DE10351440A1 - Noise suppressor device for a motor vehicle's windscreen wiper motor has a noise suppressor capacitor along with suppressor elements in a casing - Google Patents

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Abstract

A noise suppressor capacitor (14) along with other suppressor elements are interconnected in a standardized casing and have two free connection wires (12,13). Two Zener diode tracks wired in parallel to the capacitor and opposite each other in series are united as the other noise suppressor elements, preferably in a bidirectional Zener diode.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Entstörvorrichtung, insbesondere zum Entstören des Wischermotors eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention is based on a suppression device, in particular to suppress interference the wiper motor of a motor vehicle according to the preamble of Claim 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.From the publication DE 198 45 862 A1 is a 3-terminal suppression module for suppressing a motor wiper motor known, wherein two separate positive terminals are connected via a respective capacitor to the common minus terminal. Between the two plus terminals two diodes connected in series against each other are connected to one another on the anode side, this connection being connected to the common negative terminal via a Zener diode. This suppression module is relatively expensive with its five suppression elements.

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).From the publication DE 296 19 780 U1 On the other hand, inter alia, a suppression module for wiper motors with only two terminals is known, in which only one capacitor is used, to which a varistor is connected in parallel. However, such solutions only insufficiently meet the requirements for a good voltage limitation when switching off a load (load dump) as well as in terms of sufficient overvoltage resistance when applying an excessive voltage, for example for starting the motor vehicle with a foreign voltage source (jumpstart).

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, bei unverändertem Gehäuse die Spannungsbegrenzung bei Abschaltimpulsen sowie die Überspannungsfestigkeit zu verbessern.With the present solution is sought, with unchanged casing the voltage limit for switch-off pulses as well as the overvoltage resistance to improve.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

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.The Entstörvorrichtung invention with The characterizing feature of claim 1 has the advantage that across from a varistor by a suitable selection of the zener voltage the bidirectional Zener diode path a pretty accurate and thus corresponding to the respective requirements of the motor vehicle manufacturer Voltage limitation of shutdown pulses is achieved. Furthermore is determined by the appropriate choice of zener voltage over one Varistor also the surge resistance improved.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Merkmals.By in the subclaims listed activities arise expedient embodiments and further developments of the feature specified in the main claim.

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.So it is advantageous to achieve a cost-optimal solution when the two Z-diode paths are combined in a bidirectional Zener diode. Alternatively, it is beneficial, for example if the against each other switched Z-diode sections are dimensioned differently to do this, a bidirectional Zener diode with depending on the direction different breakdown voltages or two discrete Zener diodes to use which anode side or cathode side with each other are connected and, if necessary, different breakdown voltages can have. The Z-diode path with the higher Breaking voltage is from the negative to the positive potential in the forward direction connected.

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.There These are a maximum of three suppression elements, these can also in the previous compact housing with its standardized Dimensions are used and potted.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The The invention is explained in more detail below by way of example with reference to FIGS. It demonstrate:

1 die erfindungsgemäße Entstörvorrichtung mit drei Varianten a, b, c der gegeneinander geschalteten Z-Diodenstrecken und 1 the suppression device according to the invention with three variants a, b, c of the mutually connected Z-diode sections and

2 eine Gegenüberstellung der Abschaltimpuls-Begrenzung beim Varistor beziehungsweise bei bidirektionaler Zenerdiode bei einer Lastabschaltung a) mit Relais und b) mit MOSFET. 2 a comparison of the switch-off pulse limit in the case of the varistor or in the case of a bidirectional zener diode during a load shutdown a) with relays and b) with MOSFET.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

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 1 is schematically the structure of the suppression device according to the invention 10 shown with its three circuit variants. The suppression device 10 has a compact, standardized housing 11 made of plastic, in which the interconnected suppressors with their two led out terminals in the form of connecting wires 12 and 13 used and potted. Here are the connecting wires 12 and 13 in the case 11 initially via a suppression capacitor 14 connected with each other. For Abschaltimpuls limitation are two mutually in series Z-diode paths to the suppression capacitor 14 connected in parallel. According to variant a), the two Z-diode paths are through a bidirectional Zener diode 15 realized. According to variant b), the two Z-diode paths are formed by two discrete zener diodes connected in opposition to each other 15a and 15b realized, which are connected to each other on the cathode side. After Variant c) are the two discrete zener diodes 15a and 15b on the other hand connected to each other on the anode side.

