EP1544867A2 - Flexible flat cable with integrated output filter - Google Patents
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- EP1544867A2 EP1544867A2 EP20040028487 EP04028487A EP1544867A2 EP 1544867 A2 EP1544867 A2 EP 1544867A2 EP 20040028487 EP20040028487 EP 20040028487 EP 04028487 A EP04028487 A EP 04028487A EP 1544867 A2 EP1544867 A2 EP 1544867A2
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- flat conductor
- flexible flat
- filter
- electrically conductive
- power supply
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/08—Flat or ribbon cables
- H01B7/0807—Twin conductor or cable
Definitions
- the present invention relates to a flexible flat conductor with at least two electrically conductive layers of an electrically insulating sheath at least are partially surrounded, wherein the electrically conductive layers by at least a dielectric layer disposed between them are isolated from each other.
- the invention relates to a power supply, such a flexible Has flat conductor.
- Power supplies and chargers in the small power range are today due to Requirements for the wide input voltage range and lower losses than built a switching power supply.
- Widely used is the embodiment of a plug-in power supply 1, in which an electronic circuit for power conversion in a mounted directly on the power plug housing is arranged, as this is shown in FIG.
- a variety of such devices are used to charge portable devices, such as Mobile phones, PDAs, CD / DVD / MD / MP3 players and the like used.
- the size of the charger, its weight plays a key role for portability as well as the simplicity of transport an important role.
- the connection to the Consumers (not shown in the figure) usually takes place via an output plug 2 and a two-pole output line 3, as a round or twin line is executed, as shown in Figure 1.
- the common mode noise is mostly suppressed downstream of a current-compensated inductor L3 'with final filter capacitor C3.
- the filter arrangements shown in Figures 2 and 3 require as conventional discrete components in the power supply considerable space and stand Therefore, contrary to further miniaturization of the power supply.
- you can via the output line also high - frequency interference coupled in the Consumers usually require an additional input filter and therefore Increase the size, weight and costs of the consumer.
- Japanese Laid-Open Patent Publication JP 06-139831 A is a flexible one Flat cable with integrated electronic components known therein. It will be various conductive structures surrounded by electrical insulation insulated from each other by a further dielectric layer, so that a capacitance is formed becomes.
- a meander-shaped structuring of the conductor planes can after a subsequent folding process in which the individual meanders in the third dimension leporelloförmig superimposed, an inductance can be realized.
- the combination of capacitance and inductance provides an integrated filter here.
- the solution according to the invention is based on the recognition that a particularly simple and space-saving realization of a filter structure achieved by an integrated arrangement in which at least one of the electrically conductive layers of the flexible Flat conductor is structured by recesses so that a plurality of meandering elements is formed, and wherein the meandering in a through the flat conductor defined level serially lined up to form the filter structure.
- Cost-intensive process steps, such as folding the flat conductor are eliminated in this solution.
- the flexibility in the design for example, one Output filter in a power supply significantly increased, because the entire length of the Line for the filter can be used.
- the flexibility of the cable remains on the obtained, for example, a winder without Problems are used.
- a flexible ceramic dielectric embedded between the electrically conductive layers are used.
- the recesses take less than 50% the area of each meander element. This allows a sufficiently high inductance achieved at the same time only slightly increased DC resistance become. Also, the required capacity can be produced without problems.
- the recesses are formed by slots extending over about 50% of the width of the first conductive layer extends transversely to the longitudinal axis of the flat conductor and even have a width of less than 10% of their length, the increase remains of DC resistance in the order of less than 1.5%.
- the dielectric Layer divided by at least one recess into individual subregions. Thereby may advantageously different serial or parallel connected capacities will be realized.
- the ⁇ -filter are formed, as for example 2 are required.
- More complex filter structures can be further realized by recesses both transverse to the direction of the longitudinal axis of the flexible flat conductor as well as in Direction of the longitudinal axis can be provided in the dielectric layer. With that you can implemented in a very cost effective manner a variety of required filter structures become.
- the meander structures are either arranged in the same direction (whereby a push-pull filter can be realized can) or are arranged in opposite directions, creating a common mode filter.
- the advantageous properties of the flexible flat conductor according to the invention come especially when used in a power supply with a primary-side connector and a secondary side connector between the secondary side Plug connection and the actual power supply is used as output line.
- a power supply on the one hand has the advantage that the space required for the filter structures in the power supply can be drastically reduced, and on the other hand, too the system costs in the consumer, so the mobile terminal, can be lowered because an input filter can be avoided. Furthermore, in very space-saving and cost-effective manner, the functionality of the output filter to the needs of the power supply.
- the power supply according to the invention can also be equipped with a take-up device be used to the flexible flat conductor, for example, for transport or At least partially unrolling the output cable.
- FIG. 4 shows a cross section through a flexible flat conductor 100 according to the invention.
- the flexible flat conductor 100 has two electrically conductive layers 102 and 104, which are surrounded by an electrically insulating sheath 106.
- the two electrically conductive layers 102, 104 which may be made of copper or aluminum, for example, are separated from one another by a dielectric 108.
- a capacitance is formed between the conductors, which is calculated according to the following equation [1].
- C ⁇ 0 ⁇ r A / d
- an output line according to the invention may have two meters total length and a cross-section of 2 x 0.25 mm 2 .
- the resulting total width of the conduit 100 is 7.5mm in thickness of only 0.125 mm. These dimensions are particularly suitable for a space-saving Winding when using the flexible flat conductor 100 in a power supply, as shown in FIG 22 is shown.
- the space required compared to a conventional round cable (such as shown in Figure 1) is reduced by 22%.
- a resulting total capacity results between the two conductors 102 and 104 of approximately 25 ⁇ F.
- this value is sufficient to to obtain a sufficient screening of the output voltage.
- ceramic dielectric 108 over better high frequency characteristics, in particular via a lower series resistance (Low Equivalent Series Resistance, ESR) as a comparable electrolytic capacitor, so that despite the comparatively small Capacity reaches a sufficiently low voltage ripple at the end of the line becomes.
- ESR Low Equivalent Series Resistance
- the first of the two electrically conductive layers 102 is structured in such a way that that a meandering structure is formed, as shown in FIG.
- the first embodiment of the present invention remains the opposite one Copper foil 104 unstructured. This will make one parallel to the capacitor lying inductance whose value is approximately from the formula for a flat square coil with one turn calculated trained.
- individual meandering elements 110 in the plane of the flexible Flat conductor serially strung together to produce the required inductance.
- the required inductance for an integrated filter manufactured in an elegant way only within the plane of the flexible flat conductor without needing, for example, a folding as shown in JP 06-139831. In this way, if necessary, the entire length of the flexible flat conductor be provided for the corresponding inductance with meandering elements 110. However, this is not absolutely necessary, but depends on what is needed Parameter from.
