專利名稱：饋電線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種饋電線結(jié)構(gòu)，用于給汽車電組件提供電能和傳遞上述電組件中的至少幾個之間的信息，其中饋電線特別設(shè)置在具有至少一個星形點的星形結(jié)構(gòu)中。
背景技術(shù)：
在沒有公開的本申請人的德國專利申請101 42 410.8中描述了這種饋電線結(jié)構(gòu)。
這種類型的饋電線結(jié)構(gòu)不僅用于不同電組件之間如車門控制裝置和座椅控制裝置之間的通訊，而且用于給組件提供電能。這稱為“輸電通訊”。對此，已證明適合的是，這樣改變現(xiàn)有技術(shù)中的電纜線束，使得饋電線設(shè)置在具有至少一個星形結(jié)構(gòu)的星形點的星形結(jié)構(gòu)中。有利的是在公知饋電線中使用所謂的“雙扭”導(dǎo)線給組件提供電能。之后，出現(xiàn)了絞合雙扭線和導(dǎo)線，用于改善抗干擾性并根據(jù)其絞合度產(chǎn)生不同的特性阻抗。由于導(dǎo)線系統(tǒng)內(nèi)的星形點可以看作電阻的并聯(lián)，因此會降低星形點的阻抗，這會導(dǎo)致在饋電線分支上星形點方向星形點上傳播波的不希望的反射。但其影響可以通過在星形點區(qū)域?qū)Ь€分支的連接抑制，德國專利申請101 42 410.8中進行了介紹。

發(fā)明內(nèi)容
上述饋電線結(jié)構(gòu)的另一問題是高電流傳輸。如果采用上述的“雙扭”導(dǎo)線，被限定的導(dǎo)線橫截面由于實際的絞合性會限制傳輸?shù)碾娏鲝姸?。另外，制造具有大橫截面的“雙扭”導(dǎo)線是很昂貴的。
本發(fā)明的目的是提供一種可以傳輸大電流的饋電線結(jié)構(gòu)。
該目的是由這樣的本發(fā)明所述饋電線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，即至少饋電線的一部分包括多根外導(dǎo)線圍住中心導(dǎo)線的同軸結(jié)構(gòu)。
為了給各高電流耗電器提供電能或給中心分配節(jié)點即饋電線內(nèi)的星形點提供電能，本發(fā)明建議采用導(dǎo)線的同軸結(jié)構(gòu)，以形成饋電線的相關(guān)部分。這樣，可以增大導(dǎo)線的橫截面，傳輸較高的電流如10A以上提供電能，這通過“雙扭”導(dǎo)線是不可能的，因為采用扭絞導(dǎo)線得到所需要的導(dǎo)線橫截面是不經(jīng)濟的。
通過采用多根外導(dǎo)線圍繞中心導(dǎo)線的同軸結(jié)構(gòu)例如借助中心保險盒還可以實現(xiàn)選擇性。而對于“雙扭”導(dǎo)線需要多根，而且必須將它們捆起來布置，這樣其費用是很高的。
本發(fā)明建議的結(jié)構(gòu)包括特別是橫截面相等的多根外導(dǎo)線和一根中心導(dǎo)線即所謂的導(dǎo)引線，其中外導(dǎo)線圍住中心導(dǎo)線設(shè)置或繞中心導(dǎo)線卷繞。也可以想到，導(dǎo)引線的橫截面大于外導(dǎo)線的橫截面。為了形成近似于經(jīng)編織或卷制絞線的導(dǎo)引線可以采用多根。有利的是，一根中心導(dǎo)線圍繞5-10根特別是5-8根外導(dǎo)線，特別是6根外導(dǎo)線。優(yōu)選的是導(dǎo)線的橫截面為2-3mm2，特別優(yōu)選約為2.5mm2。
在本發(fā)明的一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，外導(dǎo)線借助電容彼此通過高頻技術(shù)短路，即優(yōu)選在其兩端。由此，對于高頻數(shù)據(jù)信號，所得到的饋電線結(jié)構(gòu)類似于同軸導(dǎo)線。
由于一般在同軸結(jié)構(gòu)中的中心導(dǎo)線或?qū)б€的橫截面比外導(dǎo)線的總橫截面要小，有利的是在傳輸大電流時，可以通過車身反饋直流部分。對此，有利的是，中心導(dǎo)線優(yōu)選在其兩端與車身連接。
