, und in dem Flächenbereich 10 ist ein negativer Y-Kondensator ausgebildet, welcher an das Massepotential und an das negative Potential anschließt.
Figur 2 zeigt - schematisch - die in Figur 1 bereits in einer Aufsicht auf die jeweiligen Leiterplattenschichten dargestellten Schichtstapel 41 , 42 und 43 in den Flächenbereichen 8, 9 beziehungsweise 10 in einer Schnittdarstellung. Die Leiterplatte 1 bildet in dem Flächenbereich 8 einen Schichtstapel 42 umfassend die Leiterplattenschichten 2, 3, 4, 5, 6 und 7, welche in dem Flächenbereich 8 einen X-Kondensator ausbilden.
Die Leiterplattenschicht 2 weist dazu eine elektrisch isolierende Schicht auf, welche mit der elektrisch leitfähigen Schicht 20 verbunden ist. Die Leiterplattenschicht 3 weist eine elektrisch isolierende Schicht auf, welche mit der elektrisch leitfähigen Schicht 23 verbunden ist. Die elektrisch leitfähigen Schichten 20 und 23 bilden jeweils eine Elektrode für einen X-Kondensator. Die in dem Schichtstapel 42 anschließenden elektrisch leitfähigen Schichten 26, 29, 32 und 35 sind jeweils alternierend mit einem negativen beziehungsweise einem positiven Potential belegbar ausgebildet, sodass zwischen den so gebildeten Elektroden sich über die elektrisch isolierenden Schichten, ein Dielektrikum bildend, ein Plattenkondensatorfeld ausbilden kann. Der Schichtstapel 43 im Bereich des Flächenbereichs 9 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel drei positive Y-Kondensatoren, gebildet zwischen den in der Schichtfolge aufeinanderfolgenden, jeweils durch elektrisch isolierende Schichten getrennte Schichten 21 , 23, 28 und 29. Die elektrisch leitfähigen Schichten 21 und 28 führen jeweils Massepotential, umschließend die elektrisch leitfähige Schicht 23, welche positives Potential führen kann, zwischeneinander ein. Die positives Potential führenden Schichten 23 und 29 schließen die Massepotential führende Schicht 28 zwischeneinander ein. Auf diese Weise können drei Y-Kondensatoren in dem Schichtstapel 43 im Flächenbereich 9 übereinander angeordnet ausgebildet sein.
In dem Flächenbereich 10 ist ein Schichtstapel 41 ausgebildet, welcher an negatives Potential und an Massepotential anschließende negative Y- Kondensatoren ausbildet. Zwischen den elektrisch leitfähigen Schichten 21 und 24 ist ein Y-Kondensator ausgebildet, und zwischen deren negatives Potential führenden elektrisch leitfähigen Schicht 24 und der Massepotential führenden Schicht 28 ist ein weiterer Y-Kondensator ausgebildet. Die elektrisch leitfähigen Schichten 24 und 31 , welche jeweils ausgebildet sind, negatives Potential zu führen, schließen die elektrisch leitfähige Schicht 28 zwischeneinander ein, wobei die elektrisch leitfähige Schicht 28 ausgebildet ist, Massepotential zu führen. Auf diese Weise ist zu beiden Seiten quer zur flachen Erstreckung der elektrisch leitfähigen Masseschicht 28 jeweils ein Y- Kondensator gebildet, welcher zu dem negativen Potential hinführt.
Die elektrisch leitfähige Schicht 37, welche ausgebildet ist, negatives Potential zu führen, kann das Feld der elektrisch leitfähigen Schicht 31 verstärken. In dem Schichtstapel 43 im Flächenbereich 9 kann die elektrisch leitfähige Schicht 35 positives Potential führen, und so für die elektrisch leitfähige Schicht 29 feldverstärkend wirken.
