Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Filterung der Versorgungsspannung einer elektrischen Baugruppe, insbesondere einer Baugruppe in einer Fahrzeugkomponente. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Unterdrückung der Geräuschentwicklung bei EMI-(Electromagnetic Interference-)Filtern zum Filtern der Versorgungsspannung elektrischer/ elektronischer Baugruppen überlagerter Störwechselspannungen. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung von während des Betriebs vibrierenden SMD-Entstörbauteilelementen zur weitestgehenden Unterdrückung von Vibrationsgeräuschen beim Betrieb einer Vorrichtung zur Filterung von leitungsgebundenen Stör-Wechselsignalen der Versorgungsspannung eines elektrischen Geräts.

Leitungsgebundene Störausstrahlung bei elektronischen Baugruppen wird üblicher Weise durch EMI-Filter unterdrückt, mit denen die Versorgungsleitungen im Eingangsbereich einer Baugruppe beschaltet werden. Je nach Art der Baugruppe (beispielsweise DC/DC- Konverter, ETC, etc.) werden unterschiedliche Eingangsfilter verwendet. Grundsätzlich handelt es sich bei diesen EMI-Filtern zumeist um ein Netzwerk von Impedanzen, die in bestimmter Weise verschaltet sind. Üblich ist z. B. eine sogenannte π-Struktur mit einer Induktivität im Längszweig und zwei Kapazitäten am Eingang und am Ausgang der π-Struktur wie in Fig. 1 gezeigt.

Grundsätzlich kann das gewünschte Filterverhalten aber auch durch andere Schaltungsgruppen (T-Schaltung oder Kombinationen mit Halbleiterbauteilen) realisiert werden. Aufgrund ihrer Eigenschaften (insbesondere Preis, Impedanz, etc.) werden als Kapazitäten derartiger Filterschaltungen oftmals Keramikkondensatoren im Eingangsbereich eingesetzt. Die Bauform ist üblicherweise geeignet für die Oberflächen-Montage (SMT Surface Mounting Technologie). Nachteilig bei dieser Bauteiltechnologie ist, dass die entsprechenden SMD-Bauteile (Surface Mounted Device) bei Wechselanteilen in der Versorgungsspannung in mechanische Schwingungen versetzt werden können. Ursache hierfür ist der inverse Piezoeffekt, der wechselweise zu einer Kontraktion und einer Dehnung des Bauteils führt. Durch die bei Wechselanteilen in der Versorgungsspannung variierende Ladung auf den Kondensatorplatten variiert auch die zwischen diesen Kondensatorplatten wirkende Coulomb-Kraft, was sich als mechanische Schwingung auf das Bauteil und insbesondere bei SMD-Bauteilen auch auf die Leiterplatine überträgt. Als Resultat können störende Geräusche (Pfeifen, Summen) auch im hörbaren Bereich auftreten. Auch Induktivitäten können derartige Geräusche erzeugen, allerdings verursacht durch andere Wirkprinzipien.

Die DE-T-699 37 677 und DE-A-100 19 461 zeigen zwei Entstörbauteile auf gegenüberliegenden Seiten einer Platine. Diese Vorgehensweise erfolgt im Stand der Technik aber nicht mit der Zielrichtung der Geräuschminderung . Es wird in beiden Dokumenten nicht erwähnt, dass die Entstörbauteile beim Betrieb vibrieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Filterung von leitungsgebundenen Stör-Wechselsignalen der Versorgungsspannung eines elektrischen Geräts, insbesondere einer Fahrzeugkomponente zu schaffen, wobei bei der Vorrichtung Geräuschentwicklungen weitestgehend unterdrückt sind .

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung die Verwendung von während des Betriebs vibrierenden SMD-Entstörbauteilelementen zur weitestgehenden Unterdrückung von Vibrationsgeräuschen beim Betrieb einer Vorrichtung zur Filterung von leitungsgebundenen Stör-Wechselsignalen der Versor-

- 2 - gungsspannung eines elektrischen Geräts, insbesondere einer Fahrzeugkomponente vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung versehen ist, mit

einer elektrischen Schaltung mit Entstörfunktion durch Filterung von leitungsgebundenen Stör-Wechselsignalen und

einer zwei Hauptseiten aufweisenden Leiterplatine, wobei die zu realisierende Entstörfunktion durch zwei während des Betriebs vibrierende SMD-Entstörbauteilelemente realisiert wird, die elektrisch miteinander verbunden sind, und

wobei das eine SMD-Entstörbauteilelement auf der einen Hauptseite der Leiterplatine und das andere SMD-Entstörbauteilelement auf der anderen Hauptseite der Leiterplatine angeordnet wird, und zwar einander gegenüberliegend und bei Betrachtung der Leiterplatine in Richtung auf eine der beiden Hauptseiten miteinander fluchtend.