但這樣可能會經(jīng)車身產(chǎn)生不利的共模電流。對此，優(yōu)選通過在外導(dǎo)線和中心導(dǎo)線之間使用感應(yīng)耦合進行抵消。由此，使用具有鐵氧體的或由鐵氧體制成的環(huán)形芯件，它簡單地經(jīng)饋電線的相關(guān)部分移動，使得饋電線穿過環(huán)形芯件。這樣形成“共模線圈(Comnon-mode-Spule)”。為了進一步提高用于共模電流的阻抗，可以使得導(dǎo)線的同軸結(jié)構(gòu)繞過環(huán)形芯件一圈或多圈，饋電線穿過或圍繞環(huán)形芯件形成一條或多條回線。
可得到其導(dǎo)線同軸結(jié)構(gòu)的特性阻抗為35-50歐姆，特別為40歐姆。
通過本發(fā)明的饋電線結(jié)構(gòu)，特別適合的是，對于5m長的導(dǎo)線在100-250MHz頻率范圍的傳輸特性為-1.4dB至-4.4dB，特別是在-1.9dB至-3.7dB，這可以傳輸大電流。
為了抑制從中心導(dǎo)線傳輸?shù)杰嚿淼幕驈耐鈱?dǎo)線傳輸?shù)脚c特別是“雙扭”導(dǎo)線其它分支的共模電流，可以采用具有鐵氧體材料的環(huán)形芯件作為“共模線圈”。


從參照附圖下面描述的本發(fā)明實施例中可以獲得本發(fā)明的其它特征、實用性和優(yōu)點。所有描述或示出的特征本身或其組合構(gòu)成本發(fā)明的技術(shù)主題，它不受權(quán)利要求及其引用關(guān)系的概括限制，并不受說明書或附圖中的具體實施方式
或示出的內(nèi)容限制，其中圖1示出了饋電線的導(dǎo)線同軸結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2示出了通過高頻技術(shù)短路的外導(dǎo)線的示意圖；圖3示出了采用環(huán)形芯件作為共模線圈的示意圖；圖4示出了本發(fā)明導(dǎo)線部分與金屬板(車身)連接的示意圖；圖5示出了具有共模線圈圖4的布置的等效電路圖；圖6示出了具有或沒有共模線圈的本發(fā)明饋電線的傳輸特性；圖7示出了本發(fā)明5m長的饋電線傳輸特性(通過測量技術(shù)和近似獲得)。
具體實施例方式
圖1示出了本發(fā)明7股同軸導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的截面圖，每一股導(dǎo)線的橫截面積相同均為2.5mm2，其中6股外導(dǎo)線4圍繞中心導(dǎo)線或中心導(dǎo)引線2設(shè)置。尺寸d為1.78mm，尺寸D為6.8mm。在這種導(dǎo)線結(jié)構(gòu)用于汽車電組件饋電線或在至少幾個電組件之間傳遞信息時，外導(dǎo)線4接正極，而中心導(dǎo)線2接負極。6股外導(dǎo)線可以由例如發(fā)動機艙中的中心保險盒分別保險。本發(fā)明饋電線的另一端與例如汽車后座下面的另一中心點的分線箱連接。其中心點形成供電線路的星形匯接點。
參見示意圖2，優(yōu)選在同軸導(dǎo)線結(jié)構(gòu)兩端的外導(dǎo)線4借助電容6通過高頻技術(shù)短路，使得用于形成高頻數(shù)據(jù)信號饋電線的本發(fā)明結(jié)構(gòu)與同軸導(dǎo)線類似。
特別是在傳導(dǎo)大電流時會產(chǎn)生直流電部分反饋問題。如上所述，表明對于大電流經(jīng)車身反饋直流電部分是有利的。對此，本發(fā)明結(jié)構(gòu)中心導(dǎo)線或?qū)б€2的兩端還要與車身(未示出)連接。然而，這會引起經(jīng)車身產(chǎn)生共模電流。如上所述，采用具有鐵氧體材料或由鐵氧體材料制成的環(huán)形芯件8進行抵消。這種環(huán)形芯件8如圖3a所示，其中同樣示意示出了通過電流I1的外導(dǎo)線4和通過電流I2的的中心導(dǎo)線2。環(huán)形芯件8簡單地經(jīng)導(dǎo)線2、4的同軸結(jié)構(gòu)移動，使得同軸結(jié)構(gòu)或本發(fā)明構(gòu)成的被觀察饋電線部分穿過環(huán)形芯件8。
