Title:
STÖRUNGSFILTER VOM LEITERPLATTENTYP UND ELEKTRONISCHE EINRICHTUNG
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

Es werden ein Störungsfilter vom Leiterplattentyp, das ein höheres Störungsbeseitigungsvermögen als ein herkömmliches Störungsfilter besitzt, und eine elektronische Einrichtung angegeben, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist. Das Störungsfilter vom Leiterplattentyp weist Folgendes auf: eine gedruckte Leiterplatte (1), auf welcher ein Verdrahtungsmuster (7) ausgebildet ist; eine Drosselspule (4), die einen Kern (4a) aufweist, der eine Toroidform besitzt; einen Gehäusemassenbereich (6), der an der gedruckten Leiterplatte (1) an einer Position befestigt ist, die einen hohlen Bereich der Drosselspule (4) überlappt, wenn die Toroidform der Drosselspule (4) in der Draufsicht betrachtet wird, wobei der Gehäusemassenbereich so ausgebildet ist, dass er an einer Gehäusemasse geerdet werden kann; und einen Kondensator (2, 3, 8, 9, dessen erster Anschluss mit dem Gehäusemassenbereich (6) durch das Verdrahtungsmuster (7) verbunden ist.





Inventors:
Yamamoto, Kazuya (Tokyo, JP)
Kumagai, Takashi (Tokyo, JP)
Application Number:
DE112016002174T
Publication Date:
01/25/2018
Filing Date:
04/27/2016
Assignee:
Mitsubishi Electric Corporation (Tokyo, JP)
International Classes:
H03H7/09; H01F17/06; H01F27/00; H01F27/06; H03H7/01
Attorney, Agent or Firm:
Meissner Bolte Patentanwälte Rechtsanwälte Partnerschaft mbB, 80538, München, DE
Claims:
1. Störungsfilter vom Leiterplattentyp, das Folgendes aufweist:
– eine gedruckte Leiterplatte, auf welcher ein Verdrahtungsmuster ausgebildet ist;
– eine Gleichtakt-Drosselspule, die auf der gedruckten Leiterplatte montiert ist und einen Kern, der eine Toroidform besitzt, und eine Spule aufweist, die um den Kern gewickelt ist;
– einen Gehäusemassenbereich, der an der gedruckten Leiterplatte an einer Position befestigt ist, die einen hohlen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule überlappt, wenn die Toroidform der Gleichtakt-Drosselspule in der Draufsicht betrachtet wird,
wobei der Gehäusemassenbereich so ausgebildet ist, dass er an einer Gehäusemasse geerdet werden kann; und
– einen Leitungs-Umgehungskondensator, der an der gedruckten Leiterplatte montiert ist und einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist,
wobei der erste Anschluss mit dem Gehäusemassenbereich durch das Verdrahtungsmuster verbunden ist.

2. Störungsfilter vom Leiterplattentyp nach Anspruch 1, wobei die Gleichtakt-Drosselspule und der Gehäusemassenbereich voneinander mit einem Abstand beabstandet sind, der gleich groß wie oder größer als der kürzeste Abstand ist, der die elektrische Isolierung gewährleisten kann.

3. Störungsfilter vom Leiterplattentyp nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verdrahtungsmuster, das den Gehäusemassenbereich mit dem ersten Anschluss des Umgehungskondensators verbindet, linear ausgebildet ist.

4. Störungsfilter vom Leiterplattentyp nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Umgehungskondensator an einer Fläche der gedruckten Leiterplatte montiert ist, die sich gegenüber einer Fläche befindet, an welcher die Gleichtakt-Drosselspule montiert ist, und zwar an einer Position, die die Gleichtakt-Drosselspule zumindest teilweise überlappt.

5. Elektronische Einrichtung, die ein Störungsfilter vom Leiterplattentyp nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist, wobei
im Störungsfilter vom Leiterplattentyp die gedruckte Leiterplatte mit einem ersten Durchgangsloch ausgebildet ist und der Gehäusemassenbereich mit einem zweiten Durchgangsloch ausgebildet ist,
die elektronische Einrichtung ein Gehäuse aufweist, das mit einem dritten Durchgangsloch ausgebildet ist und aus einem leitfähigen Material gebildet ist, und
wenn das Befestigungselement in das erste Durchgangsloch, das zweite Durchgangsloch und das dritte Durchgangsloch hinein festgezogen wird, wobei das erste Durchgangsloch, das zweite Durchgangsloch und das dritten Durchgangsloch so angeordnet sind, dass sie einander überlappen, werden die gedruckte Leiterplatte und das Gehäuse aneinander befestigt und der Gehäusemassenbereich an der Gehäusemasse geerdet.

6. Störungsfilter vom Leiterplattentyp, das einen ersten Eingangsanschluss und einen zweiten Eingangsanschluss besitzt,
wobei das Störungsfilter vom Leiterplattentyp Folgendes aufweist:
– eine gedruckte Leiterplatte, auf welcher ein Verdrahtungsmuster ausgebildet ist;
– eine Gegentakt-Drosselspule, die an der gedruckten Leiterplatte montiert ist, mit dem ersten Eingangsanschluss verbunden ist und einen Kern, der eine Toroidform besitzt, und eine Spule aufweist, die um den Kern gewickelt ist; und
– einen Elektrodenbereich, der an der gedruckten Leiterplatte an einer Position befestigt ist, die einen hohlen Bereich der Gegentakt-Drosselspule überlappt, wenn die Toroidform der Gegentakt-Drosselspule in der Draufsicht betrachtet wird, und der mit dem zweiten Eingangsanschluss verbunden ist,
wobei die Gegentakt-Drosselspule und der Elektrodenbereich voneinander beabstandet sind.

