DE10351440A1

DE10351440A1 - Entstörvorrichtung

Info

Publication number: DE10351440A1
Application number: DE10351440A
Authority: DE
Inventors: Armin Stubner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2005-06-09
Also published as: FR2865074A1; FR2865074B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Entstörvorrichtung (10), insbesondere für einen Wischermotor eines Kraftfahrzeuges, mit mindestens einem Entstörkondensator (14) sowie weiteren Entstörelementen, die in einem standardisierten Gehäuse (11) miteinander verschaltet sind und zwei herausgeführte Anschlussdrähte (12, 13) aufweisen. DOLLAR A Zur Verbesserung der Spannungsbegrenzung durch die Entstörvorrichtung beim Abschalten einer Last wird vorgeschlagen, dass als weitere Entstörelemente zwei zum Kondensator parallel geschaltete, gegeneinander in Reihe liegende Z-Diodenstrecken vorzugsweise in einer bidirektionalen Zenerdiode (15) vereinigt sind.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Entstörvorrichtung, insbesondere zum Entstören des Wischermotors eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der Druckschrift DE 198 45 862 A1 ist ein Entstörmodul mit 3 Anschlüssen zum Entstören eines Wischermotors für Kraftfahrzeuge bekannt, wobei zwei voneinander getrennte Plus-Anschlussklemmen über jeweils einen Kondensator mit der gemeinsamen Minus-Anschlussklemme verbunden sind. Zwischen den beiden Plus-Anschlussklemmen sind zwei gegeneinander in Reihe geschaltete Dioden anodenseitig miteinander verbunden, wobei diese Verbindung über eine Z-Diode an die gemeinsame Minusklemme angeschlossen ist. Dieses Entstörmodul ist mit seinen fünf Entstörelementen relativ aufwendig.

Aus der Druckschrift DE 296 19 780 U1 ist dagegen unter anderem ein Entstörmodul für Wischermotoren mit nur zwei Anschlüssen bekannt, bei dem nur ein Kondensator verwendet wird, zu dem ein Varistor parallel geschaltet ist. Derartige Lösungen erfüllen jedoch nur unzureichend die Anforderungen hinsichtlich einer guten Spannungsbegrenzung beim Abschalten einer Last (load dump) sowie hinsichtlich einer ausreichenden Überspannungsfestigkeit beim Anlegen einer überhöhten Spannung, zum Beispiel zum Starten des Kraftfahrzeuges mit einer fremden Spannungsquelle (jumpstart).

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, bei unverändertem Gehäuse die Spannungsbegrenzung bei Abschaltimpulsen sowie die Überspannungsfestigkeit zu verbessern.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Entstörvorrichtung mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass gegenüber einem Varistor durch eine geeignete Auswahl der Zenerspannung an der bidirektionalen Zenerdiodenstrecke eine recht genaue und damit den jeweiligen Anforderungen des Kraftfahrzeug-Herstellers entsprechende Spannungsbegrenzung von Abschaltimpulsen erzielt wird. Desweiteren wird durch die entsprechende Auswahl der Zenerspannung gegenüber einem Varistor auch die Überspannungsfestigkeit verbessert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Merkmals.

So ist es zur Erzielung einer kostenoptimalen Lösung vorteilhaft, wenn die beiden Z-Diodenstrecken in einer bidirektionalen Zenerdiode vereinigt sind. Alternativ dazu ist es vorteilhaft, zum Beispiel wenn die gegeneinander geschalteten Z-Diodenstrecken unterschiedlich dimensioniert werden sollen, hierzu eine bidirektionale Z-Diode mit je nach Richtung unterschiedlichen Durchbruchspannungen oder zwei diskrete Z-Dioden zu verwenden, welche anodenseitig oder kathodenseitig miteinander verbunden sind und im Bedarfsfall unterschiedliche Durchbruchsspannungen aufweisen können. Die Z-Diodenstrecke mit der höheren Durchbruchsspannung ist dabei vom Minus- zum Pluspotential in Durchlassrichtung geschaltet.

Da es sich hierbei um maximal drei Entstörelemente handelt, können diese auch in das bisherige kompakte Gehäuse mit seinen standardisierten Abmessungen eingesetzt und vergossen werden.