- the inductance of the individual meander element 110 shown in FIG. 7 is characterized by the basic geometry of a flat square coil with only one turn, which has a turn diameter a and a trace width w.
- the inductance L of such a meandering element 110 can then be calculated according to the following equation [2]:
- the individual meander element 110 of FIG. 7 is characterized in that it passes through a comparatively small slot 109 in the electrically conductive material of the track 102 is formed.
- slots 111 which in the embodiment shown have the same dimensions as the Slits 109, arranged.
- the slot may have a length of about 3.5 mm and a width of only 0.2 mm. With an edge length a of 7 mm Thus, the remaining trace width w 3.4 mm.
- FIG. 8 shows a further advantageous embodiment of the present invention. Interrupts namely, the dielectric 108 through a transverse to the longitudinal axis of the flexible Flat conductor arranged slot 112, resulting in two sections A1 and A2 (For clarity, structured layer 102 is shown in a raised position). As an equivalent circuit of the structure in FIG. 8, the ⁇ -filter of FIG. 2 results.
- a small capacity is particularly desirable at the cable end to prevent coupling of the carrier in the megahertz frequency range.
- This can be achieved by an additional slot 114 extending in the direction of the longitudinal axis of the flexible flat conductor 114 in the dielectric 108.
- This further embodiment is shown schematically in FIG. This results in two single capacitors with half capacity, symbolized by the areas A3 and A4, which are connected in series via the backside metallization 104. This results in a resulting capacity of approx. 2.5 nF.
- Assigning the cross section 114 asymmetrically, so that, for example, the area A3 is equal to 1/6 A4, it follows from equation [3] as the resulting capacity:
- a significant advantage of the present invention is that this Capacitance is located very close to the consumer and that thus interference frequencies, the be coupled via a conventional line, be suppressed much more effectively. This can optionally be dispensed with an additional filtering in the consumer and consumers can be made easier and cheaper.
- FIG. 10 shows a flexible flat conductor 100 into which such a multi-stage filter is integrated.
- the associated electrical equivalent circuit diagram is shown in FIG.
- Per level becomes a longitudinal inductance of 9 nH with an ohmic resistance of approx. 100 m ⁇ and assumed a lateral capacitance Ci of 85 nF.
- FIG. 12 schematically shows the generic level "i".
- FIG. 13 shows the transfer functions for flexible flat conductors with 10, 20 and 30 stages shown.
- Reference numeral 116 denotes the curve for 10 juxtaposed generic stages of Figure 12, the curve 118, the transfer function for 20 Stages and the curve 120 the transfer function for 30 stages.
- the cutoff frequency constant As can be seen from FIG. 13, remains with an increase in the number of steps, the cutoff frequency constant, only the filter slope becomes larger. In a frequency range of less than 100 kHz is the Filter effect rather low.
- this arrangement can have another LC circuit can be followed by the flexible flat conductor only in the immediate Structured near the consumer.
- the transfer functions of the filter structures of FIG. 14 and FIG. 15 are shown in FIG. 16 as a function of the frequency.
- the curve 122 indicates the transfer function of the simple RC filter of FIG 14
- curve 124 illustrate the transfer function of the RCLC filter of FIG. 15.
- FIG can be seen on the curve 124, occurs at the RCLC filter resonance at about 5.5 MHz on. This is the resonant frequency of the LC circuit. From about 8 MHz, the attenuation better than the simple RC filter.
- the values for the LC filter can affect the cutoff frequency (and therefore the high frequency attenuation characteristics) become.
- FIG. 17 illustrates various transfer functions of the filter of FIG Variation of the values for the capacitance C2.
- the value of the capacitance C2 in Range changed from 50 nF to 200 nF in 50 nF increments.
- the cutoff frequency drops increasing value of C2.
- this can be achieved by a variation of the inductance L1 can be achieved.
- a further increase in inductance can be obtained by adding both conductor surfaces 102, 104 are meandered on the top and bottom of the dielectric 108. So you can double the inductance with full utilization of the length again.
- the inventive flexible flat conductor for a Power supply are used.
- This is the flexible flat conductor used as output line 203, which is the connection between the actual Power supply 201 and an output plug 202 manufactures.
- the output plug 202 can, as indicated in Figure 22, with a plurality of different consumers 205 (for example Mobile phones, PDAs, CD / DVD / MD / MP3 players and the like) be connected to provide them with electrical energy.
- the power supply 201 has in the embodiment shown a winding device 204, for example similarly as shown in Japanese Patent Laid-Open Publication JP 2001/128350 A, can be constructed.
- the cover of the power supply 201 is shown in dashed lines in FIG shown in order not to jeopardize the clarity.
- the flexible flat conductor according to the invention as the output line 203 can be within the given geometry of this output line the most diverse filter arrangements realize. This results in the power supply 201 next to the reduced Dimensions of the line arrangement, especially a space and cost reduction in the power supply. But also in a not shown here with the plug 202 To be connected terminal space and costs can be reduced because of a separate input filter can be dispensed with. Due to the planar structure of the flexible Flat conductor according to the present invention results in small tolerance deviations with high reproducibility and easier manufacturability. That is, the Filter structures can be formed with a high degree of reproduction.
Landscapes
- Insulated Conductors (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen flexiblen Flachleiter mit mindestens zwei elektrisch leitenden Schichten, die von einer elektrisch isolierenden Umhüllung wenigstens teilweise umgeben sind, wobei die elektrisch leitenden Schichten durch mindestens eine zwischen ihnen angeordnete dielektrische Schicht voneinander isoliert sind.The present invention relates to a flexible flat conductor with at least two electrically conductive layers of an electrically insulating sheath at least are partially surrounded, wherein the electrically conductive layers by at least a dielectric layer disposed between them are isolated from each other.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Netzteil, das einen derartigen flexiblen Flachleiter aufweist.Furthermore, the invention relates to a power supply, such a flexible Has flat conductor.