Description:
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Störungsfilter vom Leiterplattentyp mit einer toroidförmigen Drosselspule, montiert auf einer gedruckten Leiterplatte, sowie eine elektronische Einrichtung, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist.

Stand der Technik

Eine gedruckte Leiterplatte, die eine elektrische Schaltung besitzt, welche ein hartes Umschalten an einem Wechselrichter, einer Schalt-Energieversorgung oder dergleichen betrifft, ist mit einem Störungsfilter zum Unterdrücken von elektromagnetischen Störungen ausgestattet. In einem Störungsfilter zum Unterdrücken von Gleichtaktstörungen ist beispielsweise eine Gleichtakt-Drosselspule, die als Induktivität in einer Gleichtakt-Mode dient, auf einer gedruckten Leiterplatte montiert, ähnlich wie Filterschaltungselemente, wie z. B. ein Umgehungskondensator (Bypass-Kondensator).

Die japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 5-006820 (PTD 1) beschreibt ein Störungsfilter vom Leiterplattentyp, das eine Gleichtakt-Drosselspule besitzt, die auf einer isolierenden Stütze mit vier Eckschenkeln montiert ist, wobei die isolierende Stütze auf einer Leiterplatte montiert ist. Filterschaltungselemente, wie z. B. ein Kondensator mit Ausnahme der Gleichtakt-Drosselspule sowie externe Verbindungsanschlüsse sind direkt auf der Leiterplatte montiert.

In einem Störungsfilter zum Unterdrücken von Gegentaktstörungen ist eine Gegentakt-Drosselspule, die als eine Induktivität in einer Gegentakt-Mode dient, auf einer gedruckten Leiterplatte montiert, ähnlich wie die Filterschaltungselemente, wie z. B. ein Umgehungskondensator.

Stand derr TechnikPatentdokument

  • Patentdokument 1 Japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 5-006820

Zusammenfassung der ErfindungTechnisches Problem

Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Störungsfilter vom Leiterplattentyp ist jedoch eine Anschlussstütze, in welche die externen Verbindungsanschlüsse, die mit einer Gehäusemasse verbunden sind, eingeführt und eingepasst sind, von dem Kondensator beabstandet. Folglich ist es notwendig, dass ein Verdrahtungsmuster auf der Leiterplatte ausgebildet ist, das sie miteinander verbindet. Solch eine Konfiguration, ob sie nun eine Gleichtakt-Drosselspule oder eine Gegentakt-Drosselspule enthält, hat den Nachteil eines verringerten Störungsbeseitigungsvermögens des Störungsfilters infolge einer Induktivitätskomponente der Verdrahtung.

Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das genannte Problem zu lösen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Störungsfilter vom Leiterplattentyp anzugeben, das ein höheres Störungsbeseitigungsvermögen als ein herkömmliches Störungsfilter besitzt, sowie eine elektronische Einrichtung, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist.

Lösung des Problems

Ein Störungsfilter vom Leiterplattentyp gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine gedruckte Leiterplatte, auf welcher ein Verdrahtungsmuster ausgebildet ist; eine Gleichtakt-Drosselspule, die auf der gedruckten Leiterplatte montiert ist und einen Kern, der eine Toroidform besitzt, und eine Spule aufweist, die um den Kern gewickelt ist; einen Gehäusemassenbereich, der an der gedruckten Leiterplatte an einer Position befestigt ist, die einen hohlen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule überlappt, wenn die Toroidform der Gleichtakt-Drosselspule in der Draufsicht betrachtet wird, wobei der Gehäusemassenbereich so aufgebaut ist, dass er an einer Gehäusemasse geerdet werden kann; und einen Leitungs-Umgehungskondensator, der an der gedruckten Leiterplatte montiert ist und einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss mit dem Gehäusemassenbereich durch das Verdrahtungsmuster verbunden ist.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Störungsfilter vom Leiterplattentyp angegeben werden, das ein höheres Störungsbeseitigungsvermögen als ein herkömmliches Störungsfilter aufweist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines Störungsfilters vom Leiterplattentyp gemäß einer ersten Ausführungsform.

2 ist eine teilweise Seitenansicht zum Veranschaulichen einer elektronischen Einrichtung, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist, gemäß der ersten Ausführungsform.

3 ist eine teilweise Schnittansicht zum Veranschaulichen der elektronischen Einrichtung, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist, gemäß der ersten Ausführungsform.

4 ist ein Schaltungsdiagramm der elektronischen Einrichtung, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist, gemäß der ersten Ausführungsform.

5 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines Störungsfilters vom Leiterplattentyp gemäß einer zweiten Ausführungsform.

6 ist eine teilweise Seitenansicht zum Veranschaulichen einer elektronischen Einrichtung, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist, gemäß der zweiten Ausführungsform.

7 ist ein Schaltungsdiagramm der elektronischen Einrichtung, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist, gemäß der zweiten Ausführungsform.

8 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines Störungsfilters vom Leiterplattentyp gemäß einer dritten Ausführungsform.

9 ist eine teilweise Seitenansicht zum Veranschaulichen einer elektronischen Einrichtung, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist, gemäß der dritten Ausführungsform.

