CN104380851B - 制造过程优化的滤波装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对电流或电磁干扰、尤其是共模干扰进行滤波的滤波装置(1)，其具有带有通路(21)的软磁芯(20)、带有容纳部段(43)和多个电子部件(41，42)的印刷电路板(40)，其中该印刷电路板(40)的所述容纳部段(43)可以穿过所述通路(21)，其特征在于，所述通路(21)设计成使得所述容纳部段(43)和设置在该容纳部段(43)上的电子部件(41，42)可以穿过所述通路(21)。

Description

制造过程优化的滤波装置

技术领域

本发明涉及滤波装置以及用于转向助力设备的包括根据本发明的滤波装置的控制装置。

背景技术

现有技术公开了以下内容：目前尤其在供电线路中已使用所谓的共模电感/共模扼流圈以减少电磁干扰，该共模电感/共模扼流圈由两个彼此反向缠绕的线圈以及一个软磁芯组成。通常通过软焊或焊接将这些扼流圈引入到待滤波的信号路径中。

它的一个缺点是，已经选定的电路结构/电路布置的设计方案不能随意地装配这种滤波器，也就是说，通常需要免除滤波器以修改电路结构的设计。如果这些电路结构是供应商零部件，那么作为消费者的顾客不能根据需求决定电路结构是否旨在装配滤波器，并束缚于原始设计。

O形芯已经得到公开，它例如被推到板金线上。但是，这些O形芯必须顺序加工并且在制造过程中需要大量单独的加工步骤，诸如软焊或焊接。如果利用这种结构/布置形成有效的pi型滤波器——该pi型滤波器包含两个电容器和一个线圈的组合，那么单独的电容器的应用会额外增加制造复杂性，因为需要通过焊接、软焊、夹紧或类似方式单独制造触点。

发明内容

针对背景技术，本发明的目的是提供一种滤波装置，能够以简单方法将该滤波装置引入到电子控制装置中并且避免了上述缺陷。

该目的借助于开头所述类型的滤波装置得以实现，其中这样设计芯的通路，即，使得容纳部段和设置在该容纳部段上的电子部件可穿过所述通路。

本发明基于这一基本构思：这样设计芯，即，使得即使电子部件已经定位在容纳部段上，芯也可施加到或被推到印刷电路板的容纳部段上。以这样的方式可以首先在第一步骤中完全装配好印刷电路板。然后可以根据需要将芯施加到印刷电路板的容纳部段上。借助于根据本发明的滤波装置尤其可同时以特别简单且灵活的方式实现必然具有两个电容器的pi型滤波器。

根据本发明的滤波装置因此以有利的方式设计为pi型滤波器，并且由于印刷电路板具有这样的第一和第二电容器的事实而得以改进，即，所述第一和第二电容器彼此电连接并且与芯协同工作以对高频电流或电磁干扰进行滤波。

因此根据本发明的滤波装置的优选实施方式是，在所述容纳部段中设有所述电容器中的至少一者。

此外，根据本发明的滤波装置的其中所述第一、第二电容器以分别在芯的两端侧上围住该芯的方式设置在所述印刷电路板上的实施例是有利的。

根据本发明的滤波装置的特别有利的实施方式是，所述第一电容器设置在所述容纳部段上，并且所述第二电容器与该容纳部段相邻设置。根据该实施方案，所述芯仅可以在所述容纳部段上运动，从而可以有效防止所述第二电容器受到由于芯滑动造成的损害。

此外，根据本发明的滤波装置的一种有利的实施方式是，所述容纳部段具有用于传导电流的导体轨道(印制导线，导电带)，其中该导体轨道设置成贯穿所述芯的通路。以这种方式，可以通过将芯施加到所述容纳部段上或者通过使该容纳部段穿过所述芯来使该芯与印刷电路板电耦合。不再需要线圈和额外的连接过程来制造滤波装置。所述印刷电路板因此可以无需改变就装配芯，但没有芯也可以使用。

有利地，根据本发明的滤波装置由于以下事实而进一步改进，即，所述印刷电路板具有主体部段，并且所述容纳部段被设计为从主体部段突出的印刷电路板部分。该实施方式能够使所述容纳部段特别简单地与芯的通路的尺寸相匹配，而无需在(制造)过程中匹配印刷电路板的主体部段的形状。按照这种方式，甚至可以随意使用该滤波装置，而无需改变主体部段上的电子部件的布置。

在此根据本发明的滤波装置的特别优选的实施方式是，印刷电路板的突出于主体部段的第二部段与容纳部段相邻设置。该突出的第二部段可以特别有利地用于提高印刷电路板的机械稳定性，并且还可以用于将芯更稳定地安装到所述容纳部段上。