Stromversorgungen und Ladegeräte im Kleinleistungsbereich sind heute aufgrund von
Anforderungen an den weiten Eingangsspannungsbereich und geringeren Verlusten als
ein Schaltnetzteil aufgebaut. Weit verbreitet ist hierbei die Ausführungsform eines Steckernetzgerätes
1, bei dem eine elektronische Schaltung zur Leistungsumwandlung in
einem unmittelbar an dem Netzstecker angebrachten Gehäuse angeordnet ist, wie dies
in Figur 1 gezeigt ist. Eine Vielzahl solcher Geräte wird zum Laden von portablen Geräten,
wie z. B. Mobiltelefonen, PDAs, CD/DVD/MD/MP3-Abspielgeräten und dergleichen
eingesetzt. Dabei spielt für die Portabilität vor allem die Größe des Ladegeräts, sein Gewicht
sowie die Einfachheit des Transports eine wichtige Rolle. Die Verbindung zum
Verbraucher (in der Figur nicht dargestellt) erfolgt dabei meist über einen Ausgangsstecker
2 und eine zweipolige Ausgangsleitung 3, die als Rundleitung oder Zwillingsleitung
ausgeführt ist, wie dies in Figur 1 gezeigt ist.Power supplies and chargers in the small power range are today due to
Requirements for the wide input voltage range and lower losses than
built a switching power supply. Widely used is the embodiment of a plug-in power supply
1, in which an electronic circuit for power conversion in
a mounted directly on the power plug housing is arranged, as this
is shown in FIG. A variety of such devices are used to charge portable devices,
such as Mobile phones, PDAs, CD / DVD / MD / MP3 players and the like
used. In particular, the size of the charger, its weight, plays a key role for portability
as well as the simplicity of transport an important role. The connection to the
Consumers (not shown in the figure) usually takes place via an
Weiterhin ist es bekannt, in derartigen Netzgeräten Flachkabel, die mit einer Aufwickelvorrichtung versehen sind, einzusetzen. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der JP 2001/128350 und der WO 01/21521 A1 gezeigt. Derartige Anordnungen ermöglichen eine besonders platzsparende und geordnete Aufbewahrung des Kabels während des Transports.Furthermore, it is known in such network devices flat cable, which with a take-up device are used to insert. An example of such an arrangement is for example, in JP 2001/128350 and WO 01/21521 A1. Such arrangements allow a particularly space-saving and orderly storage of the cable during transport.
Zur Leistungsumwandlung dient heute meist ein Sperrwandler, der aufgrund der geringen
Schaltungskomplexität in diesem Leistungsbereich bevorzugt wird. Wenn die Energieübertragung
mittels einer Primärregelung erfolgt, wie dies in der DE 100 18 229 A1
gezeigt ist, befindet sich auf der Sekundärseite lediglich eine Diode zur Gleichrichtung
sowie ein LC-Filter zur Siebung der Ausgangsspannung. Ein Schaltbild einer solchen
bekannten ausgangsseitigen Beschaltung ist in Figur 2 dargestellt. Während für den in
Figur 2 gezeigten Kondensator C2 meist ein keramischer Kondensator zum Einsatz
kommt, wird aufgrund der Anforderungen an einen niedrigen Ersatzserienwiderstand bei
minimalen Kosten für den Kondensator C1 üblicherweise ein Elektrolytkondensator gewählt.
Die in Figur 2 gezeigten Komponenten haben typischerweise die folgenden
Kennwerte:
Wie weiterhin in Figur 3 gezeigt, wird zur Unterdrückung von Gleichtaktstörungen meist eine stromkompensierte Drossel L3' mit abschließendem Filterkondensator C3 nachgeschaltet. Die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Filteranordnungen benötigen jedoch als herkömmliche diskrete Komponenten im Steckernetzgerät erheblichen Platz und stehen daher einer weiteren Miniaturisierung des Netzgeräts entgegen. Darüber hinaus können sich über die Ausgangsleitung auch hochfrequente Störungen einkoppeln, die im Verbraucher üblicherweise ein zusätzliches Eingangsfilter erforderlich machen und daher Größe, Gewicht und Kosten des Verbrauchers erhöhen.As further shown in FIG. 3, the common mode noise is mostly suppressed downstream of a current-compensated inductor L3 'with final filter capacitor C3. However, the filter arrangements shown in Figures 2 and 3 require as conventional discrete components in the power supply considerable space and stand Therefore, contrary to further miniaturization of the power supply. In addition, you can via the output line also high - frequency interference coupled in the Consumers usually require an additional input filter and therefore Increase the size, weight and costs of the consumer.
Schließlich ist bekannt, um Filterstrukturen möglichst einfach kostengünstig und platzsparend zu realisieren, diese in einer integrierten Bauweise mit einem flexiblen Flachleiter herzustellen. Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 06-139831 A ist ein flexibles Flachkabel mit darin integrierten elektronischen Bauteilen bekannt. Dabei werden verschiedene leitfähige Strukturen, die von einer elektrischen Isolation umgeben sind, durch eine weitere dielektrische Schicht voneinander isoliert, so dass eine Kapazität gebildet wird. Mittels einer mäanderförmigen Strukturierung der Leiterebenen kann nach einem anschließenden Faltprozess, bei dem die einzelnen Mäander in der dritten Dimension leporelloförmig übereinandergelegt werden, eine Induktivität realisiert werden. Die Kombination von Kapazität und Induktivität liefert hier ein integriertes Filter.Finally, it is known to filter structures as simple as possible inexpensive and space-saving to realize these in an integrated design with a flexible flat conductor manufacture. Japanese Laid-Open Patent Publication JP 06-139831 A is a flexible one Flat cable with integrated electronic components known therein. It will be various conductive structures surrounded by electrical insulation insulated from each other by a further dielectric layer, so that a capacitance is formed becomes. By means of a meander-shaped structuring of the conductor planes can after a subsequent folding process in which the individual meanders in the third dimension leporelloförmig superimposed, an inductance can be realized. The combination of capacitance and inductance provides an integrated filter here.
Nachteilig ist jedoch bei dieser Lösung, dass, um die für eine Filterstruktur erforderlichen Induktivitäten auszubilden, der flexible Flachleiter auf eine definierte Art und Weise mehrfach gefaltet werden muss, was neben einem erhöhten Aufwand bei der Produktion außerdem einen erhöhten Platzbedarf bedingt. Darüber hinaus bedingt die erforderliche Faltung des flexiblen Flachleiters gemäß der JP 06-139831 A, dass nur bestimmte Bereiche des flexiblen Flachleiters für die integrierte Filterstruktur genützt werden können, weite Strecken des Kabels jedoch ungenutzt bleiben müssen.However, a disadvantage of this solution is that to those required for a filter structure Inductors form the flexible flat conductor in a defined manner must be folded several times, which in addition to increased effort in production also requires an increased space requirement. In addition, the required Folding of the flexible flat conductor according to JP 06-139831 A that only certain areas the flexible flat conductor can be used for the integrated filter structure, However, long stretches of the cable must remain unused.
Es besteht daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten flexiblen Flachleiter sowie ein Netzgerät mit einem derartigen Flachleiter anzugeben, bei dem die Filterung verbessert werden kann, der Platzbedarf reduziert werden kann und gleichzeitig die Herstellungskosten gesenkt werden können.It is therefore the object of the present invention to provide an improved flexible Flat conductor and a power supply with such a flat conductor indicate, at which the filtering can be improved, the space requirement can be reduced and at the same time the production costs can be reduced.
