JP2014046716A - Electronic device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simply structured and inexpensive electronic device adjustable so as to satisfy a conditional expression for reducing common-mode noise even when a reference GND changes depending on a fitting position.SOLUTION: An electronic device 10a housing a printed wiring board 2a on which a LSI 1a is mounted inside a resin casing 3a is configured in a manner that a bypass capacitor BC 1 is inserted between the high-potential wiring VCC and the low-potential wiring GND of the printed wiring board 2a connected to the LSI 1a, island-shaped conductor patterns Pa to Pd are formed in the printed wiring board 2a, the output terminal of the LSI 1a is connected to the island-shaped conductor patterns Pa to Pd, and a plurality of sets of combinations of island-shaped conductor patterns Pa to Pd and output terminals connected to the patterns is formed in the printed wiring board.

Description

本発明は、ＬＳＩを搭載したプリント配線板を樹脂筐体の内部に収容し、樹脂筐体の外部からケーブルで前記プリント配線板へ電気接続するためのコネクタを備える電子装置に関する。   The present invention relates to an electronic device including a connector for housing a printed wiring board on which an LSI is mounted in a resin casing and electrically connecting the printed wiring board to the printed wiring board with a cable from the outside of the resin casing.

車載電子機器が動作する際、プリント配線板や電源ケーブルから、意図しない電波が放射される場合がある（放射ノイズ）。この放射ノイズがあると、例えば車体に搭載されるアンテナでのラジオ放送電波受信が妨害され、所謂ラジオノイズ等の問題が発生する。上記放射ノイズは、車載電子機器においては主として電源／ＧＮＤ配線におけるインピーダンスのアンバランスに起因してコモンモード電流が発生し、このコモンモード電流が原因して生じている。   When an in-vehicle electronic device operates, an unintended radio wave may be radiated from a printed wiring board or a power cable (radiation noise). If there is this radiation noise, for example, radio broadcast radio wave reception by an antenna mounted on the vehicle body is disturbed, and problems such as so-called radio noise occur. In the vehicle-mounted electronic device, the radiation noise is generated mainly due to the common mode current due to the impedance imbalance in the power supply / GND wiring.

上記車載電子機器におけるコモンモード電流の発生メカニズムと、該コモンモード電流によるコモンモード放射ノイズを低減する手法が、例えば、特許第４６２４４１５号（特許文献１）と国際公開第ＷＯ２００９／０９６２０３号（特許文献２）、および電子情報通信学会論文誌 C Vol.J89-C (2006) No.11 pp.854-865（非特許文献１）と IEICE TRANS. COMMUN., Vol.E93-B No.7 JULY 2010 pp.1788-1796（非特許文献２）に開示されている。   For example, Japanese Patent No. 4624415 (Patent Document 1) and International Publication No. WO 2009/096203 (Patent Document) describe a mechanism for generating a common mode current in the in-vehicle electronic device and a technique for reducing common mode radiation noise caused by the common mode current. 2), and IEICE Transactions C Vol.J89-C (2006) No.11 pp.854-865 (Non-Patent Document 1) and IEICE TRANS. COMMUN., Vol.E93-B No.7 JULY 2010 pp.1788-1796 (Non-Patent Document 2).

図７は、非特許文献１によるコモンモード放射雑音の解析を説明する図である。（ａ），（ｂ）は、マイコン（ＣＭＯＳドライバ）を実装したプリント回路基板（ＰＣＢ）及びワイヤハーネスの電源系に対する近似的な等価回路を表す図である。また、（ｃ）は、〜１００ＭＨｚにおける（ｂ）回路に対する等価回路を表す図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining analysis of common mode radiation noise according to Non-Patent Document 1. (A), (b) is a figure showing the approximate equivalent circuit with respect to the power supply system of the printed circuit board (PCB) and wire harness which mounted the microcomputer (CMOS driver). Moreover, (c) is a figure showing the equivalent circuit with respect to the (b) circuit in -100MHz.

（ａ）は、ワイヤハーネスが接続された電子機器において、電源系の電流変動で発生するコモンモード電流の低減を検討する上で、重要となる要素を抜き出して示している。（ｂ）は、（ａ）の回路を近似した回路で、Ｖｄは、高周波電流を発生させる電源である。ＬＶ，ＬＧは、それぞれＰＣＢの電源ライン及びＧＮＤラインのマイコンからバイパスコンデンサまでのインダクタンスを表す。ＣＶ，ＣＧは、それぞれＰＣＢの電源ライン及びＧＮＤラインとレファレンスＧＮＤとの間の寄生容量を表す。また、Ｃｂは、プリント回路基板の電源−ＧＮＤ間に実装されたバイパスコンデンサを表し、ＺＶ，ＺＧは、それぞれワイヤハーネスの電源ライン及びＧＮＤラインのインピーダンスを表す。 (A) shows an important element extracted in examining reduction of a common mode current generated by a current fluctuation of a power supply system in an electronic device to which a wire harness is connected. (B) is a circuit approximating the circuit of (a), and Vd is a power source for generating a high-frequency current. L V and L G represent inductances from the microcomputer to the bypass capacitor on the PCB power line and GND line, respectively. C V and C G represent the parasitic capacitance between the power line and the GND line of the PCB and the reference GND, respectively. Also, C b represents a bypass capacitor mounted between the power supply -GND printed circuit board, Z V, Z G, respectively represent the impedance of the power supply line and the GND line of the wire harness.

１００ＭＨｚ以下の周波数においては、バイパスコンデンサＣｂを短絡として取り扱うことができ、（ｂ）の回路は、近似的に（ｃ）の回路となる。（ｃ）の回路において、ＶＣは、ワイヤハーネスが接続された位置でのコモンモード電圧であり、ＩＣは、ワイヤハーネスに流れるコモンモード電流である。（ｃ）の回路を解析すると、最終的にコモンモード電圧ＶＣが０となり、コモンモード電流ＩＣが発生しないための条件は、次の数式１となる。
（数１） ＬＶＣＶ−ＬＧＣＧ＝０ In the following frequencies 100 MHz, it can be handled bypass capacitor C b as short-circuit of (b) is a circuit of an approximation (c). In the circuit of (c), V C is a common mode voltage at a position where the wire harness is connected, and I C is a common mode current flowing through the wire harness. When the circuit of (c) is analyzed, the condition for finally causing the common mode voltage V C to be 0 and the common mode current I C not being generated is expressed by the following Equation 1.
(Number 1) L V C V -L G C G = 0

特許第４６２４４１５号Patent No. 4624415 国際公開第ＷＯ２００９／０９６２０３号International Publication No. WO2009 / 096203

電子情報通信学会論文誌 C Vol.J89-C No.11 pp.854-865, (2006)IEICE Transactions C Vol.J89-C No.11 pp.854-865, (2006) IEICE TRANS. COMMUN., Vol.E93-B No.7 JULY 2010 pp.1788-1796IEICE TRANS.COMMUN., Vol.E93-B No.7 JULY 2010 pp.1788-1796

非特許文献１によれば、上記した数式１を満たすことで、コモンモードノイズを最小化することができる。従って、コモンモードノイズを低減するためには、必ずしも従来行われてきたようなコモンモードチョークをコネクタ付近に備える必要はない。また、大きなコイルや大きなコンデンサを設ければ、それに比例してコモンモードノイズが低減するわけでもない。コモンモードノイズを低減するためのちょうど良いインダクタンスとキャパシタンスの組み合わせが存在し、数式１を満たしたとき、広い周波数にわたってコモンモードノイズを低減することができる。   According to Non-Patent Document 1, common mode noise can be minimized by satisfying Equation 1 described above. Therefore, in order to reduce common mode noise, it is not always necessary to provide a common mode choke as conventionally performed near the connector. Further, if a large coil or a large capacitor is provided, the common mode noise is not reduced proportionally. There is an appropriate combination of inductance and capacitance for reducing common mode noise, and when Equation 1 is satisfied, common mode noise can be reduced over a wide frequency range.

例えば、特許文献１では、インダクタを電源／ＧＮＤ配線のいずれか一方に直列に接続して、数式１を満たすようにしている。特許文献２では、インダクタを接続すると共に、電源配線／ＧＮＤ配線に対して寄生容量を発生させる導電板をパッケージ基板に配置して、数式１を満たすようにしている。また、本発明者らは、インダクタを用いることなく、プリント配線板の高電位配線および低電位配線の少なくとも一方との間に容量素子を挿入して、上記した数式１を満たすことのできる簡単な構成で安価な電子装置を発明し、特許出願中である（特願２０１１−００４０４４）。   For example, in Patent Document 1, an inductor is connected in series to either one of the power supply / GND wiring so as to satisfy Formula 1. In Patent Document 2, an inductor is connected and a conductive plate that generates a parasitic capacitance with respect to the power supply wiring / GND wiring is arranged on the package substrate so that Formula 1 is satisfied. In addition, the present inventors can easily satisfy the above-described Expression 1 by inserting a capacitive element between at least one of the high potential wiring and the low potential wiring of the printed wiring board without using an inductor. An inexpensive electronic device with a configuration has been invented and a patent application is pending (Japanese Patent Application No. 2011-004044).