10 ist ein Schaltungsdiagramm der elektronischen Einrichtung, die das Störungsfilter vom Leiterplattentyp aufweist, gemäß der dritten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen

Es werden nachstehend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder entsprechende Teile sind in den folgenden Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.

Erste Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 werden ein Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp und eine elektronische Einrichtung 200 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. Das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp weist Folgendes auf: eine gedruckte Leiterplatte 1, Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9, eine Gleichtakt-Drosselspule 4 und einen Gehäusemassenbereich 6. Die Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9, die Gleichtakt-Drosselspule 4 und der Gehäusemassenbereich 6 sind an der gedruckten Leiterplatte 1 montiert und bilden eine Filterschaltung.

Die gedruckte Leiterplatte 1 ist mit Durchgangslöchern versehen, in welche hinein die beiden Anschlüsse (ein erster Anschluss und ein zweiter Anschluss) von jedem der Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9 eingeführt werden sollen, sowie mit einem ersten Durchgangsloch, in welches ein Befestigungselement 5 eingeführt werden kann. Das erste Durchgangsloch, in welches das Befestigungselement 5 eingeführt werden soll, ist an der gedruckten Leiterplatte 1 an einer Position ausgebildet, die einen hohlen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule 4 überlappt, was später beschrieben wird.

Bei den Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9 sind jeweils der erste Anschluss bzw. der zweite Anschluss mit zwei Elektroden verbunden, die so ausgebildet sind, dass ein Dielektrikum dazwischen eingefügt ist. Die Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9 sind um die Gleichtakt-Drosselspule 4 auf der gedruckten Leiterplatte 1 herum angeordnet.

Die Gleichtakt-Drosselspule 4 weist einen Kern 4a auf, der eine Toroidform besitzt, sowie zwei Drosselspulen 4b, 4c, die um den Kern 4a gewickelt sind, und zwar in einander entgegengesetzten Richtungen. Das Material, das den Kern 4a bildet, ist beispielsweise Ferrit. Die Gleichtakt-Drosselspule 4 ist so konfiguriert, dass, wenn ein Gleichtaktstrom durch die Drosselspulen 4b und 4c fließt, die im Kern 4a erzeugten magnetischen Flüsse aufaddiert werden, um eine hohe Induktivität zu erzielen.

Der Gehäusemassenbereich 6 ist an der gedruckten Leiterplatte 1 an einer Position ausgebildet, die den hohlen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule 4 überlappt. Ein (nicht dargestelltes) leitfähiges Muster aus einem leitfähigen Material (beispielsweise Kupfer (Cu)) ist zumindest an einer Fläche des Gehäusemassenbereichs 6 ausgebildet. Der Gehäusemassenbereich 6 ist mit einem zweiten Durchgangsloch ausgebildet, in welches hinein das Befestigungselement 5 eingeführt werden kann.

Das erstes Durchgangsloch, das in der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet ist und in welches das Befestigungselement 5 eingeführt werden soll, und das zweite Durchgangsloch, das im Gehäusemassenbereich 6 ausgebildet ist und in welches das Befestigungselement 5 eingeführt werden soll, sind so ausgebildet, dass sie miteinander in der Dickenrichtung der gedruckten Leiterplatte 1 kommunizieren.

Ein Verdrahtungsmuster 7 ist auf der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet. Das Verdrahtungsmuster 7 verbindet den Gehäusemassenbereich 6 mit dem einen Anschluss (dem ersten Anschluss) von jedem der Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9. Da der Gehäusemassenbereich 6 an dem hohlen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule 4 angeordnet ist, wie oben beschrieben, kann beispielsweise die Länge des Verdrahtungsmusters 7 gleich groß wie oder kleiner als der Durchmesser der Gleichtakt-Drosselspule 4 sein.

Die Breite des Verdrahtungsmusters 7 ist vorzugsweise breit, und zwar unter dem Blickwinkel, die Verdrahtungsinduktivität zu verringern. Das Verdrahtungsmuster 7 kann aus irgendeinem leitfähigen Material gebildet sein, beispielsweise aus Cu. Das Verdrahtungsmuster 7 kann mit irgendeinem Verfahren ausgebildet werden.

Wie in 2 und 3 gezeigt, weist die elektronische Einrichtung 200 das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp auf, wie oben beschrieben, sowie ein Gehäuse 11. Das Gehäuse 11 kann irgendeine beliebige Konfiguration haben, solange das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp daran befestigt werden kann, und es weist beispielsweise eine Stützstrebe 12 auf. Das Gehäuse 11 und die Stützstrebe 12 sind aus irgendeinem leitfähigen Material gebildet. Die Stützstrebe 12 ist mit einem dritten Durchgangsloch ausgebildet, in welches hinein das Befestigungselement 5 eingeführt werden kann.

Die gedruckte Leiterplatte 1 und das Gehäuse 11 werden miteinander durch Einführen und Festziehen des Befestigungselements 5 in das erste Durchgangsloch, das zweite Durchgangsloch und das dritte Durchgangsloch hinein befestigt, die oben beschrieben sind. Zumindest eine Fläche des Befestigungselements 5 ist aus irgendeinem leitfähigen Material gebildet. Das Befestigungselement 5 kann irgendeine Konfiguration haben, solange es die gedruckte Leiterplatte 1 und das Gehäuse 11 aneinander befestigen kann, und es ist beispielsweise eine Schraube.