Diese Aufgabe wird durch einen flexiblen Flachleiter mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und ein Netzteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand mehrerer Unteransprüche.This object is achieved by a flexible lead with the features of the claim
1 and a power supply with the features of
Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass eine besonders einfache und platzsparende Realisierung einer Filterstruktur durch eine integrierte Anordnung erreicht werden kann, bei der mindestens eine der elektrisch leitenden Schichten des flexiblen Flachleiters durch Aussparungen so strukturiert ist, dass eine Vielzahl von Mäanderelementen gebildet ist, und bei der die Mäanderelemente in einer durch den Flachleiter definierten Ebene seriell aneinandergereiht sind, um die Filterstruktur auszubilden. Kostenintensive Prozessschritte, wie beispielsweise das Falten des Flachleiters, entfallen bei dieser Lösung. Weiterhin ist die Flexibilität bei der Gestaltung beispielsweise eines Ausgangsfilters in einem Netzgerät wesentlich erhöht, weil die gesamte Länge der Leitung für das Filter genutzt werden kann. Die Biegsamkeit des Kabels bleibt auf der gesamten Länge erhalten, und es kann beispielsweise eine Aufwickelvorrichtung ohne Probleme eingesetzt werden. Hierfür wird vorzugsweise ein flexibles keramisches Dielektrikum zwischen den elektrisch leitenden Schichten eingebettet.The solution according to the invention is based on the recognition that a particularly simple and space-saving realization of a filter structure achieved by an integrated arrangement in which at least one of the electrically conductive layers of the flexible Flat conductor is structured by recesses so that a plurality of meandering elements is formed, and wherein the meandering in a through the flat conductor defined level serially lined up to form the filter structure. Cost-intensive process steps, such as folding the flat conductor, are eliminated in this solution. Furthermore, the flexibility in the design, for example, one Output filter in a power supply significantly increased, because the entire length of the Line for the filter can be used. The flexibility of the cable remains on the obtained, for example, a winder without Problems are used. For this purpose, preferably a flexible ceramic dielectric embedded between the electrically conductive layers.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung nehmen die Aussparungen weniger als 50 % der Fläche eines jeden Mäanderelements ein. Dadurch kann eine ausreichend hohe Induktivität bei gleichzeitig nur unwesentlich erhöhtem Gleichstromwiderstand erreicht werden. Auch die erforderliche Kapazität kann ohne Probleme hergestellt werden. According to an advantageous development, the recesses take less than 50% the area of each meander element. This allows a sufficiently high inductance achieved at the same time only slightly increased DC resistance become. Also, the required capacity can be produced without problems.
Insbesondere, wenn die Aussparungen durch Schlitze gebildet sind, die sich über etwa 50 % der Breite der ersten leitenden Schicht quer zur Längsachse des Flachleiters erstreckt und selbst eine Breite von weniger 10 % ihrer Länge haben, bleibt die Zunahme des Gleichstromwiderstandes in Größenordnungen von weniger als 1,5 %.In particular, when the recesses are formed by slots extending over about 50% of the width of the first conductive layer extends transversely to the longitudinal axis of the flat conductor and even have a width of less than 10% of their length, the increase remains of DC resistance in the order of less than 1.5%.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, ist die dielektrische Schicht durch mindestens eine Aussparung in einzelne Teilbereiche untergliedert. Dadurch können in vorteilhafter Weise verschiedene seriell oder parallel geschaltete Kapazitäten realisiert werden.According to an advantageous embodiment of the present invention, the dielectric Layer divided by at least one recess into individual subregions. Thereby may advantageously different serial or parallel connected capacities will be realized.
So können beispielsweise über eine entsprechende Schaltung der Mäanderstrukturen in der ersten elektrisch leitenden Schicht die Π-Filter ausgebildet werden, wie sie beispielsweise gemäß der Figur 2 benötigt werden.Thus, for example, via a corresponding circuit of the meander structures in the first electrically conductive layer, the Π-filter are formed, as for example 2 are required.
Komplexere Filterstrukturen können weiterhin dadurch realisiert werden, dass Aussparungen sowohl quer zur Richtung der Längsachse des flexiblen Flachleiters wie auch in Richtung der Längsachse in der dielektrischen Schicht vorgesehen werden. Damit können auf äußerst kostengünstige Weise eine Vielzahl von benötigten Filterstrukturen realisiert werden.More complex filter structures can be further realized by recesses both transverse to the direction of the longitudinal axis of the flexible flat conductor as well as in Direction of the longitudinal axis can be provided in the dielectric layer. With that you can implemented in a very cost effective manner a variety of required filter structures become.
Strukturiert man eine weitere der elektrisch leitenden Schichten ebenfalls durch Ausbilden von Mäanderstrukturen, so können Gegen- und Gleichtaktfilter realisiert werden. Dies lässt sich in sehr einfacher Weise dadurch erreichen, dass die Mäanderstrukturen entweder gleichsinnig angeordnet sind (wodurch ein Gegentaktfilter realisiert werden kann) oder aber gegensinnig angeordnet sind, wodurch ein Gleichtaktfilter entsteht.If another of the electrically conductive layers is also structured by forming of meander structures, counter and common mode filters can be realized. This can be achieved in a very simple manner by the meander structures are either arranged in the same direction (whereby a push-pull filter can be realized can) or are arranged in opposite directions, creating a common mode filter.
Die vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen flexiblen Flachleiters kommen besonders dann zum Tragen, wenn er in einem Netzteil mit einer primärseitigen Steckverbindung und einer sekundärseitigen Steckverbindung zwischen der sekundärseitigen Steckverbindung und dem eigentlichen Netzteil als Ausgangsleitung eingesetzt wird. Ein derartiges Netzteil bietet einerseits den Vorteil, dass der Platzbedarf für die Filterstrukturen im Steckernetzgerät drastisch reduziert werden kann, und dass andererseits auch die Systemkosten im Verbraucher, also dem mobilen Endgerät, gesenkt werden können, weil ein Eingangsfilter vermieden werden kann. Weiterhin kann in sehr platzsparender und kostengünstiger Art und Weise die Funktionalität des Ausgangsfilters an die Bedürfnisse des Netzteils angepasst werden.The advantageous properties of the flexible flat conductor according to the invention come especially when used in a power supply with a primary-side connector and a secondary side connector between the secondary side Plug connection and the actual power supply is used as output line. One Such a power supply on the one hand has the advantage that the space required for the filter structures in the power supply can be drastically reduced, and on the other hand, too the system costs in the consumer, so the mobile terminal, can be lowered because an input filter can be avoided. Furthermore, in very space-saving and cost-effective manner, the functionality of the output filter to the needs of the power supply.