為了提高直流電部分的阻抗，可想到的和優(yōu)選的是，可看到的饋電線呈環(huán)繞形地一次或多次地穿過環(huán)形芯件8的橫截面，如圖3b示意性地所示。
為了便于理解環(huán)形芯件8即共模的線圈耦合的作用，參見圖4，它示意性地示出了本發(fā)明饋電線10部分與振蕩器UQ和車身金屬板12的連接。圖5示出了等效電路圖。
在饋電線10的一側(cè)連接振蕩器UQ，在饋電線10另一側(cè)，在外導(dǎo)線4和中心導(dǎo)線2之間設(shè)置一負載電阻Z負載。如果內(nèi)導(dǎo)線即中心導(dǎo)線2上的電極還與金屬板12連接，因此會產(chǎn)生對所形成的同軸導(dǎo)線即外導(dǎo)線4的屏蔽和金屬板12連接在不同電極上，這是不利的。由于寄生電容作用，它用圖5的等效電路中在屏蔽和金屬板12之間的Cp表示，形成電流回路并流有共模電流。如果在饋電線10的振蕩器側(cè)增加一鐵氧體材料制成的環(huán)形芯件8，如上所述，因此可以繼續(xù)抑制其共模電流，這是由于由環(huán)形芯件8形成的共模線圈的阻抗明顯降低了其電流回路的初始阻抗的原故。為了便于理解，省去了高頻附件。假設(shè)圖5的等效電路，線路長度比波長要“短”。等效電路通過使用不連續(xù)的器件構(gòu)成。
圖6a和6b示出了使用3m長的饋電線觀察到的測量結(jié)果。圖6a為對于具有或通過環(huán)形鐵氧體芯件沒有電感耦合進行的測量。
由此，可以看出使用環(huán)形芯件的明顯優(yōu)點。
圖6b中的曲線圖示出了對于與金屬板12不同連接進行的測量結(jié)果。首先通過與金屬板12分離對饋電線10本身進行測量。此外，還示出了振蕩器側(cè)和負載側(cè)的饋電線10的中心導(dǎo)線2與金屬板的連接狀態(tài)。它示出了Cp→∞的特殊情況或電容Cp的旁路情況。對此，通過上述的車身作為直流通路使用。最后，示出了將金屬板12連接到振蕩器側(cè)進行直接對比的情況。對此，在整個測量中在饋電線10的振蕩器側(cè)使用環(huán)形芯件(共模的線圈)。通過測量結(jié)果可以看出，各曲線彼此之差約為2dB。由此，附加直流通路通過車身實現(xiàn)，這樣不會對供電線路中的饋電線部分10的傳輸特性產(chǎn)生負作用。
關(guān)于特性阻抗為了計算同軸導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的特性阻抗，采用下列公式
其中εr，絕緣為絕緣材料的介電常數(shù)。D和d如圖1所示。
薄殼或同軸導(dǎo)線的屏蔽在整個圓周上距導(dǎo)引線的距離不相等，在公式1中其中的D取平均直徑。
采用PVC絕緣的銅導(dǎo)線，其橫截面為2.5mm2，根據(jù)圖1給出的例子，具有一根導(dǎo)引線和6根圍繞導(dǎo)線，由公式1計算出的特性阻抗為ZL，計算＝42.99Ω其中d＝1.78mm，D＝6.8mm通過測量而得到的特性阻抗為ZL，測量≈40Ω由此可知，上述公式是可信的。
關(guān)于衰減量根據(jù)同軸導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的關(guān)系，其衰減量可以通過同軸導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線損耗αL的下列公式近似αL=μ0·μr.Lener·ρπ·1+Dd2·D·ZL·f]]>介電損失的衰減量αD可以類似于上述方法通過下列公式近似 關(guān)于分布電容量同軸導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的分布電容量C’可以通過下列公式近似 為了檢驗上述的陳述，對由具有相同橫截面為2.5mm2的7根導(dǎo)線組成的長度為5m的同軸導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的傳輸特性作了驗證并通過上述近似公式近似。其介電常數(shù)εr在這里取εr＝ 3.5，損失系數(shù)tanδ取tanδ＝15·10-3。根據(jù)公式1近似得到特性阻抗ZL為ZL＝40Ω。經(jīng)測量近似的基準阻抗Z0＝40Ω。但經(jīng)測量的基準阻抗Z0＝39Ω。