一方、上記した数式１は、図７（ａ）〜（ｃ）で説明したように、プリント配線板やＬＳＩの配線パターンによる寄生インダクタンス、および該配線パターンとレファレンスＧＮＤ間の寄生容量で構成されている。従って、数式１を満たしてコモンモードノイズを低減するためには、例えば特許文献１，２のようにインダクタを追加したり寄生容量を発生させたりして電子装置の設計と試作を繰り返し、数式１を満足するために必要な追加インダクタの値や発生寄生容量の値を定めることになる。   On the other hand, Equation 1 described above is composed of the parasitic inductance due to the wiring pattern of the printed wiring board or LSI and the parasitic capacitance between the wiring pattern and the reference GND, as described with reference to FIGS. Yes. Therefore, in order to satisfy Equation 1 and reduce common mode noise, for example, as in Patent Documents 1 and 2, an inductor is added or a parasitic capacitance is generated to repeatedly design and prototype an electronic device. The value of the additional inductor and the value of the generated parasitic capacitance necessary to satisfy the above are determined.

しかしながら、試作段階で数式１を満足する電子装置が出来上がっても、該電子装置を車両に取り付けた場合には、数式１を満たさなくなる場合がある。特に、近年の金属筐体に代えて樹脂筐体を採用している多くの電子装置においては、レファレンスＧＮＤとなる取り付け位置の周りの金属形状が数式１に直接影響し、試作段階で数式１を満足させたコモンモードノイズの低減が、電子装置の車両への実装段階においてほとんど意味をなさなくなくなる場合がある。   However, even if an electronic device that satisfies Equation 1 is completed at the prototype stage, Equation 1 may not be satisfied when the electronic device is attached to a vehicle. In particular, in many electronic devices adopting a resin casing instead of a metal casing in recent years, the metal shape around the mounting position serving as the reference GND directly affects Formula 1, and Formula 1 is expressed at the prototype stage. Satisfactory reduction of common mode noise may make little sense at the stage of mounting an electronic device on a vehicle.

このような樹脂筐体を用いる電子装置の一例として、車載エアコンシステムのＨＶＡＣ（Heating Ventilation & Air Conditioning）ユニットでは、サーボモータ駆動用の電子回路基板がコネクタの樹脂筐体内に組み込まれた電子装置（所謂、スマートコネクタ）が採用されている。ＨＶＡＣユニットでは、複数個のスマートコネクタがハウジング周りに取り付けられるが、該ＨＶＡＣユニットのハウジングも、樹脂でできている。従って、この場合には自動車のボディが図７（ａ）のレファレンスＧＮＤになると考えられるが、自動車のボディは複雑な形状を有しており、スマートコネクタのハウジングへの取り付け位置によってもレファレンスＧＮＤが変わってしまう。   As an example of an electronic apparatus using such a resin casing, in an HVAC (Heating Ventilation & Air Conditioning) unit of an in-vehicle air conditioner system, an electronic apparatus in which an electronic circuit board for driving a servo motor is incorporated in a resin casing of a connector ( A so-called smart connector is employed. In the HVAC unit, a plurality of smart connectors are attached around the housing, and the housing of the HVAC unit is also made of resin. Therefore, in this case, the automobile body is considered to be the reference GND shown in FIG. 7A. However, the automobile body has a complicated shape, and the reference GND is also determined by the mounting position of the smart connector on the housing. It will change.

そこで本発明は、ＬＳＩを搭載したプリント配線板を樹脂筐体の内部に収容し、樹脂筐体の外部からケーブルで前記プリント配線板へ電気接続するためのコネクタを備える電子装置であって、取り付け位置によってレファレンスＧＮＤが変わってもコモンモードノイズを低減する条件式を満たすように調整可能であり、かつ構成が簡単で安価な電子装置を提供することを目的としている。   Accordingly, the present invention is an electronic device including a connector for accommodating a printed wiring board mounted with an LSI inside a resin casing and electrically connecting the printed wiring board from the outside of the resin casing to the printed wiring board with a cable. An object of the present invention is to provide an electronic device that can be adjusted so as to satisfy a conditional expression for reducing common mode noise even if the reference GND changes depending on the position, and that is simple in configuration and inexpensive.

本発明に係る電子装置は、ＬＳＩを搭載したプリント配線板を樹脂筐体の内部に収容し、樹脂筐体の外部からケーブルでプリント配線板へ電気接続するためのコネクタを備える電子装置であって、コネクタの近くで、ＬＳＩに接続するプリント配線板の高電位配線と低電位配線の間に、バイパスコンデンサが挿入されている。また、プリント配線板に、島状導体パターンが形成され、ＬＳＩの出力端子が、該島状導体パターンに接続されている。そして、前記島状導体パターンと出力端子の組み合わせが、複数組、プリント配線板に構成されている点に特徴がある。   An electronic device according to the present invention is an electronic device including a connector for accommodating a printed wiring board mounted with an LSI inside a resin casing and electrically connecting the printed wiring board to the printed wiring board from the outside of the resin casing with a cable. In the vicinity of the connector, a bypass capacitor is inserted between the high potential wiring and the low potential wiring of the printed wiring board connected to the LSI. Further, an island-shaped conductor pattern is formed on the printed wiring board, and an output terminal of the LSI is connected to the island-shaped conductor pattern. And the combination of the said island-like conductor pattern and an output terminal has the characteristics in the point comprised by multiple sets and a printed wiring board.

上記電子装置におけるＬＳＩは、一般的にはノイズ源であり、コネクタの近くでプリント配線板の高電位配線と低電位配線の間に挿入されているバイパスコンデンサにより、高電位配線と低電位配線で逆向きに流れるノーマルモードノイズを除去している。一方、高電位配線および低電位配線とレファレンスＧＮＤの間に発生するコモンモードノイズは、高電位配線と低電位配線を同じ向きに流れ、上記バイパスコンデンサでは除去できない。   The LSI in the above electronic device is generally a noise source. By a bypass capacitor inserted between the high potential wiring and the low potential wiring of the printed wiring board near the connector, the high potential wiring and the low potential wiring are used. The normal mode noise flowing in the opposite direction is removed. On the other hand, common mode noise generated between the high potential wiring and the low potential wiring and the reference GND flows through the high potential wiring and the low potential wiring in the same direction and cannot be removed by the bypass capacitor.

これまでに得られているコモンモードノイズの発生メカニズムの検討結果によれば、コモンモードノイズは、リファレンス電位（レファレンスＧＮＤの電位）とケーブル（ワイヤハーネス）電位の電位差（平均電位の差）ΔＶによって生じ、ケーブルを流れるコモンモード電流で、ケーブルからノイズ電磁波が放射される。また、上記電位差ΔＶの発生は、高電位配線と低電位配線の寄生インダクタンスＬＶ，ＬＧおよび高電位配線と低電位配線のレファレンスＧＮＤに対する寄生キャパシタンスＣＶ，ＣＧに起因しており、上記電位差ΔＶを０にしてコモンモードノイズを最小化するための条件式は、背景技術で説明した次の数式１になる。
（数１） ＬＶＣＶ−ＬＧＣＧ＝０ According to the examination results of the generation mechanism of the common mode noise obtained so far, the common mode noise is caused by the potential difference (average potential difference) ΔV between the reference potential (reference GND potential) and the cable (wire harness) potential. A common mode current is generated and noise electromagnetic waves are radiated from the cable. Further, occurrence of the potential difference ΔV is due to the parasitic capacitance C V, C G against parasitic inductance L V, L G and reference GND of the high potential wiring and a low potential wiring of the high potential wiring and a low potential wiring, the The conditional expression for minimizing the common mode noise by setting the potential difference ΔV to 0 is the following expression 1 described in the background art.
(Number 1) L V C V -L G C G = 0

しかしながら、設計段階において高電位配線と低電位配線の寄生インダクタンスＬＶ，ＬＧおよび寄生キャパシタンスＣＶ，ＣＧを所望の値に設定することは、一般的に困難である。このため、数式１の左辺の関係式（ＬＶＣＶ−ＬＧＣＧ）は、一般的には、＞０または＜０の値となってしまう。従って、数式１を満たしてコモンモードノイズを低減するためには、インダクタを追加したり寄生容量を発生させたりして電子装置の設計と試作を繰り返し、数式１を満足するために必要な追加インダクタの値や発生寄生容量の値を定めることになる。 However, by setting the parasitic inductance L V high potential wire and a low potential wiring in the design stage, L G and the parasitic capacitance C V, the C G to a desired value is generally difficult. Therefore, the left-hand side of the equation in Equation 1 (L V C V -L G C G) is generally becomes a value of> 0 or <0. Therefore, in order to satisfy Equation 1 and reduce common mode noise, an inductor is added or a parasitic capacitance is generated to repeatedly design and prototype an electronic device, and an additional inductor required to satisfy Equation 1 And the value of the generated parasitic capacitance are determined.