有利的是，根据本发明的滤波装置由于以下事实而进一步改进，即，所述印刷电路板具有用于固定芯以防止芯滑脱其应在位置的固定装置。

这通过根据本发明的滤波装置的有利的改进方案以特别简单的方式得以实现，在该方案中，所述固定装置具有锁止元件以及锁止臂，该锁止臂具有设置在其自由端部处的锁止突起。该实施方式使得可以以特别低的成本将芯固定在容纳部段上。

此外，根据本发明的滤波装置的有利的实施方式是，所述固定装置具有插入式元件，该插入式元件可插入到印刷电路板上并且可与芯的一部分接合。该插入式元件优选无需其他工具就能够插入到印刷电路板上。在容纳部段已通过芯的通路时，将所述插入式元件插入到印刷电路板上，使得芯不能从容纳部段滑出，并且有利地还防止了对容纳部段上的第一电容器的损害。作为替代方案，还可以通过涂覆粘结剂使芯固定来对抗滑动。

有利地，按照改进方案，根据本发明的滤波装置具有由铁素体制成的芯。铁素体是一种成本低的材料，芯可由其制造。尽管如此，利用由铁素体制成的芯能充分地实现滤波功能。

此外，利用用于转向助力装置的控制装置来实现根据本发明的第二方面的目的，该控制装置具有壳体和根据上述实施方式中的任一者所述的滤波装置。

根据本发明的控制装置以这样的方式有利地进一步改进，即，该控制装置具有保持装置，该保持装置可固定在所述壳体上用于固定芯以确保该芯可以特别牢靠地定位在所述容纳部段上。

附图说明

其他优选的实施方式由下面借助附图对实施例的说明得出，其中：

图1a示出根据本发明的按照第一示例性实施例的处于第一步骤状态下的滤波装置的概略示意图，

图1b示出芯的沿切割线A-A的剖面图，

图2示出在第二步骤状态下的第一示例性实施例的概略示意图，

图3示出在第三步骤状态下的第一示例性实施例的概略示意图，

图4示出根据本发明的按照第一示例性实施例的控制装置的透视图。

具体实施方式

图1(a) 示出了根据本发明的用于对电磁干扰、尤其是共模干扰进行滤波的滤波装置1。该滤波装置具有带有通路21的软磁芯20，以及带有容纳部段43和多个电子部件41、42的印刷电路板40。印刷电路板40的容纳部段43可以穿过通路21。该通路21在此这样设计，即，使得容纳部段43 和设置在容纳部段43上的电子部件41可以穿过通路21。

印刷电路板(PCB)40如图4所示地具有包括多个电子部件的电路结构/电路布置。在图1(a) -3中仅示意性地示出了第一和第二电容器41、42。

印刷电路板40具有主体部段44，在该主体部段上设有用于执行印刷电路板40的主要功能的电子部件。此外，该印刷电路板40具有容纳部段 43，该容纳部段被设计为从主体部段44突出的印刷电路板部分。印刷电路板40的从主体部段44突出的第二部段45与容纳部段43相邻设置。这些单独的部段43、44、45一体/一件式地形成印刷电路板40。

容纳部段43具有基本上矩形的基本形状，其宽度近似等于芯20的通路21的宽度。与该容纳部段相邻的第二部段45也具有矩形的基本形状，使得这两个部段之间形成狭槽46，在狭槽中可以例如设有固定装置50。如图4所示，各部段43、45的形状可以按需改变。

此外，在容纳部段43上还设有用于传导电流的导体轨道(未在图中示出)，其中这些导体轨道/导电带布置成使得所述导体轨道/导电带在芯20 已安装到或被推到容纳部段43上时能贯穿芯20的通路21，如图2所示。在容纳部段43的自由端处设有接线板49，通过该接线板例如能将印刷电路板40与电源相连。该容纳部段43也可以作为连接器使用，以便建立与电源或其他装置的电连接。还可以设想到，容纳部段43的自由端设有适于压配连接的通孔，以便如图3所示地以特别简单和低成本的方式实现例如与装置连接器的电连接。这种情况下，第二部段45可以设有用于传递信号的其他触点48。

芯20由软磁材料、例如铁素体制成并且设计为环形。芯的基本形状在此可以改变。在该实施例中，所述芯示例性地具有矩形的基本形状以及矩形的缺口，如图1b的剖面图所示。所述芯也可以成形为具有导圆的角部或具有椭圆形/卵圆形/扁圆形的形状。芯20的通路21的尺寸在此设计成使得即使在容纳部段43上已经设置了电子部件、尤其是电容器41的情况下，所述芯也能够被推到容纳部段43上。

