DE4310860A1

DE4310860A1 - Elektromagnetischer Verträglichkeits(EMV)-Filter in Hybridtechnologie

Info

Publication number: DE4310860A1
Application number: DE4310860A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Rooethlingshoefer; Kurt Ing Grad Weiblen; Peter Dr Tauber; Uwe Dr Lipphardt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-10-06
Also published as: US5525943A; JPH06310894A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Verträglichkeits(EMV)-Filter in Hybridtechnologie nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Es ist bekannt, elektrische oder elektronische Geräte oder Schaltungen gegen leitungsgebundene elektromagnetische Einstrahlungen zu schützen.

Dazu werden beispielsweise auf Schaltungen Entstör kondensatoren vorgesehen, die über einen Masse anschluß der Schaltung und eine Druckfeder mit dem Metallgehäuse verbunden sind. Bei dieser Anordnung ist von Nachteil, daß die Massefedern als mechanische Teile Platz benötigen und durch Altern den Federkontakt zum Gehäuse verschlechtern und aufgrund des langen Weges zwischen Entstörkondensa tor und Masseteil noch Störungssignale abstrahlen können.

Es ist weiterhin bekannt, so zum Beispiel aus der DE-OS 38 37 206, zwischen der Schaltung und dem Gehäuse einen elektrisch leitenden Kleber vor zusehen, der eine durch die Schaltung durch kontaktierten Entstörkondensator mit dem Metall gehäuse verbindet und so eine kapazitive Ankopplung schafft.

Diese Variante bietet zwar eine ausreichend hochfrequente Ankopplung einer Schaltung an Masse, ist jedoch für Hybridschaltungen nicht einsetzbar und erfordert in jedem Fall ein elektrisch leitendes Gehäuse. Darüber hinaus ist die zusätz liche Anordnung eines Chip-Kondensators notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen EMV-Filter der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem ohne zusätzliche Bauelemente ein wirksamer Schutz gegen hochfrequente und niederfrequente Störungen gewährleistet wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kenn zeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Es wurde gefunden, daß wenn die stromführenden Leitungen mit einem Dielektrikum umgeben sind und den stromführenden Leitungen ein auf einer Keramikplatte angeordneter, mit dem Masseleiter verbundener Metallschirm zugeordnet ist, mehrere Kondensatoren mit extrem niedriger Induktivität nachgebildet werden können.

Damit ist gewährleistet, daß ein wirksamer EMV- Schutz mit der Standardtechnologie kostengünstig herstellbar ist.

Mit der Lösung ist es in einfacher Weise möglich, teure Durchführungskondensatoren oder andere auf wendige EMV-Schutzmaßnahmen sowie abgeschirmte Lei tungen zu ersetzen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungs beispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Hybridbauelement im Schnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Hybridbauelement;

Fig. 3 ein weiteres Hybridbauelement im Schnitt und

Fig. 4 ein weiteres Hybridbauelement im Schnitt.

Die Fig. 1 zeigt ein aus einer Keramikplatte 10 bestehendes Hybridbauelement, das an seiner Ober seite zwei stromführende Leitungen 12 aufweist.

Die stromführenden Leitungen 12 sind von einem Dielektrikum 14 umgeben. Die Keramikplatte 10 weist an ihrer Unterseite 13 einen Metallschirm 16 auf, der über eine Durchkontaktierung 18 mit einem Masseleiter 20 verbunden ist. Im oberen Bereich des Hybridbauelementes ist ein weiterer Metallschirm 22 angeordnet, der das Dielektrikum 14 und den Masse leiter 20 umschließt. Der Metallschirm 22 ist mit dem Masseleiter 20 elektrisch leitend verbunden.

Das gesamte Hybridbauelement ist auf einem Gehäuse teil 26 befestigt, das gleichzeitig als Kühlteil und, wenn es ein Metallgehäuse ist, als Masse dienen kann.

Der Metallschirm 22 bildet mit den stromführenden Leitungen 12 und dem Dielektrikum 14 mehrere Kondensatoren mit extrem niedriger Induktivität und aufgrund des relativ dünnen Dielektrikums 14 mit relativ hoher Kapazität. Durch diese kapazitive Ankopplung der stromführenden Leitungen 12 an den Masseleiter 20 ergibt sich die Wirkung von Entstörkondensatoren, so daß eine hochfrequente Ankopplung der Schaltung an Masse und damit eine sichere Entstörung möglich ist.

Die beschriebene Lösung bietet eine konsequente Kombination der Elemente der Hybridtechnik als EMV- Schutz. Es erfolgt quasi eine Nachbildung von Durchführungskondensatoren und Koaxialkabeln in Hybridtechnologie.

Wie Fig. 2 in der Draufsicht zeigt, sind auf dem Hybridbauelement weiterhin diskrete Keramik-Chip kondensatoren 24 angeordnet.