一方、試作段階で数式１を満足する電子装置が出来上がっても、該電子装置を実際に使用する機器に取り付けた場合には、数式１を満たさなくなる場合がある。特に、近年の金属筐体に代えて樹脂筐体を採用している多くの電子装置においては、レファレンスＧＮＤとなる取り付け位置の周りの金属形状が数式１に直接影響し、試作段階でやっと数式１を満足させて得られたコモンモードノイズの低減が、該電子装置を実際に使用する機器へ取り付けた段階でほとんど意味をなさなくなくなる場合がある。   On the other hand, even if an electronic device that satisfies Equation 1 is completed at the prototype stage, Equation 1 may not be satisfied if the electronic device is attached to a device that is actually used. In particular, in many electronic devices that employ a resin casing instead of a metal casing in recent years, the metal shape around the mounting position serving as the reference GND directly affects Formula 1, and finally Formula 1 at the prototype stage. In some cases, the reduction of common mode noise obtained by satisfying the above is almost meaningless when the electronic device is attached to a device that actually uses the electronic device.

そこで、上記電子装置においては、プリント配線板に形成された島状導体パターンと、該島状導体パターンに接続するＬＳＩの出力端子の組み合わせが、複数組、プリント配線板に構成されている。   Therefore, in the electronic device, a plurality of combinations of island-shaped conductor patterns formed on the printed wiring board and LSI output terminals connected to the island-shaped conductor patterns are formed on the printed wiring board.

樹脂筐体を採用している上記電子装置において、ＬＳＩの出力端子に接続される島状導体パターンは、レファレンスＧＮＤと対になって、寄生容量として機能させることができる。   In the electronic device employing the resin casing, the island-like conductor pattern connected to the output terminal of the LSI can function as a parasitic capacitance by paired with the reference GND.

該島状導体パターンは、ＬＳＩの内部設定によって、接続されている出力端子の出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態のいずれかに設定することで、それぞれ、前記高電位配線に接続された状態または前記低電位配線に接続された状態を実現するようにしてもよい。   The island-shaped conductor pattern is set in either a high state or a low state by setting an output signal of a connected output terminal to either a high state or a low state, depending on the internal setting of the LSI. You may make it implement | achieve the state connected to the low potential wiring.

しかしながら、上記電子装置は、出力端子の出力信号が、ＬＳＩへの外部からの通信によって、Ｈｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に切り替え可能であり、出力端子に接続する島状導体パターンが、出力信号の切り替えによって、高電位配線に接続された状態または低電位配線に接続された状態のいずれかに選択可能に構成されてなることが好ましい。この場合には、ＬＳＩへの外部からの通信によって、島状導体パターンが接続されている出力端子の出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に切り替え設定することで、該島状導体パターンを高電位配線に接続された状態または低電位配線に接続された状態のいずれかに選択可能である。   However, in the electronic device, the output signal of the output terminal can be switched to the high state or the low state by communication from the outside to the LSI, and the island-shaped conductor pattern connected to the output terminal can be switched by switching the output signal. It is preferable to be configured to be selectable between a state connected to a high potential wiring and a state connected to a low potential wiring. In this case, by switching the output signal of the output terminal to which the island-shaped conductor pattern is connected to the high state or the low state by communication from the outside to the LSI, the island-shaped conductor pattern is connected to the high potential wiring. Or a state connected to a low potential wiring can be selected.

上記電子装置においては、このような機能を有する島状導体パターンと出力端子の組み合わせが、複数組、プリント配線板に構成されているため、上記電子装置は、実際に使用する機器に取り付けた後からでも先の数式１の関係ができるだけ成り立つように、寄生容量として機能する各島状導体パターンの接続先を選択して、その容量値を調整可能である。上記島状導体パターンと出力端子の組み合わせをＮ組（Ｎ：複数）構成すれば、数式１に対して、２Ｎ通りの調整が可能である。尚、上記電子装置における島状導体パターンは、上述したようにレファレンスＧＮＤと対になって寄生容量として機能し、高電位配線または低電位配線の寄生キャパシタンスを補正する、該寄生キャパシタンス程度の容量値の小さなものであってよい。 In the electronic device, since the combination of the island-shaped conductor pattern and the output terminal having such a function is constituted by a plurality of sets of printed wiring boards, the electronic device is attached to an actually used device. Therefore, it is possible to select the connection destination of each island-like conductor pattern that functions as a parasitic capacitance and adjust the capacitance value so that the relationship of the above formula 1 holds as much as possible. If N sets (N: plural) of the combination of the island-like conductor pattern and the output terminal are configured, 2N adjustments to Formula 1 are possible. The island-like conductor pattern in the electronic device functions as a parasitic capacitance paired with the reference GND as described above, and corrects the parasitic capacitance of the high potential wiring or the low potential wiring. It may be a small thing.

このように、上記電子装置は、実際に使用する機器に取り付けた後において数式１の左辺の値を０に近づけ、ケーブルの電位（高電位配線と低電位配線を高周波的に短絡するバイパスコンデンサの接続点の電位）とレファレンスＧＮＤの電位の電位差ΔＶを０に近づけることができる。これによって、上記電子装置を実際に使用する機器の任意位置に取り付け、レファレンスＧＮＤが取り付け位置によって変わる場合であっても、ノイズ源であるＬＳＩが発生するコモンモードノイズを樹脂筐体内でキャンセルし、樹脂筐体の外部のケーブルにコモンモードノイズが伝達しないようにすることができる。   As described above, after the electronic device is attached to a device that is actually used, the value on the left side of Equation 1 is brought close to 0, and the potential of the cable (the bypass capacitor that short-circuits the high potential wiring and the low potential wiring in a high frequency manner). The potential difference ΔV between the potential of the connection point) and the reference GND can be brought close to zero. As a result, the electronic device is attached to an arbitrary position of the device that is actually used, and even if the reference GND changes depending on the attachment position, the common mode noise generated by the LSI that is the noise source is canceled in the resin casing, It is possible to prevent common mode noise from being transmitted to the cable outside the resin casing.

上記電子装置において数式１を満たすようにする調整は、プリント配線板に複数組構成されている島状導体パターンと出力端子の組み合わせについて、各出力端子の出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に設定するだけの簡単なものである。また、同じ電子装置を実際に使用する機器の異なる位置に取り付けて再使用する場合であっても、各出力端子の出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に適宜設定変更するだけでよい。   In the above-described electronic device, adjustment to satisfy Formula 1 is performed by setting the output signal of each output terminal to a high state or a low state for a combination of island-shaped conductor patterns and output terminals configured on a printed wiring board. Just a simple one. Further, even when the same electronic device is attached at a different position of the device that is actually used and reused, it is only necessary to appropriately change the output signal of each output terminal to the High state or the Low state.

一方、実際に使用する機器に取り付けた後で数式１の関係が成り立つように調整する別の方法として、例えばトリミングを利用する方法が考えられる。すなわち、高電位配線と低電位配線にそれぞれ接続する導体パターンを予め大きめの面積に形成しておき、ノイズ発生状況の確認と上記導体パターンのトリミングの実施を繰り返すことで、最適値を見いだす方法である。しかしながら、このようなトリミングを利用する方法は、調整に手間がかかるだけでなく、上記電子装置のような取り付け位置の変更による再利用も不可能である。   On the other hand, as another method of adjusting so that the relationship of Formula 1 is satisfied after being attached to a device to be actually used, for example, a method using trimming can be considered. In other words, by forming conductor patterns to be connected to the high-potential wiring and low-potential wiring in a large area in advance, repeatedly checking the noise generation status and performing trimming of the conductor pattern, and finding the optimum value is there. However, such a method using trimming not only takes time for adjustment, but also cannot be reused by changing the mounting position of the electronic device.

以上のようにして、上記電子装置は、外部からの通信によって、コモンモードノイズを低減するためのレファレンスＧＮＤに対する寄生容量の容量値を適宜調整し、該電子装置を実際に使用する機器に取り付けた後、付け外し等を行うことなく、ノイズ低減を実現させることができる。これにより、試作段階と実装段階のように異なるインピーダンス環境下においても、ノイズ低減を実現することができる。   As described above, the electronic device appropriately adjusts the capacitance value of the parasitic capacitance with respect to the reference GND for reducing common mode noise by communication from the outside, and is attached to a device that actually uses the electronic device. After that, noise reduction can be realized without attaching and detaching. As a result, noise reduction can be realized even under different impedance environments such as the prototype stage and the mounting stage.

以上のようにして、上記電子装置は、ＬＳＩを搭載したプリント配線板を樹脂筐体の内部に収容し、樹脂筐体の外部からケーブルでプリント配線板へ電気接続するためのコネクタを備える電子装置であって、取り付け位置によってレファレンスＧＮＤが変わってもコモンモードノイズを低減する条件式を満たすように調整可能であり、かつ構成が簡単で安価な電子装置とすることができる。   As described above, the electronic apparatus includes a connector for housing a printed wiring board on which an LSI is mounted in a resin casing and electrically connecting the printed wiring board to the printed wiring board from the outside of the resin casing with a cable. Even if the reference GND changes depending on the mounting position, the electronic device can be adjusted so as to satisfy the conditional expression for reducing the common mode noise, and the electronic device can be configured simply and inexpensively.