Die elektrisch leitfähigen Schichten 29 und 31 können jeweils als erweiterte Elektrodenflächen dienen, um die Kapazität des jeweiligen Kondensators ergänzend zu vergrößern. Vorteilhaft kann durch eine räumliche Verteilung der Kapazitäten in dem Schichtstapel ein selbstresonantes Filter vermieden werden. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Steuergerät 15. Das Steuergerät 15 weist ein Gehäuse 16 auf. Das Gehäuse 16 umschließt in diesem Ausführungsbeispiel einen Hohlraum, in dem ein Leistungsmodul, insbesondere ein Inverter 17, angeordnet ist. Der Inverter 17 umfasst Leistungshalbleiterschalter, welche ausgebildet sind, eine elektrische Maschine zum Erzeugen eines Drehfeldes zu bestromen.
Der Inverter 17 ist eingangsseitig mit einer negativen Stromschiene 18 verbunden, und kann von dieser negatives Potential empfangen. Der Inverter 17 ist mit einer positiven Stromschiene 19 verbunden, welche mit einem Endabschnitt aus dem Gehäuse 16 herausragt, und über welche der Inverter 17 mit einem positiven Versorgungspotential verbunden werden kann. Der Inverter 17 ist auch mit einer Massestromschiene 38 verbunden, welche mit Massepotential, insbesondere mit dem Gehäuse 16, verbunden ist. Das Gehäuse 16 ist beispielsweise ein Metallgehäuse, insbesondere Aluminiumgehäuse.
Die Stromschienen 18 und 19 bilden eingangsseitig einen elektrischen Anschluss für das Steuergerät 15.
Das Steuergerät 15 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein EM -Filter 1 auf, welches - wie in Figur 1 und in Figur 2 bereits erläutert - einen negativen Y- Kondensator, einen positiven Y-Kondensator und einen X-Kondensator aufweist. Die Durchbrüche des Filters 1 überdecken in diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine der Stromschienen, sodass das Filter 1 im Bereich eines Durchbruchs mit der diese abdeckenden Stromschiene verschraubt werden kann, und dort das Potential der jeweiligen Stromschiene empfangen kann. Das Filter 1 ist im Bereich des Durchbruchs 11 mit der negativen Stromschiene 18 verbunden. Das Filter 1 ist im Bereich des Durchbruchs 12 mit der positiven Stromschiene 19 verbunden. Das Filter 1 ist im Bereich des Durchbruchs 13 mit der Massepotential führenden Stromschiene 38 verbunden. Die elektrische Verbindung kann beispielsweise durch ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel, beispielsweise eine Stauchniete, oder eine Schraube gebildet sein.
Die Stromschienen 18 und 19 können beim Bestromen des Inverters 17 besonders heiß werden. Das Steuergerät 15 kann somit im Bereich 39 des Gehäuses 16, in dem die Stromschienen 18 und 19 in das Gehäuse 16 eintreten, eine hohe Temperatur entwickeln.
Das EMV-Filter 1 , gebildet durch eine Mehrschichtleiterplatte, ist in diesem Ausführungsbeispiel vorteilhaft lotmittelfrei, oder zusätzlich bauelementfrei ausgebildet. Vorteilhaft kann so auch kein Lotmittel auf der Mehrschichtleiterplatte, welche das EMV-Filter 1 bildet, beim Betrieb des Steuergeräts 15 aufschmelzen. Sämtliche in dem EMV-Filter 1 durch elektrisch leitfähige Schichten der Mehrschichtleiterplatte inhärent gebildeten Kondensatoren können so durch die hohe Temperatur im Bereich 39 des Steuergeräts 15 nicht durch die Temperatureinwirkung beschädigt werden, insoweit diese nicht durch diskrete, mit einem Schaltungsträger verlötete Bauelemente gebildet sind. Das Steuergerät 15 ist ausgebildet, in einem an den Bereich 39 in dem Gehäuse 16 anschließenden Bereich 40, in dem der Inverter 17 angeordnet ist, eine kleinere Temperatur beim Betrieb auszubilden, als in dem Eingangsbereich 39, in den die Stromschienen 18 und 19 hineinführen. Das Steuergerät 15 kann somit in dem Bereich 14, und so im Bereich des Inverters 17 Schaltungsträger aufweisen, welche mit Lotmittel mit elektronischen Bauelementen verlötet, und somit bestückt sind.