Das erfindungsgemäße Netzteil kann außerdem mit einer Aufwickelvorrichtung ausgestattet werden, um den flexiblen Flachleiter beispielsweise für den Transport oder zum Verkürzen des Ausgangskabels zumindest teilweise aufzurollen.The power supply according to the invention can also be equipped with a take-up device be used to the flexible flat conductor, for example, for transport or At least partially unrolling the output cable.
Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten vorteilhaften Ausgestaltungen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Ähnliche oder korrespondierende Einzelheiten des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
- Figur 1
- eine perspektivische Darstellung eines Steckernetzteils nach dem Stand der Technik;
Figur 2- ein Schaltbild einer sekundärseitigen Filteranordnung;
Figur 3- eine weitere sekundärseitige Filterstruktur;
- Figur 4
- einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen flexiblen Flachleiter;
- Figur 5
- eine schematische Darstellung des flexiblen Flachleiters aus Figur 4 in der Draufsicht;
- Figur 6
- eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen flexiblen Flachleiter gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Figur 7
- eine schematische Darstellung einer einzelnen Mäanderstruktur aus Figur 6;
- Figur 8
- eine schematische Darstellung eines flexiblen Flachleiters gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform;
- Figur 9
- eine schematische Darstellung eines flexiblen Flachleiters gemäß einer dritten vorteilhaften Ausführungsform;
Figur 10- eine schematische Darstellung eines flexiblen Flachleiters gemäß einer vierten vorteilhaften Ausführungsform;
- Figur 11
- ein elektrisches Ersatzschaltbild der Anordnung nach Figur 10;
- Figur 12
- eine generische Stufe des Ersatzschaltbilds nach Figur 11;
- Figur 13
- eine Übertragungsfunktion für
10, 20 oder 30 Stufen aus Figur 12;ein Filter mit - Figur 14
- ein elektrisches Ersatzschaltbild der Anordnung aus Figur 5;
- Figur 15
- ein elektrisches Ersatzschaltbild eines RCLC-Filters;
- Figur 16
- die Übertragungsfunktionen der Filterstrukturen aus den Figuren 14 und 15;
- Figur 17
- verschiedene Übertragungsfunktionen der Struktur aus Figur 15;
- Figur 18
- einen flexiblen Flachleiter gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- Figur 19
- das elektrische Ersatzschaltbild der Struktur aus Figur 18;
Figur 20- eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen flexiblen Flachleiters;
- Figur 21
- das Ersatzschaltbild der Anordnung aus Figur 20;
- Figur 22
- die perspektivische Darstellung eines Netzteils mit einem erfindungsgemäßen flexiblen Flachleiter.
- FIG. 1
- a perspective view of a plug-in power supply according to the prior art;
- FIG. 2
- a circuit diagram of a secondary-side filter assembly;
- FIG. 3
- another secondary-side filter structure;
- FIG. 4
- a cross section through the flexible flat conductor according to the invention;
- FIG. 5
- a schematic representation of the flexible flat conductor of Figure 4 in plan view;
- FIG. 6
- a plan view of the flexible flat conductor according to the invention according to a first embodiment;
- FIG. 7
- a schematic representation of a single meander structure of Figure 6;
- FIG. 8
- a schematic representation of a flexible flat conductor according to a second advantageous embodiment;
- FIG. 9
- a schematic representation of a flexible flat conductor according to a third advantageous embodiment;
- FIG. 10
- a schematic representation of a flexible flat conductor according to a fourth advantageous embodiment;
- FIG. 11
- an electrical equivalent circuit diagram of the arrangement of Figure 10;
- FIG. 12
- a generic stage of the equivalent circuit of Figure 11;
- FIG. 13
- a transfer function for a 10, 20 or 30-stage filter of Fig. 12;
- FIG. 14
- an electrical equivalent circuit diagram of the arrangement of Figure 5;
- FIG. 15
- an electrical equivalent circuit diagram of an RCLC filter;
- FIG. 16
- the transfer functions of the filter structures of Figures 14 and 15;
- FIG. 17
- various transfer functions of the structure of Fig. 15;
- FIG. 18
- a flexible flat conductor according to another embodiment;
- FIG. 19
- the electrical equivalent circuit diagram of the structure of Figure 18;
- FIG. 20
- a further advantageous embodiment of the flexible flat conductor according to the invention;
- FIG. 21
- the equivalent circuit of the arrangement of Figure 20;
- FIG. 22
- the perspective view of a power supply with a flexible flat conductor according to the invention.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen flexiblen Flachleiter 100.
Der flexible Flachleiter 100 weist zwei elektrisch leitende Schichten 102 und 104 auf, die
von einer elektrisch isolierenden Umhüllung 106 umgeben sind. Erfindungsgemäß sind,
um die Funktion eines Filters in den flexiblen Flachleiter 100 zu integrieren, die beiden
elektrisch leitenden Schichten 102, 104, die beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium
bestehen können, durch ein Dielektrikum 108 voneinander getrennt. Dabei entsteht zunächst
ohne weitere Strukturierungen der metallischen Schichten 102 und 104 eine Kapazität
zwischen den Leitern, die sich nach der folgenden Gleichung [1] berechnet.
Als Dielektrikum wird vorzugsweise ein flexibles keramisches Dielektrikum mit einer Dielektrizitätskonstanten
von εr = 100 bis 5000 zwischen die beiden Lagen der metallischen
Leiter 102, 104 eingebettet und mit zwei äußeren Isolationsfolien 106 zusammenlaminiert.As a dielectric, a flexible ceramic dielectric with a dielectric constant of ε r = 100 to 5000 is preferably embedded between the two layers of the
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann eine erfindungsgemäße Ausgangsleitung zwei Meter Gesamtlänge und einen Querschnitt von 2 x 0,25 mm2 aufweisen. Die geometrischen und elektrischen Parameter können beispielsweise die folgenden Werte annehmen: Breite der Kupferfolie 7 mm, Dicke der Kupferfolie 35 µm, Dicke der dielektrischen Schicht 5 µm, relative Dielektrizitätskonstante εr = 1000 und Dicke der Isolationsfolie 25 µm.According to an advantageous embodiment, an output line according to the invention may have two meters total length and a cross-section of 2 x 0.25 mm 2 . The geometric and electrical parameters can, for example, assume the following values: width of the copper foil 7 mm, thickness of the copper foil 35 μm, thickness of the dielectric layer 5 μm, relative dielectric constant ε r = 1000 and thickness of the insulating foil 25 μm.