Das Befestigungselement 5 besitzt einen Bereich (beispielsweise einen Schraubenkopf), der in Richtung der Gleichtakt-Drosselspule 4 relativ zu dem Gehäusemassenbereich 6 vorsteht. Das Befestigungselement 5 ist so ausgebildet, dass es, wenn es an der gedruckten Leiterplatte 1 befestigt ist, von den Drosselspulen 4b und 4c der Gleichtakt-Drosselspule 4 mit einem Abstand beabstandet ist, der gleich groß wie oder größer ist als der Isolierabstand, der von dem Standard bestimmt wird.

Demzufolge bildet sich zwischen den Drosselspulen 4b, 4c der Gleichtakt-Drosselspule 4 und dem Befestigungselement 5 (oder dem Gehäusemassenbereich 6) eine parasitäre Kapazität (Dielektrizitätskonstante × Fläche/Abstand zwischen den Leitern) aus, die umgekehrt proportional zum Abstand zwischen diesen (dem Abstand zwischen den Leitern) ist.

Wenn das Befestigungselement 5 in das erste Durchgangsloch, das zweite Durchgangsloch und das dritte Durchgangsloch hinein eingeführt und festgezogen wird, wie oben beschrieben, wird der Gehäusemassenbereich 6 elektrisch mit dem Gehäuse 11 verbunden, wobei das Befestigungselement 5 dazwischen eingefügt ist, und er wird dadurch an einer Gehäusemasse geerdet. Das Befestigungselement 5 befestigt die gedruckte Leiterplatte 1 am Gehäuse 11, und sie verbindet auch den Gehäusemassenbereich 6 elektrisch mit dem Gehäuse 11.

Wie in 4 gezeigt, ist die elektronische Einrichtung 200 beispielsweise als eine Schalt-Energieversorgung konfiguriert, und in diesem Fall weist sie ferner eine externe Energieversorgung 13, eine gleichrichtende Diodenbrücke 14, eine Schalt-Energieversorgungsschaltung 15 und eine Last 16 auf. Wie in 4 gezeigt, bildet der Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp eine Filterschaltung, die die externe Energieversorgung 13 mit der gleichrichtenden Diodenbrücke 14 in der elektronischen Einrichtung 200 verbindet. Zwei Eingangsanschlüsse der oben beschriebenen Filterschaltung (ein erster Eingangsanschluss und ein zweiter Eingangsanschluss), die so ausgebildet sind, dass sie mit der externen Energieversorgung 13 verbunden werden können, sind auf der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet. Der erste Eingangsanschluss und der zweite Eingangsanschluss sind jeweils mit den einen Enden (dem jeweiligen Beginn der Wicklungen) der zwei Drosselspulen verbunden, die die Gleichtakt-Drosselspule 4 bilden.

Der erste Eingangsanschluss und der zweite Eingangsanschluss sind mit den einen Anschlüssen (den zweiten Anschlüssen) der Leitungs-Umgehungskondensatoren 2 bzw. 3 verbunden. Ein Kondensator (ein X-Kondensator (across-the-line)) 10 ist zwischen den ersten Eingangsanschluss und den zweiten Eingangsanschluss geschaltet. Zwei Ausgangsanschlüsse der oben beschriebenen Filterschaltung (ein erster Ausgangsanschluss und ein zweiter Ausgangsanschluss; nicht dargestellt) sind beispielsweise auf der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet.

Die anderen Enden (die Enden der Wicklungen) der zwei Drosselspulen, die die Gleichtakt-Drosselspule 4 bilden, sind mit dem ersten Ausgangsanschluss bzw. dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden. Der erste Ausgangsanschluss und der zweite Ausgangsanschluss sind mit den einen Anschlüssen (den zweiten Anschlüssen) der Leitungs-Umgehungskondensatoren 8 bzw. 9 verbunden.

Die anderen Anschlüsse (die erste Anschlüsse) der Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9 sind mit dem Gehäusemassenbereich 6 durch das Verdrahtungsmuster 7 verbunden. Der Gehäusemassenbereich 6 ist elektrisch mit dem Gehäuse 11 verbunden und an der Gehäusemasse geerdet, wie oben beschrieben.

Als nächstes werden die Funktion und Wirkungsweise des Störungsfilters 100 vom Leiterplattentyp gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp weist Folgendes auf: die gedruckte Leiterplatte 1, auf welcher das Verdrahtungsmuster 7 ausgebildet ist; die Gleichtakt-Drosselspule 4, die auf der gedruckten Leiterplatte 1 montiert ist und den Kern 4a, der eine Toroidform besitzt, und die Spule aufweist 4b, die um den Kern 4a gewickelt ist; den Gehäusemassenbereich 6, der an der gedruckten Leiterplatte 1 an einer Position befestigt ist, die den hohlen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule 4 überlappt, wenn die Toroidform der Gleichtakt-Drosselspule 4 in der Draufsicht betrachtet wird, wobei der Gehäusemassenbereich so ausgebildet ist, dass er an einer Gehäusemasse geerdet werden kann; und die Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9, die an der gedruckten Leiterplatte 1 montiert ist und jeweils einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweisen, wobei der erste Anschluss mit dem Gehäusemassenbereich 6 durch das Verdrahtungsmuster 7 verbunden ist.