Zeichnung
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 die erfindungsgemäße Entstörvorrichtung mit drei Varianten a, b, c der gegeneinander geschalteten Z-Diodenstrecken und
2 eine Gegenüberstellung der Abschaltimpuls-Begrenzung beim Varistor beziehungsweise bei bidirektionaler Zenerdiode bei einer Lastabschaltung a) mit Relais und b) mit MOSFET.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist schematisch der Aufbau der erfindungsgemäßen Entstörvorrichtung 10 mit seinen drei Schaltungsvarianten dargestellt. Die Entstörvorrichtung 10 hat ein kompaktes, standardisiertes Gehäuse 11 aus Kunststoff, in dem die miteinander verschalteten Entstörelemente mit ihren zwei herausgeführten Anschlüssen in Form von Anschlussdrähten 12 und 13 eingesetzt und vergossen sind. Dabei sind die Anschlussdrähte 12 und 13 im Gehäuse 11 zunächst über einen Entstörkondensator 14 miteinander verbunden. Zur Abschaltimpuls-Begrenzung sind zwei gegeneinander in Reihe liegende Z-Diodenstrecken zum Entstörkondensator 14 parallel geschaltet. Nach der Variante a) werden die beiden Z-Diodenstrecken durch eine bidirektionale Zenerdiode 15 realisiert. Nach der Variante b) sind die beiden Z-Diodenstrecken durch zwei diskrete gegeneinander geschaltete Zenerdioden 15a und 15b realisiert, die kathodenseitig miteinander verbunden sind. Nach der Variante c) sind die beiden diskreten Zenerdioden 15a und 15b dagegen anodenseitig miteinander verbunden.
In 2 sind die Spannungsverläufe einer bekannten Entstörvorrichtung mit Kondensator und parallelem Varistor einerseits sowie der erfindungsgemäßen Entstörvorrichtung 10 mit Kondensator und paralleler bidirektionaler Zenerdiode andererseits gegenübergestellt. 2a zeigt im Vergleich den Spannungsverlauf beim Abschalten einer Last, zum Beispiel des Wischermotors zum Zeitpunkt t0 durch ein Relais. 2b zeigt die Spannungsverläufe beim Abschalten der Last zur Zeit t0 durch ein MOSFET. Dabei wurde bei der bekannten Entstörvorrichtung ein Entstörkondensator von 1μF und ein 33V-Varistor verwendet und bei der erfindungsgemäßen Entstörvorrichtung 10 wurde einem Entstörkondensator 14 von 1μF eine bidirektionale Z-Diode 15 mit einer 36V-Sperrspannung parallel geschaltet. Beide Entstörvorrichtungen sind mit Bauteilen ausgerüstet, welche die derzeitigen Anforderungen hinsichtlich load dump und jumpstart erfüllen.
Aus 2a ist erkennbar, dass bei einer Lastabschaltung durch ein Relais die Spannung U_v der Entstörvorrichtung mit dem Varistor vom Potential +15V bis auf einen Wert von -56V abfällt, wogegen bei Verwendung einer bidirektionalen Zenerdiode 15 der Spannungsverlauf U_z an der Entstörvorrichtung 10 vom Wert +15V auf einen Maximalwert von nur -44V abfällt.
Bei einer Lastabschaltung durch einen MOSFET gemäß 2b fällt bei einer Entstörvorrichtung mit einem Varistor die Spannung U_v von +15V auf maximal -70V ab, wogegen bei Verwendung der erfindungsgemäßen Entstörvorrichtung mit einer bidirektionalen Zenerdiode 15 deren Spannung U_z von +15V auf nur -49V abfällt.
Damit wird deutlich, dass bei einer Lastabschaltung sowohl durch ein Relais als auch durch einen Halbleiter der dabei auftretende Abschaltimpuls von einer bidirektionalen Z-Diodenstrecke deutlich besser begrenzt wird. Dies gilt in gleicher Weise auch für die Begrenzung anderer, im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs auftretender Spannungsimpulse, zum Beispiel durch einen Lastabwurf (load dump). Durch die bessere Spannnungsbegrenzung mittels der bidirektionalen Zenerdiode 15 wird außerdem auch die Überspannungsfestigkeit der Entstörvorrichtung 10, zum Beispiel beim Anlegen einer externen Stromversorgung mit überhöhter Spannung (jumpstart) verbessern. Mit dieser Lösung lassen sich folglich auch erhöhte Anforderungen von Kraftfahrzeug-Herstellern bezüglich load dump und jumpstart erfüllen. Selbstverständlich müssen dabei die Werte des Entstörkondensators 14 und der bidirektionalen Z-Diodenstrecken für jeden Anwendungsfall optimal festgelegt werden.

Claims

Entstörvorrichtung, insbesondere für einen Wischermotor eines Kraftfahrzeuges, mit mindestens einem Entstörkondensator (14) sowie weiteren Entstörelementen, die in einem standardisierten Gehäuse (11) miteinander verschaltet sind und zwei herausgeführte Anschlüsse, insbesondere Anschlussdrähte (12, 13) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Entstörelemente (15) zwei zum Kondensator (14) parallel geschaltete, gegeneinander in Reihe liegende Zener-Diodenstrecken sind.
Entstörvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zener-Diodenstrecken in einer bidirektionalen Zenerdiode (15) vereinigt sind.
Entstörelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bidirektionale Zenerdiode (15) für beide Stromrichtungen unterschiedliche Durchbruchsspannungen aufweist.
Entstörelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zener-Diodenstrecken zwei diskrete Zenerdioden (15a, 15b) sind, welche anodenseitig oder kathodenseitig miteinander verbunden sind und vorzugsweise unterschiedliche Durchbruchsspannungen aufweisen.