Um eine gleichmäßige Laminierung der äußeren Isolationslagen 106 zu erreichen, ergibt
sich als resultierende Gesamtbreite der Leitung 100 ein Wert von 7,5 mm bei einer Dicke
von nur 0,125 mm. Diese Abmessungen eignen sich besonders für eine platzsparende
Aufwicklung bei Einsatz des flexiblen Flachleiters 100 in einem Netzteil, wie es in Figur
22 dargestellt ist. Der Platzbedarf gegenüber einer herkömmlichen Rundleitung (wie beispielsweise
in Figur 1 gezeigt) ist um 22 % verringert.In order to achieve a uniform lamination of the outer insulating
Mit den oben genannten Beispielwerten der Parameter ergibt sich eine resultierende Gesamtkapazität
zwischen den beiden Leitern 102 und 104 von ca. 25 µF. Bei Schaltnetzteilen
mit einer Schaltfrequenz von beispielsweise 100 kHz reicht dieser Wert aus, um
eine ausreichende Siebung der Ausgangsspannung zu erhalten. Weiterhin verfügt das
keramische Dielektrikum 108 über bessere Hochfrequenzeigenschaften, insbesondere
über einen geringeren Serienersatzwiderstand (Low Equivalent Series Resistance, ESR)
als ein vergleichbarer Elektrolytkondensator, so dass trotz der vergleichsweise geringen
Kapazität ein ausreichend niedriger Spannungs-Ripple am Ende der Leitung erreicht
wird. Zudem ergibt sich durch die flächige Verteilung der Kapazität über die gesamte
Oberfläche der Leitung in Verbindung mit dem sehr guten Wärmeübergang durch die
Kupferelektroden eine geringe Eigenerwärmung des flexiblen Flachleiters 100 auch bei
hohen Strömen durch das Dielektrikum.With the above example values of the parameters, a resulting total capacity results
between the two
Erfindungsgemäß wird die erste der beiden elektrisch leitenden Schichten 102 so strukturiert,
dass eine Mäanderstruktur ausgebildet wird, wie sie in Figur 6 dargestellt ist. Gemäß
der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bleibt die gegenüberliegende
Kupferfolie 104 unstrukturiert. Dadurch wird eine zu dem Kondensator parallel
liegende Induktivität, deren Wert sich näherungsweise aus der Formel für eine flache
quadratische Spule mit einer Windung berechnen lässt, ausgebildet.According to the invention, the first of the two electrically
Erfindungsgemäß werden dabei einzelne Mäanderelemente 110 in der Ebene des flexiblen
Flachleiters seriell aneinandergereiht, um die erforderliche Induktivität herzustellen.According to the invention, individual
Bei der in Figur 6 dargestellten Mäanderstruktur, die aus einer seriellen Aneinanderreihung
von Mäanderelementen 110 besteht, die jeweils durch flächenmäßig relativ kleine
Aussparungen 109, 111 gebildet sind, kann die für ein integriertes Filter benötigte Induktivität
auf elegante Weise nur innerhalb der Ebene des flexiblen Flachleiters hergestellt
werden, ohne beispielsweise eine Faltung, wie in der JP 06-139831 gezeigt, zu benötigen.
Auf diese Weise kann, falls erforderlich, die gesamte Länge des flexiblen Flachleiters
für die entsprechende Induktivität mit Mäanderelementen 110 versehen werden.
Dies ist allerdings nicht zwingend erforderlich, sondern hängt von den jeweils benötigten
Parametem ab.In the meandering structure shown in FIG. 6, which consists of a serial arrangement
of
Mit Bezug auf Figur 7 soll nunmehr näherungsweise die erreichte Induktivität berechnet
werden. Dabei wird von der Annahme ausgegangen, dass sich die Induktivität des in
Figur 7 dargestellten einzelnen Mäanderelementes 110 durch die Grundgeometrie einer
flachen quadratischen Spule mit nur einer Windung, die einen Windungsdurchmesser a
und eine Leiterbahnbreite w aufweist. Die Induktivität L eines solchen Mäanderelements
110 lässt sich dann nach der folgenden Gleichung [2] berechnen zu:
With reference to FIG. 7, now approximately the inductance achieved is to be calculated. In this case, it is assumed that the inductance of the
Das einzelne Mäanderelement 110 der Figur 7 zeichnet sich dadurch aus, dass es durch
einen vergleichsweise kleinen Schlitz 109 in dem elektrisch leitenden Material der Leiterbahn
102 gebildet ist. Zwischen den einzelnen Mäanderelementen 110 sind Schlitze
111, die in der gezeigten Ausführungsform dieselben Abmessungen aufweisen wie die
Schlitze 109, angeordnet. So kann beispielsweise der Schlitz eine Länge von etwa 3,5
mm und eine Breite von nur 0,2 mm aufweisen. Bei einer Kantenlänge a von 7 mm beträgt
somit die übrig bleibende Leiterbahnbreite w 3,4 mm. Setzt man diese beiden Werte
in die Gleichung [2] ein, so hat ein einzelnes Mäanderelement 110 mit den genannten
Abmessungen eine Induktivität von etwa 9 nH. Die Dicke t der Metallisierung wurde für
diese Berechnung zu 35 µm angenommen.The
Eine Aneinanderreihung von Mäanderelementen 110 auf die gesamte Länge des flexiblen
Flachleiters von zwei Metern würde damit zu einer Induktivität von 2,5 µH führen.
Dabei erhöht sich aufgrund der speziellen Geometrie der Mäanderelemente der Gleichstromwiderstand
mit ca. 1,4 % nur unwesentlich.A juxtaposition of
Figur 8 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unterbricht
man nämlich das Dielektrikum 108 durch einen quer zur Längsachse des flexiblen
Flachleiters angeordneten Schlitz 112, ergeben sich zwei Teilbereiche A1 und A2
(zur besseren Übersichtlichkeit ist die strukturierte Schicht 102 abgehoben dargestellt).