従って、上記電子装置は、金属筐体に代えて樹脂筐体が近年において多数採用され、自動車の複雑なボディ形状がレファレンスＧＮＤとなる、車載用の電子装置として好適である。また、上記電子装置は、樹脂筐体がコネクタのハウジングを兼ねる構成であってもよい。この例として、例えば電子装置がエアコンの風向きを制御するサーボモータの駆動装置である場合においては、樹脂筐体がコネクタのハウジングを兼ねる構成で、エアコンの動作を統括制御する電子制御装置（ＥＣＵ）のバスハーネスに接続される。   Accordingly, the above-described electronic device is suitable as an on-vehicle electronic device in which a large number of resin housings have been adopted in recent years in place of the metal housing, and the complicated body shape of the automobile becomes the reference GND. The electronic device may be configured such that the resin casing also serves as a connector housing. As an example of this, for example, when the electronic device is a drive device for a servo motor that controls the wind direction of an air conditioner, an electronic control unit (ECU) that controls the overall operation of the air conditioner with a configuration in which a resin housing also serves as a connector housing. Connected to the bus harness.

本発明の一例である電子装置１０ａを模式的に示した図で、（ａ）は、電子装置１０ａに収容されているプリント配線板２ａの外観を示した上面図であり、（ｂ）は、電子装置１０ａの断面図である。It is the figure which showed typically the electronic device 10a which is an example of this invention, (a) is the top view which showed the external appearance of the printed wiring board 2a accommodated in the electronic device 10a, (b) It is sectional drawing of the electronic device 10a. 図１に示すＬＳＩ１ａの内部および周辺を拡大して模式的に示した図である。It is the figure which expanded the inside and periphery of LSI1a shown in FIG. 1, and was shown typically. ＬＳＩへの外部からの通信によって、出力端子の出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に切り替え、島状導体パターンの接続状態を切り替えてコモンモードノイズの低減を試験した結果である。This is a result of testing the reduction of common mode noise by switching the output signal of the output terminal to the high state or the low state and switching the connection state of the island-like conductor pattern by communication from the outside to the LSI. 車載エアコンシステムのＨＶＡＣユニットにおける外観の一部を示す図で、電子装置１０の使用状態を示した図である。It is a figure which shows a part of external appearance in the HVAC unit of a vehicle-mounted air conditioner system, and is a figure which showed the use condition of the electronic apparatus. 図４の電子装置１０の一例で、従来の電子装置を分解して示した図である。（ａ）は、コネクタのハウジングを兼ねる樹脂筐体３を示した斜視図であり、（ｂ）は、樹脂筐体３の内部に収容されるプリント配線板２を拡大して示した上面図である。FIG. 5 is an exploded view of a conventional electronic device as an example of the electronic device 10 of FIG. 4. (A) is the perspective view which showed the resin housing | casing 3 which also serves as the housing of a connector, (b) is the top view which expanded and showed the printed wiring board 2 accommodated in the inside of the resin housing | casing 3. FIG. is there. 図４の電子装置１０と同様に使用される、本発明に係る電子装置の一例を示した図である。（ａ）は、電子装置１０ｂの要部を模式的に示した上面図であり、（ｂ）は、電子部品を実装する前のプリント配線板２ｂを示した上面図である。また、（ｃ）は、電子装置１０ｂの要部の回路図である。It is the figure which showed an example of the electronic device based on this invention used similarly to the electronic device 10 of FIG. (A) is the top view which showed typically the principal part of the electronic device 10b, (b) is the top view which showed the printed wiring board 2b before mounting an electronic component. Moreover, (c) is a circuit diagram of the principal part of the electronic device 10b. 非特許文献１によるコモンモード放射雑音の解析を説明する図である。（ａ），（ｂ）は、マイコン（ＣＭＯＳドライバ）を実装したプリント回路基板（ＰＣＢ）及びワイヤハーネスの電源系に対する近似的な等価回路を表す図である。また、（ｃ）は、〜１００ＭＨｚにおける（ｂ）回路に対する等価回路を表す図である。It is a figure explaining the analysis of the common mode radiation noise by a nonpatent literature 1. (A), (b) is a figure showing the approximate equivalent circuit with respect to the power supply system of the printed circuit board (PCB) and wire harness which mounted the microcomputer (CMOS driver). Moreover, (c) is a figure showing the equivalent circuit with respect to the (b) circuit in -100MHz.

以下、本発明に係る電子装置の実施形態を、図に基づいて説明する。   Embodiments of an electronic device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の一例である電子装置１０ａを模式的に示した図で、（ａ）は、電子装置１０ａに収容されているプリント配線板２ａの外観を示した上面図であり、（ｂ）は、電子装置１０ａの断面図である。尚、（ｂ）に示す電子装置１０ａの断面は、樹脂筐体３ａに収容された状態にあるプリント配線板２ａについての（ａ）における一点鎖線I-Iでの断面に対応している。   FIG. 1 is a diagram schematically showing an electronic device 10a which is an example of the present invention. FIG. 1A is a top view showing an appearance of a printed wiring board 2a accommodated in the electronic device 10a. b) is a cross-sectional view of the electronic device 10a. In addition, the cross section of the electronic device 10a shown to (b) respond | corresponds to the cross section in the dashed-dotted line II in (a) about the printed wiring board 2a in the state accommodated in the resin housing | casing 3a.

また、図２は、図１に示すＬＳＩ１ａの内部および周辺を拡大して模式的に示した図である。   FIG. 2 is an enlarged view schematically showing the inside and the periphery of the LSI 1a shown in FIG.

図１に示す電子装置１０ａは、ＬＳＩ１ａを搭載したプリント配線板２ａを樹脂筐体３ａの内部に収容し、樹脂筐体３ａの外部からケーブル（図示省略）でプリント配線板２ａへ電気接続するためのコネクタ４ａを備える電子装置である。該電子装置１０ａにおいては、（ａ）に示すように、コネクタ４ａの近くで、ＬＳＩ１ａに接続するプリント配線板２ａの高電位配線である電源配線ＶＣＣと低電位配線であるグランド配線ＧＮＤの間に、図７の回路モデルに示したバイパスコンデンサＢＣ１が挿入されている。   The electronic device 10a shown in FIG. 1 accommodates a printed wiring board 2a on which an LSI 1a is mounted in a resin casing 3a, and electrically connects the printed wiring board 2a from the outside of the resin casing 3a with a cable (not shown). It is an electronic device provided with the connector 4a. In the electronic device 10a, as shown in (a), between the power supply wiring VCC, which is a high potential wiring of the printed wiring board 2a connected to the LSI 1a, and the ground wiring GND, which is a low potential wiring, near the connector 4a. The bypass capacitor BC1 shown in the circuit model of FIG. 7 is inserted.

また、電子装置１０ａにおいては、図１（ａ）および図２に示すように、プリント配線板２ａに、島状導体パターンＰａ〜Ｐｄが形成され、ＬＳＩ１ａの出力端子Ｓａ〜Ｓｄが、それぞれの島状導体パターンＰａ〜Ｐｄに接続されている。このように、図１に示す電子装置１０ａは、島状導体パターンＰａ〜Ｐｄと該島状導体パターンＰａ〜Ｐｄに接続するＬＳＩ１ａの出力端子Ｓａ〜Ｓｄの組み合わせが、複数組（図１の電子装置１０ａの例では４組）、プリント配線板２ａに構成されている。   In the electronic device 10a, as shown in FIGS. 1A and 2, island-shaped conductor patterns Pa to Pd are formed on the printed wiring board 2a, and the output terminals Sa to Sd of the LSI 1a are connected to the respective islands. The conductor patterns Pa to Pd are connected. As described above, the electronic device 10a shown in FIG. 1 includes a plurality of combinations of the island-shaped conductor patterns Pa to Pd and the output terminals Sa to Sd of the LSI 1a connected to the island-shaped conductor patterns Pa to Pd. 4 sets in the example of the apparatus 10a), and the printed wiring board 2a is configured.

図１の電子装置１０ａにおけるＬＳＩ１ａは、一般的にはノイズ源であり、コネクタ４ａの近くでプリント配線板２ａの電源配線ＶＣＣとグランド配線ＧＮＤの間に挿入されているバイパスコンデンサＢＣ１により、電源配線ＶＣＣとグランド配線ＧＮＤで逆向きに流れるノーマルモードノイズを除去している。一方、電源配線ＶＣＣおよびグランド配線ＧＮＤとレファレンスＧＮＤの間に発生するコモンモードノイズは、電源配線ＶＣＣとグランド配線ＧＮＤを同じ向きに流れ、上記バイパスコンデンサＢＣ１では除去できない。   The LSI 1a in the electronic device 10a of FIG. 1 is generally a noise source, and the power supply wiring is provided by the bypass capacitor BC1 inserted between the power supply wiring VCC and the ground wiring GND of the printed wiring board 2a near the connector 4a. Normal mode noise flowing in the opposite direction is removed by VCC and ground wiring GND. On the other hand, common mode noise generated between the power supply wiring VCC and the ground wiring GND and the reference GND flows in the same direction through the power supply wiring VCC and the ground wiring GND and cannot be removed by the bypass capacitor BC1.