Diese Keramik-Chipkondensatoren 24 bieten eine zusätzliche kapazitive Ankopplung der strom führenden Leitungen 12 an den Masseleiter 20.

Diese Ankopplung bietet die Möglichkeit, die Schal tung zusätzlich gegen niederfrequente Störungen zu schützen, so daß eine Kombination beider kapazitiver Ankopplungen den stromführenden Lei tungen 12 einen hochwirksamen Schutz gegen das gesamte Spektrum leitungsgebundener Störungen bietet.

Darüber hinaus werden durch eine kurzmöglichste Anbindung der diskreten Keramik-Chipkondensatoren 24 störende Induktivitäten vermieden. Bei voll kommen symmetrischer Ankopplung werden gegenphasige Störungen komplett aufgehoben.

In Fig. 3 ist ein weiteres Hybridbauelement im Schnitt gezeigt, wobei gleiche Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Keramikplatte 10 des Hybridbauelementes besitzt an ihrer Oberseite 11 einen Metallschirm 17, auf dem getrennt durch das Dielektrikum 14 die stromführenden Leitungen 12 angeordnet sind. Der Masseleiter 20 ist mit dem Metallschirm 22 elektrisch leitend verbunden und kontaktiert durch eine Aussparung 15 des Dielektrikums 14 den Metallschirm 17.

Wie bereits zu Fig. 1 erwähnt, bildet der Metallschirm 22 über die elektrisch leitende Verbindung zum Masseleiter 20 und damit zu dem Metallschirm 17 mit den stromführenden Leitungen 12 und dem Dielektrikum 14 mehrere Kondensatoren mit extrem niedriger Induktivität und relativ hoher Kapazität. Zur weiteren Funktion wird auf das bereits zu den Fig. 1 und 2 dargelegte verwiesen, wobei auf dem in Fig. 3 gezeigtem Hybridbauelement, hier nicht dargestellte, diskrete Keramik-Chipkondensatoren 24 angeordnet sein können, die eine zusätzliche kapazitive Ankopplung der stromführenden Leitungen 12 an den Masseleiter 20 bieten.

Bei dem in Fig. 4 gezeigtem Hybridbauelement ist an der Unterseite 13 der Keramikplatte 10 ein Metallschirm 19 angeordnet. Die Oberseite 11 der Keramikplatte 10 weist die stromführenden Leitungen 12 und den Masseleiter 20 auf. Die stromführenden Leitungen sind über diskrete Keramik-Chip kondensatoren 24 mit dem Masseleiter 20 verbunden.

In diesem Ausführungsbeispiel, bildet der Metallschirm 19 mit den stromführenden Leitungen 12 und der Keramikplatte 10 eine kapazitive Ankopplung der stromführenden Leitungen 12 und die Keramik- Chipkondensatoren 24 eine weitere kapazitive Ankopplung der stromführenden Leitungen 12 an den Masseleiter 20.

Insgesamt ist mit den genannten Ausführungs beispielen eine flexible Anpassung der Schutz maßnahmen an jedes anwendungsspezifische EMV- Problem möglich.

Insbesondere kann über eine variable Bestückung der diskreten Keramik-Chipkondensatoren 24 für den niederen Frequenzbereich und der Einsatz von Dielektrikumpasten mit verschiedenen Werten zur Variation der gedruckten Kondensatoren für den oberen Frequenzbereich ein optimales Ergebnis erreicht werden.

Claims

1. Elektromagnetischer Verträglichkeits(EMV)- Filter in Hybridtechnologie auf einem stromführende Leitungen und einen Masseleiter aufweisenden Hybridbauelement, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Leitungen (12) mit einem Dielektrikum (14) umgeben sind, den stromführenden Leitungen (12) ein auf einer Keramikplatte (10) angeordneter mit dem Masseleiter (20) verbundener, Metallschirm (16, 17) zugeordnet ist und das Dielektrikum (14) und der Masseleiter (20) von einem Metallschirm (22) umgeben sind.

2. EMV-Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschirm (16) an der Unterseite (11) der Keramikplatte (10) angeordnet ist.

3. EMV-Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschirm (16) über eine Durchkontaktierung (18) mit dem Masseleiter (20) verbunden ist.

4. EMV-Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschirm (17) an der Oberseite (11) der Keramikplatte (10) angeordnet ist und über wenigstens eine Aussparung (15) des Dielektrikums (14) mit dem Masseleiter (20) verbunden ist.

5. EMV-Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hybridbauelement diskrete Keramik-Chipkondensatoren (24) besitzt, deren einer Kontakt mit den stromführenden Leitungen (12) und deren anderer Kontakt mit dem Masseleiter (20) verbunden ist.

6. EMV-Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Keramik-Chipkondensatoren (24) sym metrisch angeordnet sind.