Als äquivalente Schaltung der Struktur in Figur 8 ergibt sicht das Π-Filter der Figur 2.FIG. 8 shows a further advantageous embodiment of the present invention. Interrupts
namely, the dielectric 108 through a transverse to the longitudinal axis of the flexible
Flat conductor arranged
Durch Verschiebung des Schlitzes 112 entlang der Längsabmessung des flexiblen
Flachleiters 100 bei einer konstanten Induktivität kann eine beliebige Aufteilung der Gesamtkapazität
erreicht werden. Bei den oben genannten Dimensionen steht jeder Millimeter
an Länge für eine Kapazität von ca. 10 nF. Aufgrund der Herstellungstoleranzen
sollte die Minimaldimension einer der Dielektrikumsflächen A1, A2 aber nicht weniger als
ca. 1 mm betragen.By shifting the
Als Filterkondensator bei mobilen Telekommunikationsgeräten, wie Mobiltelefonen, ist
am Leitungsende eine kleine Kapazität besonders erwünscht, um eine Einkopplung des
Trägers im Megahertzfrequenzbereich zu verhindern. Dies lässt sich durch einen zusätzlichen
in Richtung der Längsachse des flexiblen Flachleiters verlaufenden Schlitz 114 im
Dielektrikum 108 erreichen. Diese weitere Ausführungsform ist schematisch in Figur 9
dargestellt. Dabei ergeben sich zwei Einzelkondensatoren mit halber Kapazität, durch
die Flächen A3 und A4 symbolisiert, die über die Rückseitenmetallisierung 104 in Reihe
geschaltet sind. Somit ergibt sich eine resultierende Kapazität von ca. 2,5 nF. Ordnet
man den Querschnitt 114 unsymmetrisch an, so dass beispielsweise die Fläche A3
gleich 1/6 A4 ausmacht, so ergibt sich aus Gleichung [3] als resultierende Kapazität:
As a filter capacitor in mobile telecommunications equipment, such as mobile phones, a small capacity is particularly desirable at the cable end to prevent coupling of the carrier in the megahertz frequency range. This can be achieved by an
Eine minimale Kapazität im Rahmen der heute üblichen Design-Rules ergibt sich, wenn
man mehrere Querschlitze 114 so breit macht, dass nur noch drei Dielektrikumsflächen
von 1 mm x 1 mm zurückbleiben. Damit ergibt sich in der Reihenschaltung eine Gesamtkapazität
von ca. 100 pF.A minimal capacity within the today usual design rules arises, if
one makes several
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht hierbei darin, dass sich diese Kapazität sehr nahe an dem Verbraucher befindet und dass damit Störfrequenzen, die sich über eine herkömmliche Leitung einkoppeln, weitaus effektiver unterdrückt werden. Damit kann gegebenenfalls im Verbraucher auf eine zusätzliche Filterung verzichtet werden, und der Verbraucher kann einfacher und kostengünstiger hergestellt werden.A significant advantage of the present invention is that this Capacitance is located very close to the consumer and that thus interference frequencies, the be coupled via a conventional line, be suppressed much more effectively. This can optionally be dispensed with an additional filtering in the consumer and consumers can be made easier and cheaper.
Über die Wahl verschiedener Längs- und Querstreifen 112, 114 kann man im Rahmen
der maximalen Kapazitäten und Induktivitäten liegende beliebiger Filterkombinationen
erzeugen. Auch mehrstufige Filter sind damit möglich.About the choice of different longitudinal and
Figur 10 zeigt einen flexiblen Flachleiter 100, in den ein derartiges mehrstufiges Filter
integriert ist. Das zugehörige elektrische Ersatzschaltbild ist in Figur 11 dargestellt.FIG. 10 shows a flexible
Zur Verdeutlichung der vielfältigen Möglichkeiten bei der Auslegung der Filtercharakteristik wird das Filter der Figur 11 in entsprechende generische Stufen zerlegt. Pro Stufe wird eine Längsinduktivität von 9 nH mit einem Ohmschen Widerstand von ca. 100 mΩ und eine Querkapazität Ci von 85 nF angenommen. Die Figur 12 zeigt schematisch die generische Stufe "i".To illustrate the many possibilities in the design of the filter characteristic For example, the filter of Figure 11 is decomposed into corresponding generic stages. Per level becomes a longitudinal inductance of 9 nH with an ohmic resistance of approx. 100 mΩ and assumed a lateral capacitance Ci of 85 nF. FIG. 12 schematically shows the generic level "i".
In Figur 13 sind die Übertragungsfunktionen für flexible Flachleiter mit 10, 20 und 30 Stufen
dargestellt. Dabei bezeichnet die Bezugsziffer 116 die Kurve für 10 aneinandergereihte
generische Stufen nach Figur 12, die Kurve 118 die Übertragungsfunktion für 20
Stufen und die Kurve 120 die Übertragungsfunktion für 30 Stufen. Wie aus Figur 13 erkennbar,
bleibt bei einer Erhöhung der Stufenzahl die Grenzfrequenz konstant, lediglich
die Filtersteilheit wird größer. In einem Frequenzbereich von weniger als 100 kHz ist die
Filterwirkung eher gering. FIG. 13 shows the transfer functions for flexible flat conductors with 10, 20 and 30 stages
shown.
Wenn der flexible Flachleiter keine Mäanderstruktur in der elektrisch leitenden Schicht
102, 104 aufweist, das heißt, wenn die Induktivität vernachlässigbar ist, ist nur die Kapazität
wirksam und es entsteht ein einfaches RC-Filter wie in Figur 14 gezeigt. Die gesamte
erreichbare Kapazität auf eine Länger von 2 m beträgt C1 = 25 µF.When the flexible flat conductor does not have a meandering structure in the electrically
Um die Hochfrequenzeigenschaften zu verbessern, kann an diese Anordnung ein weiterer
LC-Kreis nachgeschaltet werden, indem der flexible Flachleiter nur in unmittelbarer
Nähe des Verbrauchers strukturiert wird. Damit entsteht das in Figur 15 als Ersatzschaltbild
dargestellte RCLC-Filter. Die Übertragungsfunktionen der Filterstrukturen aus Figur
14 und Figur 15 sind in Figur 16 in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt. Dabei
bezeichnet die Kurve 122 die Übertragungsfunktion des einfachen RC-Filters aus Figur
14 und die Kurve 124 die Übertragungsfunktion des RCLC-Filters gemäß Figur 15. Wie
man an der Kurve 124 erkennt, tritt beim RCLC-Filter eine Resonanz bei etwa 5,5 MHz
auf. Dies ist die Resonanzfrequenz des LC-Kreises. Ab etwa 8 MHz wird die Dämpfung
besser als beim einfachen RC-Filter. Durch eine Variation der Werte für das LC-Filter
kann die Grenzfrequenz (und damit die Hochfrequenzdämpfungseigenschaften) beeinflusst
werden.In order to improve the high frequency characteristics, this arrangement can have another
LC circuit can be followed by the flexible flat conductor only in the immediate
Structured near the consumer. This results in the figure 15 as an equivalent circuit diagram
illustrated RCLC filters. The transfer functions of the filter structures of FIG
FIG. 14 and FIG. 15 are shown in FIG. 16 as a function of the frequency. there
the
Figur 17 stellt verschiedene Übertragungsfunktionen des Filters aus Figur 15 bei einer
Variation der Werte für die Kapazität C2 dar. Dabei wurde der Wert der Kapazität C2 im
Bereich von 50 nF bis 200 nF in 50 nF-Schritten geändert. Die Grenzfrequenz sinkt bei
steigendem Wert von C2. Auf analoge Weise kann dies durch eine Variation der Induktivität
L1 erreicht werden. In der Figur 17 bezeichnet die Kurve 126 die Übertragungsfunktion
für C2 = 50 nF, die Kurve 128 die Übertragungsfunktion für C2 = 100 nF, die Kurve
130 entspricht C2 = 150 nF und die Kurve 132 einem Wert von C2 = 200 nF.FIG. 17 illustrates various transfer functions of the filter of FIG
Variation of the values for the capacitance C2. Here, the value of the capacitance C2 in
Range changed from 50 nF to 200 nF in 50 nF increments. The cutoff frequency drops
increasing value of C2. In an analogous way, this can be achieved by a variation of the inductance
L1 can be achieved. In Fig. 17, the
Eine weitere Erhöhung der Induktivität kann man erhalten, indem man beide Leiterflächen 102, 104 auf der Ober- und Unterseite des Dielektrikums 108 mäanderförmig strukturiert. Damit kann man bei völliger Ausnützung der Länge die Induktivität nochmals verdoppeln.A further increase in inductance can be obtained by adding both conductor surfaces 102, 104 are meandered on the top and bottom of the dielectric 108. So you can double the inductance with full utilization of the length again.