図７と背景技術で説明したように、これまでに得られているコモンモードノイズの発生メカニズムの検討結果によれば、コモンモードノイズは、リファレンス電位（レファレンスＧＮＤの電位）とケーブル（ワイヤハーネス）電位の電位差（平均電位の差）ΔＶによって生じ、ケーブルを流れるコモンモード電流で、ケーブルからノイズ電磁波が放射される。また、上記電位差ΔＶの発生は、高電位配線と低電位配線の寄生インダクタンスＬＶ，ＬＧおよび高電位配線（電源配線ＶＣＣ）と低電位配線（グランド配線ＧＮＤ）のレファレンスＧＮＤに対する寄生キャパシタンスＣＶ，ＣＧに起因しており、上記電位差ΔＶを０にしてコモンモードノイズを最小化するための条件式は、背景技術で説明した次の数式１になる。
（数１） ＬＶＣＶ−ＬＧＣＧ＝０ As described in FIG. 7 and the background art, according to the examination result of the generation mechanism of the common mode noise obtained so far, the common mode noise includes the reference potential (reference GND potential) and the cable (wire harness). A noise electromagnetic wave is radiated from the cable by a common mode current generated by a potential difference (average potential difference) ΔV of the potential and flowing through the cable. Further, occurrence of the potential difference ΔV is parasitic capacitance C V for reference GND of the parasitic inductance L V high potential wire and a low potential wiring, L G and the high potential wiring (power supply wiring VCC) and a low potential wire (ground line GND) , C G , and the conditional expression for minimizing the common mode noise by setting the potential difference ΔV to 0 is the following Expression 1 described in the background art.
(Number 1) L V C V -L G C G = 0

しかしながら、設計段階において高電位配線と低電位配線の寄生インダクタンスＬＶ，ＬＧおよび寄生キャパシタンスＣＶ，ＣＧを所望の値に設定することは、一般的に困難である。このため、数式１の左辺の関係式（ＬＶＣＶ−ＬＧＣＧ）は、一般的には、＞０または＜０の値となってしまう。従って、数式１を満たしてコモンモードノイズを低減するためには、インダクタを追加したり寄生容量を発生させたりして電子装置の設計と試作を繰り返し、数式１を満足するために必要な追加インダクタの値や発生寄生容量の値を定めることになる。 However, by setting the parasitic inductance L V high potential wire and a low potential wiring in the design stage, L G and the parasitic capacitance C V, the C G to a desired value is generally difficult. Therefore, the left-hand side of the equation in Equation 1 (L V C V -L G C G) is generally becomes a value of> 0 or <0. Therefore, in order to satisfy Equation 1 and reduce common mode noise, an inductor is added or a parasitic capacitance is generated to repeatedly design and prototype an electronic device, and an additional inductor required to satisfy Equation 1 And the value of the generated parasitic capacitance are determined.

一方、試作段階で数式１を満足する電子装置が出来上がっても、該電子装置を実際に使用する機器に取り付けた場合には、数式１を満たさなくなる場合がある。特に、近年の金属筐体に代えて樹脂筐体を採用している多くの電子装置においては、レファレンスＧＮＤとなる取り付け位置の周りの金属形状が数式１に直接影響し、試作段階でやっと数式１を満足させて得られたコモンモードノイズの低減が、該電子装置を実際に使用する機器へ取り付けた段階でほとんど意味をなさなくなくなる場合がある。   On the other hand, even if an electronic device that satisfies Equation 1 is completed at the prototype stage, Equation 1 may not be satisfied if the electronic device is attached to a device that is actually used. In particular, in many electronic devices that employ a resin casing instead of a metal casing in recent years, the metal shape around the mounting position serving as the reference GND directly affects Formula 1, and finally Formula 1 at the prototype stage. In some cases, the reduction of common mode noise obtained by satisfying the above is almost meaningless when the electronic device is attached to a device that actually uses the electronic device.

そこで、図１に例示した電子装置１０ａにおいては、プリント配線板２ａに形成された島状導体パターンＰａ〜Ｐｄと、該島状導体パターンＰａ〜Ｐｄに接続するＬＳＩ１ａの出力端子Ｓａ〜Ｓｄの組み合わせが、複数組、プリント配線板２ａに構成されている。   Therefore, in the electronic device 10a illustrated in FIG. 1, the combination of the island-shaped conductor patterns Pa to Pd formed on the printed wiring board 2a and the output terminals Sa to Sd of the LSI 1a connected to the island-shaped conductor patterns Pa to Pd. However, a plurality of sets of printed wiring boards 2a are configured.

樹脂筐体３ａを採用している上記電子装置１０ａにおいて、ＬＳＩ１ａの出力端子Ｓａ〜Ｓｄに接続される島状導体パターンＰａ〜Ｐｄは、レファレンスＧＮＤと対になって、寄生容量として機能させることができる。   In the electronic device 10a employing the resin casing 3a, the island-like conductor patterns Pa to Pd connected to the output terminals Sa to Sd of the LSI 1a can be paired with the reference GND to function as parasitic capacitance. it can.

該島状導体パターンＰａ〜Ｐｄは、ＬＳＩ１ａの内部設定によって、接続されている出力端子Ｓａ〜Ｓｄの出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態のいずれかに設定することで、それぞれ、前記高電位配線に接続された状態または前記低電位配線に接続された状態を実現するようにしてもよい。   By setting the output signals of the connected output terminals Sa to Sd to either the high state or the low state according to the internal setting of the LSI 1a, the island-like conductor patterns Pa to Pd are respectively connected to the high potential wiring. A connected state or a state connected to the low potential wiring may be realized.

しかしながら、上記電子装置１０ａは、図２に示すように、出力端子Ｓａ〜Ｓｄの出力信号が、受信線Ｒｘを用いたＬＳＩ１ａへの外部からの通信によって、Ｈｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に切り替え可能であり、出力端子Ｓａ〜Ｓｄに接続する島状導体パターンＰａ〜Ｐｄが、前記出力信号の切り替えによって、前記高電位配線に接続された状態または前記低電位配線に接続された状態のいずれかに選択可能に構成されてなることが好ましい。この場合には、ＬＳＩへの外部からの通信によって、島状導体パターンが接続されている出力端子の出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に切り替え設定することで、該島状導体パターンを高電位配線に接続された状態または低電位配線に接続された状態のいずれかに選択可能である。   However, as shown in FIG. 2, the electronic device 10a can switch the output signals of the output terminals Sa to Sd to a high state or a low state by communication from the outside to the LSI 1a using the reception line Rx. The island-like conductor patterns Pa to Pd connected to the output terminals Sa to Sd can be selected from either the state connected to the high potential wiring or the state connected to the low potential wiring by switching the output signal. It is preferable that it is comprised. In this case, by switching the output signal of the output terminal to which the island-shaped conductor pattern is connected to the high state or the low state by communication from the outside to the LSI, the island-shaped conductor pattern is connected to the high potential wiring. Or a state connected to a low potential wiring can be selected.

例えば、図２の例では、出力端子Ｓａの出力信号が、ＣＭＯＳインバータを構成するトランジスタＰＴ，ＮＴの接続点Ａから取り出されている。ＬＳＩ１ａへの外部からの通信によって、ＣＭＯＳインバータのゲート制御信号をＨｉｇｈにすれば、トランジスタＮＴがＯＮし、トランジスタＰＴがＯＦＦするため、出力端子Ｓａの出力信号がＬｏｗ状態（低電位配線の電位）となり、島状導体パターンＰａが低電位配線に接続された状態となる。逆に、ゲート制御信号をＬｏｗにすれば、トランジスタＮＴがＯＦＦし、トランジスタＰＴがＯＮするため、出力端子Ｓａの出力信号がＨｉｇｈ状態（高電位配線の電位）となり、島状導体パターンＰａが高電位配線に接続された状態となる。   For example, in the example of FIG. 2, the output signal of the output terminal Sa is taken out from the connection point A of the transistors PT and NT constituting the CMOS inverter. If the gate control signal of the CMOS inverter is set to High by communication from the outside to the LSI 1a, the transistor NT is turned on and the transistor PT is turned off, so that the output signal at the output terminal Sa is in the low state (the potential of the low potential wiring). Thus, the island-shaped conductor pattern Pa is connected to the low potential wiring. Conversely, when the gate control signal is set to Low, the transistor NT is turned OFF and the transistor PT is turned ON, so that the output signal at the output terminal Sa becomes High (the potential of the high potential wiring), and the island conductor pattern Pa becomes high. It is connected to the potential wiring.