Claims

Ansprüche
1. EMV-Filter (1) für ein Steuergerät (15), wobei das Filter (1) einen Mehrlagen-Schaltungsträger (1) umfassend elektrisch leitfähige Schichten (20, 21 , 23, 24, 26, 28, 29, 31 , 32, 35, 37) und elektrisch isolierende Schichten (2, 3, 4, 5, 6, 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (1) wenigstens zwei Filterkondensatoren (8, 9, 10) bildet, wobei die Filterkondensatoren (8, 9, 10) jeweils durch wenigstens zwei in dem Schaltungsträger (1) ausgebildete und einander gegenüberliegende und/oder parallel beabstandete elektrisch leitfähige Schichten (20, 23, 26, 29, 32, 35) gebildet sind.
2. EMV-Filter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (8, 9, 10) jeweils eine gemeinsame Elektrode (23, 26, 29, 32) aufweisen, welche mit jeweils einer weiteren Elektrode (20, 23, 26, 29, 32, 35) eine Kapazität des Kondensators (8, 9, 10) bildet.
3. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (1) für jeden Kondensator einen Flächenbereich (8, 9, 10) aufweist, wobei in einem von dem Flächenbereich (8, 9, 10) überdeckten Schichtstapel (41 , 42, 43) des Schaltungsträgers (1) der Kondensator durch die in dem Schichtstapel (41, 42, 43) angeordneten, jeweils durch eine elektrisch leitfähige Schicht gebildeten und einander gegenüberliegenden Elektroden (20, 23, 26, 29, 32, 35) und diese voneinander trennenden elektrisch isolierenden Leiterplattenschichten (2, 3, 4, 5, 6, 7) gebildet ist.
4. Filter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter ausgebildet ist, Gleichtaktstörungen zu unterdrücken, wobei wenigstens ein Kondensator als Y-Kondensator (9, 10, 41, 43) ausgebildet ist.
5. Filter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter ausgebildet ist, Gegentaktstörungen zu unterdrücken, wobei wenigstens ein Kondensator als X-Kondensator (8, 42) ausgebildet ist.
6. Filter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (1) einen positiven Anschluss (12), einen negativen Anschluss (11) und einen Masseanschluss (13) aufweist, wobei der X-Kondensator zu dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss parallelgeschaltet ist und der Y- Kondensator zu dem negativen Anschluss (11) oder dem positiven Anschluss (12), und dem Masseanschluss (13) parallelgeschaltet ist.
7. Filter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (1), insbesondere der Schaltungsträger, lotmittelfrei ausgebildet ist.
8. Filter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 16 dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (1) Schraubanschlüsse (11, 12, 13) oder Steckanschlüsse zum elektrischen Verbinden des Filters (1) aufweist,
9. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger eine faserverstärkte Leiterplatte ist.
10. Filter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (1) wenigstens eine durch eine elektrisch leitfähige Schicht gebildete Elektrode (35, 37) aufweist, welche zu einer Elektrode (31 , 29) eines Kondensators (28, 29, 28 31) parallel beabstandet ist und deren Potential aufweist.
11. Steuergerät (15) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug mit einem Filter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (15) ein Gehäuse (16) aufweist, das einen Hohlraum umschließt und das Filter (1) in einem Bereich (39) des Hohlraums aufgenommen und angeordnet ist, in dem während eines Betriebs des Steuergeräts (15) eine größere Temperatur ausgebildet werden kann als in einem dazu benachbarten Bereich (40) des Hohlraums.
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