Man erhält auf der entsprechenden Länge ein Gegentaktfilter (auch als Differential Mode
Filter bezeichnet), wie dies in Figur 18 dargestellt ist, bei dem mit den oben genannten
Parametem eine effektive Kapazität von bis zu 22 µF und eine effektive Induktivität von
bis zu 7 µH erreicht werden können. Diese Auslegung ergibt sich, wenn man die beiden
Leiterflächen deckungsgleich, das heißt mit gleichsinnig angeordneten Mäanderelementen
110 strukturiert.You get on the appropriate length a push-pull filter (also called differential mode
Filter designated), as shown in Figure 18, in which with the above
It has an effective capacitance of up to 22 μF and an effective inductance of
up to 7 μH can be achieved. This interpretation arises when one considers the two
Conductor surfaces congruent, that is, with the same direction arranged
Das der Anordnung aus Figur 18 entsprechende Ersatzschaltbild ist in Figur 19 dargestellt.The equivalent circuit diagram corresponding to the arrangement of FIG. 18 is shown in FIG.
Orientiert man dagegen die beiden Leiterflächen 102, 104, wie in Figur 20 dargestellt,
spiegelverkehrt, so dass die Mäanderelemente 110 jeweils gegensinnig angeordnet sind,
erhält man ein Gleichtaktfilter (Common Mode Filter), dessen Ersatzschaltbild in Figur 21
dargestellt ist. Damit können gleichsinnige Störungen durch die gegensinnigen Felder
der beiden Induktivitäten auf der Ober- und Unterseite ausgelöscht werden.On the other hand, if the two
In besonders vorteilhafter Weise kann der erfindungsgemäße flexible Flachleiter für ein
Netzgerät, wie in Figur 22 dargestellt, eingesetzt werden. Dabei wird der flexible Flachleiter
als Ausgangsleitung 203 eingesetzt, welche die Verbindung zwischen dem eigentlichen
Netzteil 201 und einem Ausgangsstecker 202 herstellt. Der Ausgangsstecker 202
kann, wie in Figur 22 angedeutet, mit einer Vielzahl verschiedener Verbraucher 205 (beispielsweise
Mobiltelefonen, PDAs, CD/DVD/MD/MP3-Abspielgeräten und dergleichen)
verbunden werden, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen. Das Netzteil 201
weist in der gezeigten Ausführungsform eine Aufwickelvorrichtung 204 auf, die beispielsweise
ähnlich wie in der japanischen Offenlegungsschrift JP 2001/128350 A gezeigt,
aufgebaut sein kann. Die Abdeckung des Netzteils 201 ist in der Figur 22 nur gestrichelt
dargestellt, um die Übersichtlichkeit nicht zu gefährden.In a particularly advantageous manner, the inventive flexible flat conductor for a
Power supply, as shown in Figure 22, are used. This is the flexible flat conductor
used as output line 203, which is the connection between the
Mit dem erfindungsgemäßen flexiblen Flachleiter als Ausgangsleitung 203 lassen sich
innerhalb der vorgegebenen Geometrie dieser Ausgangsleitung die verschiedensten Filteranordnungen
realisieren. Dabei ergibt sich für das Netzteil 201 neben den reduzierten
Abmessungen der Leitungsanordnung vor allem eine Platz- und Kostenreduzierung in
der Stromversorgung. Aber auch in einem hier nicht dargestellten mit dem Stecker 202
zu verbindenden Endgerät können Platz und Kosten reduziert werden, da auf ein
separates Eingangsfilter verzichtet werden kann. Durch die planare Struktur des flexiblen
Flachleiters gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben sich geringe Toleranzabweichungen
bei hoher Reproduzierbarkeit und erleichterter Herstellbarkeit. Das heißt, die
Filterstrukturen können mit einem hohen Reproduktionsgrad gebildet werden.With the flexible flat conductor according to the invention as the output line 203 can be
within the given geometry of this output line the most diverse filter arrangements
realize. This results in the
Schließlich erlaubt die erfindungsgemäße Lösung die Verwendung umweltverträglicher Materialien ohne zusätzliche Weichmacher.Finally, the solution according to the invention allows the use of environmentally friendly Materials without additional plasticizers.
Claims (11)
wobei die elektrisch leitenden Schichten (102, 104) durch mindestens eine zwischen ihnen angeordnete dielektrische Schicht (108) voneinander elektrisch isoliert sind,
wobei mindestens eine erste (102) der elektrisch leitenden Schichten in mindestens einem Teilbereich durch Aussparungen (109, 111) so strukturiert ist, dass eine Vielzahl von Mäanderelementen (110) gebildet ist,
wobei die Mäanderelemente (110) in einer durch den Flachleiter (100) definierten Ebene seriell aneinandergereiht sind, um eine Filterstruktur auszubilden.Flexible flat conductor having at least two electrically conductive layers (102, 104) which are at least partially surrounded by an electrically insulating sheath (106),
wherein the electrically conductive layers (102, 104) are electrically insulated from one another by at least one dielectric layer (108) arranged between them,
wherein at least a first (102) of the electrically conductive layers is structured in at least one subregion by recesses (109, 111) such that a plurality of meandering elements (110) is formed,
wherein the meandering elements (110) are serially connected in a plane defined by the flat conductor (100) to form a filter structure.
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