Demzufolge kann der Abstand zwischen den Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9 und dem Gehäusemassenbereich 6 kürzer gemacht werden als der Abstand zwischen den Leitungs-Umgehungskondensatoren und einer externen Verbindungsanschluss-Stütze, die an einer Gehäusemasse in einem herkömmlichen Störungsfilter vom Leiterplattentyp geerdet ist. Demzufolge kann die Länge des Verdrahtungsmusters 7, das die Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9 elektrisch mit dem Gehäusemassenbereich 6 verbindet, kürzer gemacht werden als die Länge eines Verdrahtungsmusters, das die Leitungs-Umgehungskondensatoren mit einer externen Verbindungsanschluss-Stütze in einem herkömmlichen Störungsfilter vom Leiterplattentyp verbindet.

Im Ergebnis wird eine Verschlechterung des Störungsverringerungsvermögens infolge der Verdrahtungsinduktivität im Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp unterbunden, und zwar im Vergleich zu einem herkömmlichen Störungsfilter vom Leiterplattentyp, so dass das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp ein hohes Störungsbeseitigungsvermögen besitzt.

Außerdem kann auf diese Weise eine parasitäre Kapazität zwischen den Drosselspulen 4b, 4c der Gleichtakt-Drosselspule 4 und dem Befestigungselement 5 (oder dem Gehäusemassenbereich 6) ausgebildet werden. Die parasitäre Kapazität kann als ein Leitungs-Umgehungskondensator dienen, was es folglich ermöglicht, dass das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp ein hohes Störungsbeseitigungsvermögen besitzt.

Da ferner das Verdrahtungsmuster 7 die ersten Anschlüsse der Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9 mit dem Gehäusemassenbereich 6 verbindet, und da der Gehäusemassenbereich 6 und das Gehäuse 11 miteinander verbunden sind, wenn die gedruckte Leiterplatte 1 an dem Gehäuse 11 befestigt ist, kann das Verdrahtungsmuster 7 einfacher geroutet werden als bei einem herkömmlichen Störungsfilter vom Leiterplattentyp, das eine Anschlussstütze aufweist, so dass der Design-Freiheitsgrad des Musters der gedruckten Leiterplatte 1 verbessert wird.

Bei dem Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp sind die Gleichtakt-Drosselspule 4 und der Gehäusemassenbereich 6 vorzugsweise voneinander mit einem Abstand beabstandet, der gleich groß wie oder größer als der kürzeste Abstand ist, der die elektrische Isolierung gewährleisten kann. Wenn die Gleichtakt-Drosselspule 4 und der Gehäusemassenbereich 6 voneinander mit dem kürzesten Abstand beabstandet sind, der die elektrische Isolierung gewährleisten kann, kann sich eine große parasitäre Kapazität zwischen der Gleichtakt-Drosselspule 4 und dem Befestigungselement 5 (oder dem Gehäusemassenbereich 6) ausbilden.

Die parasitäre Kapazität kann als Leitungs-Umgehungskondensator dienen. In diesem Fall wird eine mehrstufige LC-Filterschaltung im Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp ausgebildet, und zwar durch die Induktivität der Gleichtakt-Drosselspule 4 und der parasitären Kapazität, was es ermöglicht, dass das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp ein hohes Störungsverringerungsvermögen besitzt.

Bei dem Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp ist das Verdrahtungsmuster 7, das den Gehäusemassenbereich 6 mit den ersten Anschlüssen der Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9 verbindet, vorzugsweise linear ausgebildet. Auf diese Weise kann die Länge des Verdrahtungsmusters 7 weiter verringert werden, und zwar im Vergleich zu derjenigen eines herkömmlichen Störungsfilters vom Leiterplattentyp. Folglich besitzt das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp ein hohes Störungsbeseitigungsvermögen.

Die elektronische Einrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform weist das oben beschriebene Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp auf. Bei dem Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp ist die gedruckte Leiterplatte 1 mit dem ersten Durchgangsloch ausgebildet, und der Gehäusemassenbereich 6 ist mit dem zweiten Durchgangsloch ausgebildet. Die elektronische Einrichtung 200 weist das Gehäuse 11 auf, das mit dem dritten Durchgangsloch ausgebildet ist und aus einem leitfähigen Material gebildet ist.

Wenn das Befestigungselement 5 in das erste Durchgangsloch, das zweite Durchgangsloch und das dritte Durchgangsloch hinein eingesetzt und festgezogen wird, wobei das erste Durchgangsloch, das zweite Durchgangsloch und das dritte Durchgangsloch so angeordnet sind, dass sie einander überlappen, werden die gedruckte Leiterplatte 1 und das Gehäuse 11 aneinander befestigt, und der Gehäusemassenbereich 6 wird an der Gehäusemasse geerdet.

Auf diese Weise wird verhindert, dass sich hochfrequente Störungen, die auftreten, wenn die elektronische Einrichtung 200 betrieben wird, in Richtung der Last 16 über die Gleichtakt-Drosselspule 4 des Störungsfilters 100 vom Leiterplattentyp ausbreiten, und sie werden zur Gehäusemasse umgeleitet, und zwar mittels der Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9, die mit dem Gehäusemassenbereich 6 verbunden sind. Demzufolge wird eine Fehlfunktion der elektronischen Einrichtung 200 infolge von Störungen unterbunden.

Bei der elektronischen Einrichtung 200, die als Schalt-Energieversorgung konfiguriert ist, gilt beispielsweise Folgendes: Beim Start des Betriebs der Schalt-Energieversorgungsschaltung 15 wiederholt ein Schaltelement (beispielsweise ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder ein Feldeffekttransistor (FET)), das die Schalt-Energieversorgungsschaltung 15 bildet, einen Schaltvorgang mit einer Oszillationsfrequenz im kHz- bis zum MHz-Band. Wenn der Wert der elektrischen Leistung, die der Last 16 zugeführt wird, zunimmt, dann wird die Spannung/der Strom mit hoher Geschwindigkeit eingeschaltet/ausgeschaltet, was ein Auftreten von hochfrequenten Störungen verursacht, wenn das Schaltelement eingeschaltet/ausgeschaltet wird.