Sinngemäß wird also mit der Erfindung vorgeschlagen, die (Entstör-)Funktion bzw. den Beitrag zur (Entstör-)Funktion einzelner SMD-Bauteile auf jeweils zwei oder mehr SMD-Bauteilelemente aufzuteilen und diese Bauteilelemente auf Ober- und Unterseite der Leiterplatine genau gegenüberliegend zu montieren. Bei Betrachtung der Leiterplatine von oben oder von unten fluchten also die beiden SMD-Bauteilelemente miteinander. Anstatt ein einzelnes SMD- Bauteil im Elektronik-Layout auf eine der Leiterplatinenseiten zu montieren, wird deren Schaltungsverhalten und Funktion erfindungsgemäß durch zwei oder mehrere SMD-Bauteilelemente realisiert, die in einer elektrischen Schaltung, insbesondere in einer elektrischen Parallelschaltung (Reihenschaltungen sind aber ebenfalls denkbar) verschaltet werden. Im Leiterplatinen-Layout werden nun die beiden SMD-Bauteilelemente auf genau gegenüberliegenden Positionen der Ober- und Unterseite, d .h. der Hauptflächen der Leiterplatine montiert.

Durch diese Vorgehensweise heben sich von den beiden oder mehreren SMD- Bauteilelementen erzeugte Schwingungen der Leiterplatine, die sich aus Kontraktionen und Dehnungen ergeben, gegenseitig auf; die Leiterplatine bleibt also im Wesentlichen schwingungsfrei, wodurch Geräusche, die durch Schwin-

- 3 - gungen der Leiterplatine erzeugt würden, entsprechend unterdrückt, zumindest aber stark reduziert sind. Zudem überlagern sich die entstehenden Schallwellen derart, dass sie sich teilweise gegenseitig auslöschen.

Wie bereits oben erwähnt, können die SMD-Bauteilelemente der Realisierung verschiedener elektrischer Parameter der erfindungsgemäßen Vorrichtung dienen. Vorzugsweise werden nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag SMD-Kon- densatoren und insbesondere SMD-Keramikkondensatoren verbaut.

Die Erfindung ist schließlich auf SMD-Bauteile nicht beschränkt. Vielmehr lässt sich die Erfindung grundsätzlich auch unter Verwendung bedrahteter Bauteile einsetzen, und zwar vornehmlich dann, wenn die bedrahteten Bauteile in Berührungskontakt mit der Leiterplatine gelangen. Dies kann aufgrund der Forderungen an beispielsweise niedrige Bauhöhen von bestückten Leiterplatinen der Fall sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei :

Fig. 1 das Schaltungskonzept für ein übliches, eingangsseitig einer elektronischen oder elektrischen Baugruppe zu verwendendes EMI-Filter mit π-Struktur,

Fig. 2 eine schaltungstechnische Realisierung des Ersatzes eines Entstörkondensators durch zwei parallel geschaltete Entstörkondensatoren mit jeweils der halben Kapazität des zu ersetzenden Entstörkondensators,

Fig. 3 das Schwingungsverhalten einer Leiterplatine bei einseitig auf dieser angebrachtem, wechselweise Kontraktionen und Dehnungen ausführendem SMD-Keramikkondensator, und

- 4 - Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ansatzes der Anordnung zweier SMD-Bauteilelemente gegenüberliegend auf den beiden Hauptseitenflächen einer Leiterplatine.

Fig. 1 zeigt eine an sich bekannte Schaltung eines EMI-Filters 10 in π-Struktur.

Der Versorgungsspannungseingang eines elektrischen Geräts 12 ist mit einem derartigen EMI-Filter 10 beschaltet. Das EMI-Filter 10 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Längs-Induktivität L sowie zwei (Quer-)Kondensatoren CA und CB auf. Durch geschickte Anordnung beispielsweise der Kondensatoren CA und CB auf einer Leiterplatine lässt sich ein Schwingen der Leiterplatine, das von Schwingungen der Kondensatoren während des Betriebs herrührt, verhindern. Dies soll nachfolgend beschrieben werden.