最后，圖7示出了通過測量得到的和近似得到的傳導(dǎo)功能。其近似得到傳導(dǎo)功能通過上述公式借助最小二乘方估算計算出。由此，可以看出經(jīng)測量和近似得到的結(jié)果是一致的。
權(quán)利要求
1.饋電線結(jié)構(gòu)，用于給汽車電組件提供電能和傳遞上述電組件中的至少幾個之間的信息，其中饋電線特別設(shè)置在具有至少一個星形點的星形結(jié)構(gòu)中，其特征在于，至少饋電線(10)的一部分包括多根外導(dǎo)線(4)圍住中心導(dǎo)線(2)的同軸結(jié)構(gòu)。
2.饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于外導(dǎo)線(4)借助電容(6)彼此通過高頻技術(shù)短路。
3.如權(quán)利要求2所述的饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于外導(dǎo)線(4)在被觀察饋電線(10)兩端借助電容(6)彼此通過高頻技術(shù)短路。
4.饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于中心導(dǎo)線(2)優(yōu)選在其兩端與車身(12)連接。
5.饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于饋電線(10)穿過一個具有鐵氧體材料的環(huán)形芯件(8)(共模線圈)。
6.饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于饋電線(10)圍繞環(huán)形芯件(8)至少一圈。
7.如權(quán)利要求5或6所述的饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于饋電線(10)在發(fā)生器側(cè)穿過具有鐵氧體材料的環(huán)形芯件(8)。
8.饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置一根中心導(dǎo)線(2)和5-10根特別是5-8根外導(dǎo)線(4)。
9.饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于導(dǎo)線(2、4)的橫截面為2-3mm2。
10.饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于多個外導(dǎo)線(4)圍繞中心導(dǎo)線(2)的同軸結(jié)構(gòu)的特性阻抗為35-50歐姆。
11.饋電線結(jié)構(gòu)，其特征在于多個外導(dǎo)線(4)圍繞中心導(dǎo)線(2)的同軸結(jié)構(gòu)在100-250MHz頻率范圍的傳輸特性為-1.4dB至-4.4dB，特別是在-1.9dB至-3.7dB。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種饋電線結(jié)構(gòu)，用于給汽車電組件提供電能和傳遞比電組件中的至少幾個之間的信息，其中饋電線特別設(shè)置在具有至少一個星形點的星形結(jié)構(gòu)中，為了傳輸高的供給電流，饋電線結(jié)構(gòu)這樣構(gòu)成，至少饋電線(10)的一部分包括多根外導(dǎo)線(4)圍住中心導(dǎo)線(2)的同軸結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04B3/54GK1692035SQ200380100409
公開日2005年11月2日 申請日期2003年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月19日
發(fā)明者T·恩德爾斯, J·施爾默, F·施蒂格勒, T·屈恩, K·多斯特爾特 申請人:羅伯特-博希股份公司