In einer Diode, die die gleichrichtende Diodenbrücke 14 bildet, die infolge ihrer Kennlinie eine Sperrverzögerungszeit hat, treten in dem Moment hochfrequente Störungen auf, in welchem von ein- nach ausgeschaltet wird. Die hochfrequenten Störungen, die so erzeugt werden, breiten sich innerhalb oder außerhalb der elektronischen Einrichtung 200 aus, und zwar mittels einer Abstrahlung oder Leitung. Aus diesem Grund wird ein Störungspegel für die elektronische Einrichtung 200 durch den Standard bestimmt.

Die elektronische Einrichtung 200 weist das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp auf, wobei die Gleichtakt-Drosselspule 4 und die Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9 des Störungsfilters 100 vom Leiterplattentyp zur Verringerung des Störungspegels in der Gleichtakt-Mode beitragen können, und wobei der X-Kondensator (across-the-line) 10 des Störungsfilters 100 vom Leiterplattentyp zur Verringerung des Störungspegels in der Gegentakt-Mode beitragen kann.

Da ferner die gedruckte Leiterplatte 1 und das Gehäuse 11 miteinander mittels des Befestigungselements 5 an einem zentralen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule 4 befestigt sind, die eine große Masse besitzt, kann das Auftreten von Verformungen der gedruckten Leiterplatte 1 in einer Umgebung mit großen Vibrationen unterbunden werden.

Da ferner die gedruckte Leiterplatte 1 und das Gehäuse 11 miteinander mittels des Befestigungselements 5 am zentralen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule 4 befestigt sind, gilt Folgendes: Selbst wenn die Gleichtakt-Drosselspule 4 Wärme infolge der Leitungsverluste erzeugt, kann die Wärme in das Gehäuse 11 abgeführt werden, und zwar durch den Gehäusemassenbereich 6 und das Befestigungselement 5. Die Drosselspulen 4b und 4c, die Cu in ihrem Bestandteils-Material aufweisen, erhöhen den Widerstandswert, wenn die Temperatur zunimmt.

Wenn die Temperaturzunahme in der Gleichtakt-Drosselspule 4 unterbunden wird, kann damit auch die Zunahme des Widerstandswerts der Drosselspulen 4b und 4c unterbunden werden, so dass eine Verringerung des Störungsbeseitigungsvermögens der Gleichtakt-Drosselspule 4 unterbunden werden kann, die mit den Leitungsverlusten zusammenhängt. Obwohl der Durchmesser des Befestigungselements 5 (der Schraubendurchmesser) irgendeinen Wert haben kann, ist der Durchmesser des Befestigungselements 5 (der Schraubendurchmesser) vorzugsweise groß, und zwar unter dem Gesichtspunkt des Wärmeableitungsvermögens.

Zweite Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf 5 bis 7 wird ein Störungsfilter 110 vom Leiterplattentyp gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Das Störungsfilter 110 vom Leiterplattentyp gemäß der zweiten Ausführungsform besitzt im Wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie diejenige des Störungsfilters 100 vom Leiterplattentyp gemäß der ersten Ausführungsform. Es unterscheidet sich darin, dass, anstelle der Leitungs-Umgehungskondensatoren 2, 3, 8, 9, die auf der Seite der gedruckten Leiterplatte 1 montiert sind, auf welcher die Gleichtakt-Drosselspule 4 ausgebildet ist, Leitungs-Umgehungskondensatoren 17, 18, 19, 20 montiert sind, und zwar auf einer Fläche der gedruckten Leiterplatte 1, die sich gegenüber der Fläche befindet, auf welcher die Gleichtakt-Drosselspule 4 montiert ist.

Die Leitungs-Umgehungskondensatoren 17, 18, 19, 20 sind an Positionen montiert, die zumindest teilweise die Gleichtakt-Drosselspule 4 überlappen, wenn die Toroidform der Gleichtakt-Drosselspule 4 in der Draufsicht betrachtet wird. Mit anderen Worten: Die Länge des Verdrahtungsmusters 7, das die Leitungs-Umgehungskondensatoren mit dem Gehäusemassenbereich 6 verbindet, ist gleich groß wie oder kleiner als der Radius eines äußeren Umfangskreises der Gleichtakt-Drosselspule 4.

Die Leitungs-Umgehungskondensatoren 17, 18, 19, 20 sind so ausgebildet, dass sie oberflächenmontierbar sind. Vorzugsweise sind die Leitungs-Umgehungskondensatoren 17, 18, 19, 20 an Positionen montiert, die zumindest teilweise den hohlen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule 4 überlappen, wenn die Toroidform der Gleichtakt-Drosselspule 4 in der Draufsicht betrachtet wird. Mit anderen Worten: Vorzugsweise ist die Länge des Verdrahtungsmuster 7 gleich groß wie oder kleiner als der Radius eines inneren Umfangskreises der Gleichtakt-Drosselspule 4.