図１に例示した電子装置１０ａにおいては、上記したような機能を有する島状導体パターンＰａ〜Ｐｄと出力端子Ｓａ〜Ｓｄの組み合わせが、複数組、プリント配線板２ａに構成されている。これによって、上記電子装置１０ａは、実際に使用する機器に取り付けた後からでも先の数式１の関係ができるだけ成り立つように、寄生容量として機能する各島状導体パターンＰａ〜Ｐｄの接続先を選択して、その容量値を調整可能である。尚、上記電子装置１０ａにおける島状導体パターンＰａ〜Ｐｄは、上述したようにレファレンスＧＮＤと対になって寄生容量として機能し、高電位配線または低電位配線の寄生キャパシタンスを補正する、該寄生キャパシタンス程度の容量値の小さなものであってよい。   In the electronic device 10a illustrated in FIG. 1, a plurality of combinations of the island-shaped conductor patterns Pa to Pd and the output terminals Sa to Sd having the functions as described above are configured in the printed wiring board 2a. As a result, the electronic device 10a selects the connection destinations of the island-like conductor patterns Pa to Pd functioning as parasitic capacitances so that the relationship of Formula 1 is established as much as possible even after the electronic device 10a is attached to a device that is actually used. Thus, the capacitance value can be adjusted. Note that the island-shaped conductor patterns Pa to Pd in the electronic device 10a function as a parasitic capacitance paired with the reference GND as described above, and correct the parasitic capacitance of the high potential wiring or the low potential wiring. The capacity value may be small.

例えば、数式１の左辺の寄生インダクタンスＬＶ，ＬＧと寄生キャパシタンスＣＶ，ＣＧに関する関係式（ＬＶＣＶ−ＬＧＣＧ）が＞０の場合には、上記複数組のうち、幾つかの出力端子の出力信号をＬｏｗ状態に設定して、対応する幾つかの島状導体パターンを低電位配線に接続された状態とする。これによって、該島状導体パターンを適当な容量値ＣＡの寄生容量として機能させることで、ＬＶＣＶ−ＬＧ（ＣＧ＋ＣＡ）＝０に近づけることができる。逆に、関係式（ＬＶＣＶ−ＬＧＣＧ）＜０の場合には、上記複数組のうち、幾つかの出力端子の出力信号をＨｉｇｈ状態に設定して、対応する幾つかの島状導体パターンを高電位配線に接続された状態とする。これによって、該島状導体パターンを適当な容量値ＣＡの寄生容量として機能させることで、ＬＶ（ＣＶ＋ＣＡ）−ＬＧＣＧ＝０近づけることができる。このようにして、上記島状導体パターンと出力端子の組み合わせをＮ組（Ｎ：複数）構成すれば、数式１に対して、２Ｎ通りの調整が可能である。 For example, the parasitic inductance L V of the left side of Equation 1, L G and the parasitic capacitance C V, relationship for C G (L V C V -L G C G) is> 0, the one of the plurality of sets, The output signals of several output terminals are set to the Low state, and the corresponding several island-like conductor patterns are connected to the low potential wiring. As a result, the island-shaped conductor pattern can be made to function as a parasitic capacitance having an appropriate capacitance value C A , so that L V C V− L G (C G + C A ) = 0 can be obtained. Conversely, when the relational expression (L V C V -L G C G) <0 , among the plurality of sets, and set the output signal of several output a High state, the corresponding number of The island-like conductor pattern is connected to the high potential wiring. Thus, L V (C V + C A ) −L G C G = 0 can be approximated by causing the island-shaped conductor pattern to function as a parasitic capacitance having an appropriate capacitance value C A. In this way, if N combinations (N: plural) of the combination of the island-like conductor pattern and the output terminal are configured, 2N adjustments to Formula 1 are possible.

図３は、上記したＬＳＩへの外部からの通信によって、出力端子の出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に切り替え、島状導体パターンの接続状態を切り替えてコモンモードノイズの低減を試験した結果である。   FIG. 3 shows the result of testing the reduction of the common mode noise by switching the output signal of the output terminal to the high state or the low state and switching the connection state of the island-like conductor pattern by communication from the outside to the LSI described above. .

試験では、Ｈ８Ｓ２１３４（ルネサスエレクトロニクス製）のＬＳＩを用い、ＬＳＩへの外部からの通信によって電源電位に接続する島状導体パターンの面積を切り替え、コモンモードノイズの計測を行っている。図３の例では、ＬＳＩへの外部からの通信によって電源電位に接続する島状導体パターンの面積を５５０［ｍｍ２］に切り替えた時、最もノイズ低減されている。 In the test, H8S2134 (manufactured by Renesas Electronics) LSI is used, and the area of the island-like conductor pattern connected to the power supply potential is switched by communication from the outside to the LSI, and common mode noise is measured. In the example of FIG. 3, when the area of the island-like conductor pattern connected to the power supply potential is switched to 550 [mm 2 ] by communication from the outside to the LSI, the noise is reduced most.

このように、図１に例示した電子装置１０ａは、実際に使用する機器に取り付けた後において数式１の左辺の値を０に近づけ、ケーブルの電位（高電位配線と低電位配線を高周波的に短絡するバイパスコンデンサの接続点の電位）とレファレンスＧＮＤの電位の電位差ΔＶを０に近づけることができる。これによって、上記電子装置１０ａを実際に使用する機器の任意位置に取り付け、レファレンスＧＮＤが取り付け位置によって変わる場合であっても、ノイズ源であるＬＳＩ１ａが発生するコモンモードノイズを樹脂筐体３ａ内でキャンセルし、樹脂筐体３ａの外部のケーブルにコモンモードノイズが伝達しないようにすることができる。   As described above, the electronic device 10a illustrated in FIG. 1 has the value of the left side of Equation 1 close to 0 after being attached to the device to be actually used, and the potential of the cable (high-potential wiring and low-potential wiring are increased in frequency. The potential difference ΔV between the potential of the connection point of the bypass capacitor that is short-circuited) and the potential of the reference GND can be brought close to zero. As a result, even when the electronic device 10a is attached to an arbitrary position of the device that is actually used and the reference GND changes depending on the attachment position, common mode noise generated by the LSI 1a that is a noise source is generated in the resin casing 3a. It is possible to cancel and prevent common mode noise from being transmitted to the cable outside the resin casing 3a.

上記電子装置１０ａにおいて数式１を満たすようにする調整は、プリント配線板２ａに複数組構成されている島状導体パターンＰａ〜Ｐｄと出力端子Ｓａ〜Ｓｄの組み合わせについて、各出力端子Ｓａ〜Ｓｄの出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に設定するだけの簡単なものである。また、同じ電子装置１０ａを実際に使用する機器の異なる位置に取り付けて再使用する場合であっても、各出力端子Ｓａ〜Ｓｄの出力信号をＨｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に適宜設定変更するだけでよい。   In the electronic device 10a, the adjustment so as to satisfy Formula 1 is performed for each of the output terminals Sa to Sd with respect to combinations of the island-shaped conductor patterns Pa to Pd and the output terminals Sa to Sd that are configured in a plurality on the printed wiring board 2a. The output signal is simply set to the High state or the Low state. Further, even when the same electronic device 10a is attached and reused at a different position of the device that is actually used, it is only necessary to appropriately change the setting of the output signals of the output terminals Sa to Sd to the High state or the Low state. .

一方、実際に使用する機器に取り付けた後で数式１の関係が成り立つように調整する別の方法として、例えばトリミングを利用する方法が考えられる。すなわち、高電位配線と低電位配線にそれぞれ接続する導体パターンを予め大きめの面積に形成しておき、ノイズ発生状況の確認と上記導体パターンのトリミングの実施を繰り返すことで、最適値を見いだす方法である。しかしながら、このようなトリミングを利用する方法は、調整に手間がかかるだけでなく、上記電子装置１０ａのような取り付け位置の変更による再利用も不可能である。   On the other hand, as another method of adjusting so that the relationship of Formula 1 is satisfied after being attached to a device to be actually used, for example, a method using trimming can be considered. In other words, by forming conductor patterns to be connected to the high-potential wiring and low-potential wiring in a large area in advance, repeatedly checking the noise generation status and performing trimming of the conductor pattern, and finding the optimum value is there. However, such a method using trimming not only takes time for adjustment, but also cannot be reused by changing the mounting position as in the electronic device 10a.

以上のようにして、図１に例示した電子装置１０ａは、外部からの通信によって、コモンモードノイズを低減するためのレファレンスＧＮＤに対する寄生容量の容量値を適宜調整し、該電子装置を実際に使用する機器に取り付けた後、付け外し等を行うことなく、ノイズ低減を実現させることができる。これにより、試作段階と実装段階のように異なるインピーダンス環境下においても、ノイズ低減を実現することができる。   As described above, the electronic device 10a illustrated in FIG. 1 appropriately adjusts the capacitance value of the parasitic capacitance with respect to the reference GND for reducing common mode noise by communication from the outside, and actually uses the electronic device. Noise reduction can be realized without attaching or detaching after attaching to the device. As a result, noise reduction can be realized even under different impedance environments such as the prototype stage and the mounting stage.