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.In 2 are the voltage curves of a known suppression device with capacitor and parallel varistor on the one hand and the suppression device according to the invention 10 contrasted with capacitor and parallel bidirectional zener diode on the other hand. 2a In comparison, shows the voltage waveform when switching off a load, for example, the wiper motor at time t0 by a relay. 2 B shows the voltage curves when switching off the load at time t0 by a MOSFET. In this case, a suppression capacitor of 1μF and a 33V varistor was used in the known suppression device and in the suppression device according to the invention 10 became a suppression capacitor 14 of 1μF a bidirectional Zener diode 15 connected in parallel with a 36V blocking voltage. Both suppression devices are equipped with components that meet the current requirements for load dump and jumpstart.

Aus 2a ist erkennbar, dass bei einer Lastabschaltung durch ein Relais die Spannung Uv der Entstörvorrichtung mit dem Varistor vom Potential +15V bis auf einen Wert von -56V abfällt, wogegen bei Verwendung einer bidirektionalen Zenerdiode 15 der Spannungsverlauf Uz an der Entstörvorrichtung 10 vom Wert +15V auf einen Maximalwert von nur -44V abfällt.Out 2a can be seen that at a load shutdown by a relay, the voltage U v of the suppression device with the varistor of the potential + 15V drops to a value of -56V, whereas when using a bidirectional Zener diode 15 the voltage curve U z to the suppression device 10 from + 15V to a maximum of only -44V.

Bei einer Lastabschaltung durch einen MOSFET gemäß 2b fällt bei einer Entstörvorrichtung mit einem Varistor die Spannung Uv von +15V auf maximal -70V ab, wogegen bei Verwendung der erfindungsgemäßen Entstörvorrichtung mit einer bidirektionalen Zenerdiode 15 deren Spannung Uz von +15V auf nur -49V abfällt.In a load shutdown by a MOSFET according to 2 B falls at an interference suppressor with a varistor voltage U v to a maximum of + 15V -70V from, whereas when using the interference suppression device with a bidirectional Zener diode 15 whose voltage U z drops from + 15V to only -49V.

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.This makes it clear that during load shedding, both by a relay and by a semiconductor of the occurring turn-off pulse is significantly better limited by a bidirectional Z-diode path. This applies equally to the limitation of other voltage pulses occurring in the electrical system of a motor vehicle, for example by a load dump. Due to the better voltage limitation by means of the bidirectional Zener diode 15 also the surge resistance of the suppression device 10 , for example, when creating an external power supply with excessive voltage (jumpstart) improve. Consequently, this solution can also meet increased requirements of motor vehicle manufacturers with regard to load dump and jumpstart. Of course, the values of the suppression capacitor must be included 14 and the bidirectional Z-diode paths are optimally set for each application.

Claims (4)

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.Suppression device, in particular for a wiper motor of a motor vehicle, with at least one suppression capacitor ( 14 ) as well as other suppression elements which are housed in a standardized housing ( 11 ) are interconnected and two lead-out terminals, in particular connecting wires ( 12 . 13 ), characterized in that the further suppression elements ( 15 ) two to the capacitor ( 14 ) are connected in parallel, against each other in series Zener diode paths. Entstörvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zener-Diodenstrecken in einer bidirektionalen Zenerdiode (15) vereinigt sind.Interference suppression device according to claim 1, characterized in that the two Zener diode paths in a bidirectional Zener diode ( 15 ) are united. Entstörelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bidirektionale Zenerdiode (15) für beide Stromrichtungen unterschiedliche Durchbruchsspannungen aufweist.Suppression element according to claim 2, characterized in that the bidirectional zener diode ( 15 ) has different breakdown voltages for both current directions. 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.Interference-suppression element according to Claim 1, characterized in that the zener diode sections comprise two discrete zener diodes ( 15a . 15b ), which are connected to one another on the anode side or cathode side and preferably have different breakdown voltages.
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