Gemäß Fig. 2 sei angenommen, dass das EMI-Filter ein SMD-Entstörbauteil 14 in Form eines Keramikkondensators C aufweist. SMD-Bauteile liegen flächig an einer Leiterplatine an, was insoweit nachteilig ist, als die Einleitung von Schwingungen eines SMD-Bauteils in die Leiterplatine begünstigt wird .

Erfindungsgemäß wird nun die Funktion des SMD-Entstörbauteils 14 durch zwei SMD-Entstörbauteilelemente 16,18 realisiert, die ebenfalls als Kondensatoren ausgebildet sind. Diese beiden (Ersatz-)Kondensatoren C1,C2 sind parallel geschaltet, weisen also jeweils eine Kapazität auf, die 50 % der Kapazität des SMD-Entstörbauteils 14 beträgt.

Würde man nun das Einzel-SMD-Entstörbauteil 14 auf eine Hauptfläche 20 einer Leiterplatine 22 platzieren (siehe Fig . 3), so gerät diese Platine in Schwingungen, was in Fig. 3 angedeutet ist. Ursache für die Schwingungen sind Kontraktionen und Dehnungen, die das SMD-Entstörbauteil 14 vollführt.

Verwendet man hingegen die beiden (Ersatz-)SMD-Entstörbauteilelemente 16,18, die sich elektrisch genau so verhalten wie das SMD-Entstörbauteil 14, und montiert diese beiden SMD-Entstörbauteilelemente 16,18 verteilt auf beide Hauptflächen 20,24 der Leiterplatine 22, und zwar gegenüberliegend,

- 5 - wie in Fig . 4 gezeigt, so heben sich die durch die beiden SMD-Entstörbauteil- elemente 16,18 erzeugten, in die Leiterplatine 22 eingeleiteten Schwingungen gegenseitig auf.

Die Erfindung lässt sich ferner alternativ durch eine der nachfolgend genannten Merkmalsgruppen umschreiben, wobei die Merkmalsgruppen beliebig miteinander kombinierbar sind und auch einzelne Merkmale einer Merkmalsgruppe mit ein oder mehreren Merkmalen einer oder mehrerer anderer Merkmalsgruppen und/oder einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind.

1. Vorrichtung zur Filterung von leitungsgebundenen Stör-Wechselsignalen der Versorgungsspannung eines elektrischen Geräts, insbesondere einer Fahrzeugkomponente, mit

mindestens einem elektrischen oder elektronischen SMD-Entstörbau- teil 14, dem eine Entstörfunktion zukommt und/oder das zu einer Entstörfunktion beiträgt, und

einer zwei Hauptseiten 20,24 aufweisenden Leiterplatine 22, auf der das SMD-Entstörbauteil 14 als Teil einer elektrischen Schaltung positionierbar ist,

wobei die durch das SMD-Entstörbauteil 14 zu realisierende Entstörfunktion durch zwei SMD-Entstörbauteilelemente 16,18 ersetzt wird, die elektrisch miteinander verbunden sind, und

wobei das eine SMD-Entstörbauteilelement 16,18 auf der einen Hauptseite 20,24 der Leiterplatine 22 und das andere SMD-Entstörbauteilelement 16,18 auf der anderen Hauptseite 20,24 der Leiterplatine 22 angeordnet ist, und zwar einander gegenüberliegend und bei Betrachtung der Leiterplatine 22 in Richtung auf eine der beiden Hauptseiten 20,24 miteinander fluchtend.

2. Vorrichtung nach Ziffer 1, wobei die beiden SMD-Entstörbauteilelemente 16,18 als SMD-Kondensatoren ausgeführt sind.

- 6 - Vorrichtung nach Ziffer 1, wobei die beiden SMD-Entstörbauteilelemente 16,18 als SMD-Keramikkondesatoren ausgeführt sind.

Vorrichtung nach Ziffer 1, wobei die beiden SMD-Entstörbauteilelemente 16,18 als SMD-Induktivitäten ausgeführt sind.

BEZUGSZEICHENLISTE

10 EMI-Filter

CA Kondensator

CB Kondensator

L Induktivität

12 Gerät

14 SMD-Entstörbauteil

16 SMD-Entstörbauteilelement

18 SMD-Entstörbauteilelement

20 Hauptseite der Leiterplatine

22 Leiterplatine

24 Hauptseite der Leiterplatine

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