以上のようにして、図１に例示した電子装置１０ａは、ＬＳＩ１ａを搭載したプリント配線板２ａを樹脂筐体３ａの内部に収容し、樹脂筐体３ａの外部からケーブルでプリント配線板２ａへ電気接続するためのコネクタ４ａを備える電子装置であって、取り付け位置によってレファレンスＧＮＤが変わってもコモンモードノイズを低減する条件式を満たすように調整可能であり、かつ構成が簡単で安価な電子装置となっている。   As described above, the electronic device 10a illustrated in FIG. 1 houses the printed wiring board 2a on which the LSI 1a is mounted inside the resin casing 3a, and electrically connects the printed wiring board 2a with the cable from the outside of the resin casing 3a. An electronic device provided with a connector 4a for connection, which can be adjusted to satisfy a conditional expression for reducing common mode noise even if the reference GND changes depending on the mounting position, and has a simple configuration and is inexpensive It has become.

従って、上記した電子装置は、金属筐体に代えて樹脂筐体が近年において多数採用され、自動車の複雑なボディ形状がレファレンスＧＮＤとなる、車載用の電子装置として好適である。   Therefore, the above-described electronic device is suitable as an in-vehicle electronic device in which a large number of resin casings are employed in recent years instead of the metal casing, and the complex body shape of the automobile becomes the reference GND.

また、上記した電子装置は、前記樹脂筐体が、前記コネクタのハウジングを兼ねる構成であってもよい。   In the electronic device described above, the resin casing may also serve as the connector housing.

このような例として、次の図４〜図６に示す電子装置がある。   As such an example, there is an electronic device shown in FIGS.

図４は、車載エアコンシステムのＨＶＡＣユニットにおける外観の一部を示す図で、電子装置１０の使用状態を示した図である。   FIG. 4 is a diagram showing a part of the appearance of the HVAC unit of the in-vehicle air conditioner system, and is a diagram showing a usage state of the electronic device 10.

図５は、図４の電子装置１０の一例で、従来の電子装置を分解して示した図である。図５の（ａ）は、コネクタのハウジングを兼ねる樹脂筐体３を示した斜視図であり、（ｂ）は、樹脂筐体３の内部に収容されるプリント配線板２を拡大して示した上面図である。   FIG. 5 is an example of the electronic device 10 of FIG. 4 and is an exploded view of a conventional electronic device. FIG. 5A is a perspective view showing the resin casing 3 also serving as a connector housing, and FIG. 5B is an enlarged view of the printed wiring board 2 accommodated in the resin casing 3. It is a top view.

図４に示すように、車載エアコンシステムのＨＶＡＣユニットでは、樹脂筐体を用いる電子装置１０が、エアコンの動作を統括制御する電子制御装置（ＥＣＵ）のバスハーネスＨに接続されて、ＨＶＡＣユニットのハウジング外壁に、サーボモータＭに隣接して取り付けられている。電子装置１０は、エアコンの風向きを制御するサーボモータＭの駆動装置で、次の構造を有している。   As shown in FIG. 4, in the HVAC unit of the in-vehicle air conditioner system, an electronic device 10 using a resin casing is connected to a bus harness H of an electronic control unit (ECU) that performs overall control of the operation of the air conditioner. Attached to the outer wall of the housing adjacent to the servo motor M. The electronic device 10 is a drive device for a servo motor M that controls the wind direction of an air conditioner, and has the following structure.

図５に示すように、電子装置１０は、サーボモータ駆動用のＬＳＩ１が搭載されたプリント配線板２が、接続端子４を有するコネクタの樹脂筐体３内に組み込まれた電子装置（所謂、スマートコネクタ）で、プリント配線板２を収容する樹脂筐体３がコネクタのハウジングを兼ねる構成となっている。   As shown in FIG. 5, the electronic device 10 includes an electronic device (so-called smart device) in which a printed wiring board 2 on which an LSI 1 for driving a servo motor is mounted is incorporated in a resin casing 3 of a connector having connection terminals 4. In the connector), the resin housing 3 that accommodates the printed wiring board 2 also serves as a connector housing.

図４に示すように、ＨＶＡＣユニットでは、複数個のスマートコネクタがハウジング周りに取り付けられるが、該ＨＶＡＣユニットのハウジングも、樹脂でできている。従って、この場合には自動車のボディが図７（ａ）のレファレンスＧＮＤになると考えられるが、自動車のボディは複雑な形状を有しており、スマートコネクタのハウジングへの取り付け位置によってもレファレンスＧＮＤが変わってしまう。   As shown in FIG. 4, in the HVAC unit, a plurality of smart connectors are attached around the housing. The housing of the HVAC unit is also made of resin. Therefore, in this case, the automobile body is considered to be the reference GND shown in FIG. 7A. However, the automobile body has a complicated shape, and the reference GND is also determined by the mounting position of the smart connector on the housing. It will change.

図６は、図４の電子装置１０と同様に使用される、本発明に係る電子装置の一例を示した図である。図６の（ａ）は、電子装置１０ｂの要部を模式的に示した上面図であり、（ｂ）は、電子部品を実装する前のプリント配線板２ｂを示した上面図である。また、（ｃ）は、電子装置１０ｂの要部の回路図である。   FIG. 6 is a diagram showing an example of an electronic device according to the present invention, which is used in the same manner as the electronic device 10 of FIG. FIG. 6A is a top view schematically showing the main part of the electronic device 10b, and FIG. 6B is a top view showing the printed wiring board 2b before the electronic component is mounted. Moreover, (c) is a circuit diagram of the principal part of the electronic device 10b.

図６に示す電子装置１０ｂは、図１に示した電子装置１０ａと同様で、（ａ）に示すように、ＬＳＩ１ｂを搭載したプリント配線板２ｂを破線で示した樹脂筐体３ｂの内部に収容する。該電子装置１０ｂにおいては、コネクタの接続端子４ｂの近くで、ＬＳＩ１ｂに接続するプリント配線板２ｂの高電位配線である電源配線ＶＣＣと低電位配線であるグランド配線ＧＮＤの間に、図７の回路モデルに示したバイパスコンデンサＢＣ２が挿入されている。   The electronic device 10b shown in FIG. 6 is similar to the electronic device 10a shown in FIG. 1, and, as shown in FIG. 6A, the printed wiring board 2b on which the LSI 1b is mounted is accommodated inside the resin casing 3b shown by a broken line. To do. In the electronic device 10b, near the connection terminal 4b of the connector, the circuit shown in FIG. 7 is provided between the power supply wiring VCC, which is the high potential wiring of the printed wiring board 2b connected to the LSI 1b, and the ground wiring GND, which is the low potential wiring. The bypass capacitor BC2 shown in the model is inserted.

また、電子装置１０ａにおいては、プリント配線板２ｂに、島状導体パターンＰｅ〜Ｐｇが形成され、ＬＳＩ１ｂの出力端子Ｓｅ〜Ｓｇが、それぞれの島状導体パターンＰｅ〜Ｐｇに接続されている。このように、図６に示す電子装置１０ａは、島状導体パターンＰｅ〜Ｐｇと該島状導体パターンＰｅ〜Ｐｇに接続するＬＳＩ１ｂの出力端子Ｓｅ〜Ｓｇの組み合わせが、複数組（図６の電子装置１０ｂの例では３組）、プリント配線板２ｂに構成されている。樹脂筐体３ｂを採用している上記電子装置１０ｂにおいて、ＬＳＩ１ｂの出力端子Ｓｅ〜Ｓｇに接続される島状導体パターンＰｅ〜Ｐｇは、図７（ａ）に示したレファレンスＧＮＤと対になって、寄生容量として機能させることができる。   In the electronic device 10a, island-shaped conductor patterns Pe to Pg are formed on the printed wiring board 2b, and the output terminals Se to Sg of the LSI 1b are connected to the respective island-shaped conductor patterns Pe to Pg. As described above, the electronic device 10a shown in FIG. 6 includes a plurality of combinations of the island-shaped conductor patterns Pe to Pg and the output terminals Se to Sg of the LSI 1b connected to the island-shaped conductor patterns Pe to Pg (the electronic device of FIG. 6). In the example of the apparatus 10b, three sets) are configured on the printed wiring board 2b. In the electronic device 10b employing the resin casing 3b, the island-shaped conductor patterns Pe to Pg connected to the output terminals Se to Sg of the LSI 1b are paired with the reference GND shown in FIG. , Can function as a parasitic capacitance.