Auch in diesem Fall kann im Störungsfilter 110 vom Leiterplattentyp gemäß der zweiten Ausführungsform die Länge des Verdrahtungsmusters 7 im Vergleich zu derjenigen eines herkömmlichen Störungsfilters vom Leiterplattentyp verringert werden. Folglich kann das Störungsfilter 110 vom Leiterplattentyp gemäß der zweiten Ausführungsform eine ähnliche Wirkung wie das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp gemäß der ersten Ausführungsform erzielen.

Ferner sind bei einem Störungsfilter 110 vom Leiterplattentyp gemäß der zweiten Ausführungsform die Leitungs-Umgehungskondensatoren 17, 18, 19, 20 an der Fläche der gedruckten Leiterplatte 1 montiert, die sich gegenüber der Fläche befindet, an welcher die Gleichtakt-Drosselspule 4 montiert ist, und zwar an Positionen, die zumindest teilweise die Gleichtakt-Drosselspule 4 überlappen.

Folglich kann bei dem Störungsfilter 110 vom Leiterplattentyp gemäß der zweiten Ausführungsform die Länge des Verdrahtungsmusters 7 verringert werden, und zwar im Vergleich zu derjenigen des Störungsfilters 100 vom Leiterplattentyp gemäß der ersten Ausführungsform. Im Ergebnis wird eine Verschlechterung des Störungsbeseitigungsvermögens infolge der Verdrahtungsinduktivität im Störungsfilter 110 vom Leiterplattentyp unterbunden, so dass das Störungsfilter 110 vom Leiterplattentyp ein hohes Störungsbeseitigungsvermögen aufweist.

Ferner weist eine elektronische Einrichtung 210 gemäß der zweiten Ausführungsform das Störungsfilter 110 vom Leiterplattentyp gemäß der zweiten Ausführungsform und das Gehäuse 11 auf, und die gedruckte Leiterplatte 1 und das Gehäuse 11 sind miteinander mittels des Befestigungselements 5 an einem zentralen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule 4 verbunden, die eine große Masse besitzt. Folglich kann die elektronische Einrichtung 210 gemäß der zweiten Ausführungsform eine ähnliche Wirkung wie die elektronische Einrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform erzielen.

Dritte Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf 8 bis 10 wird ein Störungsfilter 120 vom Leiterplattentyp gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. Das Störungsfilter 120 vom Leiterplattentyp gemäß der dritten Ausführungsform besitzt im Wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie das Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp gemäß der ersten Ausführungsform, aber es unterscheidet sich dahingehend, dass es als ein Filter für Gegentaktstörungen konfiguriert ist, anstatt als ein Filter für Gleichtaktstörungen konfiguriert zu sein, und dass kein Kondensator zwischen den Leitungen angeschlossen ist.

Das Störungsfilter 120 vom Leiterplattentyp weist eine Gegentakt-Drosselspule 21 anstelle der Gleichtakt-Drosselspule 4 auf. Die Gegentakt-Drosselspule 21 ist mit dem ersten Eingangsanschluss verbunden. Die Gegentakt-Drosselspule 21 weist einen Kern 21a auf, der eine Toroidform besitzt, und eine einzelne Drosselspule 21b, die um den Kern 21a in entgegengesetzter Richtungen gewickelt ist. Das Material, das den Kern 21a bildet, ist beispielsweise Ferrit. Die Gegentakt-Drosselspule 21 ist so konfiguriert, dass sie eine große Induktivität besitzt, wenn ein Gegentaktstrom durch die einzelne Drosselspule 21b fließt.

Im Störungsfilter 120 vom Leiterplattentyp kann die gedruckte Leiterplatte 1 mit zumindest dem ersten Durchgangsloch ausgebildet sein, in welches hinein das Befestigungselement 5 eingeführt werden kann. Das erste Durchgangsloch, in welches das Befestigungselement 5 eingeführt werden soll, ist in der gedruckten Leiterplatte 1 an einer Position ausgebildet, die einen hohlen Bereich der Gegentakt-Drosselspule 21 überlappt.

Das Befestigungselement 5 und der Gehäusemassenbereich 6 (der Elektrodenbereich) können Konfigurationen aufweisen, die jeweils ähnlich denjenigen des Befestigungselements 5 und dem Gehäusemassenbereich 6 im Störungsfilter 100 vom Leiterplattentyp gemäß der ersten Ausführungsform sind. Das heißt, der Gehäusemassenbereich 6 ist mit dem zweiten Durchgangsloch ausgebildet, in welches hinein das Befestigungselement 5 eingeführt werden kann.

Wenn das Befestigungselement 5 in das erste Durchgangsloch, das zweite Durchgangsloch und das dritte Durchgangsloch, die im oben beschriebenen Gehäuse 11 ausgebildet sind, eingeführt und festgezogen wird, werden der Gehäusemassenbereich 6 und das Gehäuse 11 elektrisch miteinander verbunden, wobei das Befestigungselement 5 dazwischen eingefügt ist. Hierbei ist das Befestigungselement 5 so ausgebildet, dass es, wenn es an der gedruckten Leiterplatte 1 befestigt ist, von der Drosselspule 21b der Gegentakt-Drosselspule 21 mit einem Abstand beabstandet ist, der gleich groß wie oder größer als ein Isolierabstand ist, der vom Standard bestimmt wird. Der Gehäusemassenbereich 6 ist mit dem zweiten Eingangsanschluss verbunden.

Demzufolge sind das Befestigungselement 5 und der Gehäusemassenbereich 6 an der Gehäusemasse geerdet, und zwischen der Drosselspule 21b der Gegentakt-Drosselspule 21 und dem Befestigungselement 5 (oder dem Gehäusemassenbereich 6) bildet sich eine parasitäre Kapazität (Dielektrizitätskonstante × Fläche/Abstand zwischen den Leitern) aus, die umgekehrt proportional zum Abstand zwischen diesen (dem Abstand zwischen den Leitern) ist.

Die parasitäre Kapazität kann als Leitungs-Umgehungskondensator in einer Filterschaltung für Gegentaktstörungen dienen. Das heißt, im Störungsfilter 120 vom Leiterplattentyp wird ein mehrstufige LC-Filterschaltung durch die parasitäre Kapazität und die Wicklungsinduktivität der Gegentakt-Drosselspule 21 ausgebildet.

Im Ergebnis besitzt das Störungsfilter 120 vom Leiterplattentyp ein Störungsbeseitigungsvermögen, ohne einen Leitungs-Umgehungskondensator zu verwenden. Indem ein geeigneter Außendurchmesser des Befestigungselements 5 gewählt wird, um den oben beschriebenen Abstand zwischen den Leitern beispielsweise auf den kürzesten Abstand zu bringen, der den Isolierabstand erfüllt, der vom Standard bestimmt wird, kann das Störungsfilter 120 vom Leiterplattentyp ein höheres Störungsbeseitigungsvermögen haben als ein herkömmliches Störungsfilter.

Bei den Störungsfiltern 100, 110 und 120 vom Leiterplattentyp gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform können das Befestigungselement 5 und der Gehäusemassenbereich 6 miteinander durch ein Pufferelement (wie z. B. eine Unterlegscheibe) verbunden sein, das einen größeren Außendurchmesser besitzt als das Befestigungselement 5. Das Pufferelement kann aus irgendeinem leitfähigen Material gebildet sein. Das Pufferelement ist beispielsweise eine Unterlegscheibe.

Der Gehäusemassenbereich 6 kann integral mit der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet sein, oder er kann getrennt von der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet sein und an der gedruckten Leiterplatte 1 mittels des Befestigungselements 5 befestigt sein.

Bei dem Störungsfilter 100 oder 110 vom Leiterplattentyp gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform kann eine thermische Durchführung (Via), die das gleiche Potential wie der Gehäusemassenbereich 6 und das Verdrahtungsmuster 7 besitzt, auf der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet sein, und zwar an einer Position, die den hohlen Bereich der Gleichtakt-Drosselspule 4 überlappt.

In diesem Fall ist die thermische Durchführung (Via) mit dem ersten Durchgangsloch verbunden, in welches hinein das Befestigungselement 5 eingeführt werden soll. Auf diese Weise gilt Folgendes: Selbst wenn die Gleichtakt-Drosselspule 4 infolge von Leitungsverlusten Wärme erzeugt, kann die Wärme in das Gehäuse 11 abgeführt werden, und zwar durch die thermische Durchführung (Via) und das Befestigungselement 5.

In den elektronischen Einrichtungen 200, 210 und 220 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform können die gleichrichtende Diodenbrücke 14, die Schalt-Energieversorgung 15 und die Last 16 auf der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet sein. Alternativ können die gleichrichtende Diodenbrücke 14, die Schalt-Energieversorgung 15 und ein Verbinder oder eine Anschlussstütze auf der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet sein, und die Last 16, die nicht auf der gedruckten Leiterplatte 1 ausgebildet ist, kann mit der Schalt-Energieversorgung 15 und dergleichen durch den Verbinder oder die Anschlussstütze verbunden sein.

Obwohl das Befestigungselement 5 als eine Schraube in den elektronischen Einrichtungen 200, 210 und 220 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform konfiguriert ist, ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Das Befestigungselement 5 kann irgendeine Konfiguration haben, solange es in das erste Durchgangsloch, das zweite Durchgangsloch und das dritte Durchgangsloch hinein eingeführt werden kann, und solange es den Gehäusemassenbereich 6 mit der Gehäusemasse der elektronischen Einrichtung 200 erden kann. Beispielsweise kann das Befestigungselement 5 als ein Außengewinde-Abstandshalter aus einem Metallmaterial ausgebildet sein.

Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben sind, können die obigen Ausführungsformen auf verschiedene Weisen verändert werden. Außerdem ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch den Wortlaut der Ansprüche definiert, und es ist beabsichtigt, dass er jedwede Modifikationen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung einschließt, die zu dem Wortlaut der Ansprüche äquivalent sind.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung wird insbesondere vorteilhaft bei einem Störungsfilter verwendet, das eine Gleichtakt-Drosselspule oder eine Gegentakt-Drosselspule aufweist.

Bezugszeichenliste

1
gedruckte Leiterplatte
2, 3, 8, 9
Leitungs-Umgehungskondensator
17, 18, 19, 20
Leitungs-Umgehungskondensator
4
Gleichtakt-Drosselspule
4a, 21a
Kern
4b, 4c, 21b
Drosselspule
5
Befestigungselement
6
Gehäusemassenbereich (Elektrodenbereich)
7
Verdrahtungsmuster
10
X-Kondensator (across-the-line)
11
Gehäuse
12
Stützstrebe
13
externe Energieversorgung
14
gleichrichtende Diodenbrücke
15
Schalt-Energieversorgung
16
Last
21
Gegentakt-Drosselspule
100, 110, 120
Störungsfilter vom Leiterplattentyp
200, 210, 220
elektronische Einrichtung.