図６（ｃ）に示すように、ＬＳＩ１ｂの出力端子Ｓｅ〜Ｓｇの出力信号は、三角記号で示したＣＭＯＳインバータＣＭから取り出される。ＣＭＯＳインバータＣＭは、図２でＣＭＯＳインバータを構成している、トランジスタＰＴ，ＮＴと同じ構成であってよい。ＬＳＩ１ｂへの外部からの通信によって、ＣＭＯＳインバータＣＭのゲート制御信号をＨｉｇｈまたはＬｏｗにすることで、島状導体パターンＰｅ〜Ｐｇは、高電位配線に接続された状態または低電位配線に接続された状態に切り替え設定することができる。   As shown in FIG. 6C, the output signals of the output terminals Se to Sg of the LSI 1b are taken out from the CMOS inverter CM indicated by a triangle symbol. The CMOS inverter CM may have the same configuration as the transistors PT and NT constituting the CMOS inverter in FIG. By setting the gate control signal of the CMOS inverter CM to High or Low by external communication with the LSI 1b, the island-like conductor patterns Pe to Pg are connected to the high potential wiring or to the low potential wiring. You can switch to the state.

これによって、図６に示す電子装置１０ｂを実際に使用する図４に示すＨＶＡＣユニットの任意位置に取り付け、レファレンスＧＮＤが取り付け位置によって変わっても、ノイズ源であるＬＳＩ１ｂが発生するコモンモードノイズを樹脂筐体３ｂ内でキャンセルし、樹脂筐体３ｂの外部のケーブルにコモンモードノイズが伝達しないようにすることができる。   Accordingly, even if the electronic device 10b shown in FIG. 6 is attached to an arbitrary position of the HVAC unit shown in FIG. 4 and the reference GND changes depending on the attachment position, the common mode noise generated by the LSI 1b as the noise source is resinated. It is possible to cancel within the housing 3b and prevent the common mode noise from being transmitted to the cable outside the resin housing 3b.

尚、図６（ｂ）に示すように、島状導体パターンＰｆの一部は、ＬＳＩ１ｂの直下に形成されている。上記したように、ＨＶＡＣユニットに取り付けた後、外部からの通信によって接続状態を切り替え、レファレンスＧＮＤと対になって寄生容量として機能させる島状導体パターンＰｅ〜Ｐｇは、ＬＳＩ１ｂの直下に形成されていてもよい。これによって、島状導体パターンＰｅ〜Ｐｇの占有面積を低減し、小型化することができる。   As shown in FIG. 6B, a part of the island-shaped conductor pattern Pf is formed immediately below the LSI 1b. As described above, the island-like conductor patterns Pe to Pg that are connected to the HVAC unit and switch the connection state by communication from the outside and function as a parasitic capacitance paired with the reference GND are formed immediately below the LSI 1b. May be. As a result, the area occupied by the island-like conductor patterns Pe to Pg can be reduced and the size can be reduced.

以上のようにして、電子装置１０ａ，１０ｂで例示した本発明に係る電子装置は、いずれも、ＬＳＩを搭載したプリント配線板を樹脂筐体の内部に収容し、樹脂筐体の外部からケーブルで前記プリント配線板へ電気接続するためのコネクタを備える電子装置であって、取り付け位置によってレファレンスＧＮＤが変わってもコモンモードノイズを低減する条件式を満たすように調整可能であり、かつ構成が簡単で安価な電子装置とすることができる。   As described above, in each of the electronic devices according to the present invention exemplified by the electronic devices 10a and 10b, the printed wiring board on which the LSI is mounted is accommodated in the resin casing, and the cable is provided from the outside of the resin casing with a cable. An electronic device having a connector for electrical connection to the printed wiring board, which can be adjusted to satisfy a conditional expression for reducing common mode noise even if the reference GND changes depending on the mounting position, and has a simple configuration An inexpensive electronic device can be obtained.

尚、上記した電子装置における高電位配線と低電位配線は、代表的には、高電位配線が、ＬＳＩの電源配線であり、低電位配線が、ＬＳＩのグランド配線である。しかしながらこれに限らず、例えば、高電位配線がＣＡＮ通信を制御するＬＳＩのＨｉｇｈ配線であり、低電位配線が該ＬＳＩのＬｏｗ配線であってもよい。   Note that, among the high potential wiring and the low potential wiring in the electronic device described above, typically, the high potential wiring is an LSI power supply wiring, and the low potential wiring is an LSI ground wiring. However, the present invention is not limited to this. For example, the high potential wiring may be a high wiring of an LSI that controls CAN communication, and the low potential wiring may be a low wiring of the LSI.

また、島状導体パターンとそれに接続する出力端子の組み合わせの数は、２以上の任意の数であってよく、組み合わせの数が多いほど、数式１を満たすより細かな調整が可能となる。   Further, the number of combinations of island-shaped conductor patterns and output terminals connected to the island-shaped conductor patterns may be an arbitrary number of 2 or more. As the number of combinations increases, finer adjustment that satisfies Equation 1 is possible.

１０，１０ａ，１０ｂ 電子装置
１，１ａ，１ｂ ＬＳＩ
Ｓａ〜Ｓｇ 出力端子
２，２ａ，２ｂ プリント配線板
Ｐａ〜Ｐｇ 島状導体パターン
ＢＣ１，ＢＣ２ バイパスコンデンサ
３，３ａ，３ｂ 樹脂筐体
４，４ａ，４ｂ コネクタ（接続端子） 10, 10a, 10b Electronic device 1, 1a, 1b LSI
Sa to Sg Output terminals 2, 2a, 2b Printed wiring board Pa to Pg Island-like conductor pattern BC1, BC2 Bypass capacitor 3, 3a, 3b Resin housing 4, 4a, 4b Connector (connection terminal)

Claims (7)

ＬＳＩ（１ａ，１ｂ）を搭載したプリント配線板（２ａ，２ｂ）を樹脂筐体（３ａ，３ｂ）の内部に収容し、樹脂筐体の外部からケーブルで前記プリント配線板へ電気接続するためのコネクタ（４ａ，４ｂ）を備える電子装置（１０ａ，１０ｂ）であって、
前記コネクタの近くで、前記ＬＳＩに接続する前記プリント配線板の高電位配線（ＶＣＣ）と低電位配線（ＧＮＤ）の間に、バイパスコンデンサ（ＢＣ１，ＢＣ２）が挿入されてなり、
前記プリント配線板に、島状導体パターン（Ｐａ〜Ｐｇ）が形成され、
前記ＬＳＩの出力端子（Ｓａ〜Ｓｇ）が、前記島状導体パターンに接続されてなり、
前記島状導体パターンと該島状導体パターンに接続する前記出力端子の組み合わせが、複数組、前記プリント配線板に構成されてなることを特徴とする電子装置。 A printed wiring board (2a, 2b) on which the LSI (1a, 1b) is mounted is accommodated inside the resin casing (3a, 3b), and is electrically connected to the printed wiring board by a cable from the outside of the resin casing. An electronic device (10a, 10b) comprising connectors (4a, 4b),
Near the connector, bypass capacitors (BC1, BC2) are inserted between the high potential wiring (VCC) and the low potential wiring (GND) of the printed wiring board connected to the LSI,
An island-shaped conductor pattern (Pa to Pg) is formed on the printed wiring board,
The output terminals (Sa to Sg) of the LSI are connected to the island-shaped conductor pattern,
An electronic device comprising a plurality of combinations of the island-shaped conductor pattern and the output terminal connected to the island-shaped conductor pattern, the printed wiring board. 前記出力端子の出力信号が、前記ＬＳＩへの外部からの通信によって、Ｈｉｇｈ状態またはＬｏｗ状態に切り替え可能であり、
前記出力端子に接続する島状導体パターンが、前記出力信号の切り替えによって、前記高電位配線に接続された状態または前記低電位配線に接続された状態のいずれかに選択可能に構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。 The output signal of the output terminal can be switched to a high state or a low state by communication from the outside to the LSI,
The island-shaped conductor pattern connected to the output terminal is configured to be selectable between the state connected to the high potential wiring and the state connected to the low potential wiring by switching the output signal. The electronic device according to claim 1. 前記島状導体パターンが、前記ＬＳＩの直下に形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。   The electronic device according to claim 1, wherein the island-shaped conductor pattern is formed immediately below the LSI. 前記高電位配線が、前記ＬＳＩの電源配線であり、前記低電位配線が、前記ＬＳＩのグランド配線であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子装置。   4. The electronic device according to claim 1, wherein the high potential wiring is a power supply wiring of the LSI, and the low potential wiring is a ground wiring of the LSI. 前記電子装置が、車載用であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子装置。   The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is for vehicle use. 前記樹脂筐体（３ｂ）が、前記コネクタ（４ｂ）のハウジングを兼ねることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子装置。   6. The electronic device according to claim 1, wherein the resin casing (3b) also serves as a housing for the connector (4b). 前記電子装置が、
エアコンの風向きを制御するサーボモータ（Ｍ）の駆動装置であり、
前記エアコンの動作を統括制御する電子制御装置（ＥＣＵ）のバスハーネス（Ｈ）に接続されることを特徴とする請求項６に記載の電子装置。 The electronic device is
Servo motor (M) drive device that controls the air direction of the air conditioner,
The electronic apparatus according to claim 6, wherein the electronic apparatus is connected to a bus harness (H) of an electronic control unit (ECU) that performs overall control of the operation of the air conditioner.
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