所述电子部件41、42还包括第一和第二电容器41、42，所述第一和第二电容器设置在印刷电路板40上、彼此电连接并且与芯20协同工作以对干扰进行滤波。第一电容器呈输入测滤波电容器的形式，第二电容器42 呈输出侧滤波电容器的形式，并且在将芯20设置在接纳部段43上之前，所述第一和第二电容器就已经设置于印刷电路板40上了。通过简单地施加芯20或推动该芯而制造出完整的pi型滤波器。

有利的是，第一电容器41设置在容纳部段43上，而第二电容器42 与容纳部段43相邻设置。如图2中所示，芯20贴靠着印刷电路板40的一个棱边并且因此不与第二电容器42接触。因此有效防止了第二电容器受到因芯20滑动引起的损害。此外，第一、第二电容器41、42以分别在芯20 的两端侧上围住该芯的方式设置在印刷电路板40上。

根据本发明的滤波装置1具有的优点是，可引入pi型滤波器的电气功能，而无需制造为此通常所必需的触点。由此，印刷电路板40可以随意地使用具有不同材料和几何形状的不同种类的芯，但在不必改变位于印刷电路板上的电子部件的电路结构或甚至印刷电路板本身的电路结构的情况下也可不使用芯。

为了防止芯20在容纳部段43上滑动，印刷电路板40具有用于固定芯 20的固定装置。

首先，所述固定装置具有锁止元件51。该锁止元件51具有锁止臂52，在该锁止臂的自由端处形成锁止突起53。锁止臂52的长度以及锁止突起 53的位置使得芯20一被完全推到容纳部段43上所述锁止元件(尤其所述锁止突起)就与芯20的外棱边接合，如图2所示。锁止突起53具有基本上三角形的形状，其中突起53的朝向芯20的移动方向倾斜的接触面确保了锁止臂52在与芯20接触时向上弯曲，并且芯能够被推到锁止臂52下方或者能够从锁止臂52中被推出。该锁止元件51可以用于仅暂时地将芯20 固定在用于安装工序/过程的位置上。

为了最终锁止或固定芯20，可以使用插入式元件54，该插入式元件能够插入到印刷电路板40上并且能够与芯20的一部分接合。如图2所示，芯20一位于其被推到容纳部段43上的位置插入式元件54就被插入到印刷电路板40上。该插入式元件54在插入状态下突出到印刷电路板40之外达到防止芯20移动出容纳部段43的程度。

图1(a) 至3此外还示出了用于制造根据本发明的滤波装置的单独方法步骤，其包括如下步骤：

a)将第一和第二电容器41、42附接到印刷电路板40上，

b)将芯20推到容纳部段43上，

c)将压入式触点39附接到印刷电路板40上。

可选地，作为方法步骤b)的补充方案，还可以将插入式元件54附接在印刷电路板上。

图4示出了根据本发明的滤波装置1在用于转向助力设备的控制装置 100中的应用，该控制装置包括壳体102，其中该滤波装置1设置在壳体 102内。在该示例性实施例中，芯20借助于可固定在壳体102上的保持装置103固定。该保持装置103具有两个保持垫，所述保持垫各自具有两个突出的端部，芯20被设置在两个突出的端部之间。这些保持垫优选由弹性材料构成，并且可以挤压在芯20与壳体102或芯与第二部段45之间。

此外，根据本发明的滤波装置的其中所述容纳部段……的实施例是有利的。

Claims (12)

1.一种用于对电流或电磁干扰、尤其是共模干扰进行滤波的滤波装置(1)，包括：

具有通路(21)的软磁芯(20)，

具有容纳部段(43)、主体部段(44)和多个电子部件(41，42)的印刷电路板(40)，其中该印刷电路板(40)的所述容纳部段(43)能穿过所述通路(21)，

其特征在于，所述通路(21)这样形成，即，使得所述容纳部段(43)和设置在该容纳部段(43)上的电子部件(41，42)能穿过所述通路(21)；所述容纳部段(43)被设计为是从所述主体部段(44)突出的印刷电路板部分；所述印刷电路板(40)的从所述主体部段突出的第二部段(45)与所述容纳部段(43)相邻设置以在所述第二部段与所述容纳部段之间形成狭槽。

2.根据权利要求1所述的滤波装置(1)，其特征在于，所述印刷电路板(40)具有第一电容器(41)和第二电容器(42)，所述第一电容器和第二电容器相互电连接并与所述软磁芯(20)协同工作以进行滤波。

3.根据权利要求2所述的滤波装置(1)，其特征在于，所述第一电容器和所述第二电容器中的至少一者设置在所述容纳部段(43)中。

4.根据权利要求2或3所述的滤波装置(1)，其特征在于，所述第一电容器、所述第二电容器以分别在所述软磁芯的两个端侧上围住该软磁芯(20)的方式设置在所述印刷电路板(40)上。

5.根据权利要求2或3之一所述的滤波装置(1)，其特征在于，所述第一电容器(41)设置在所述容纳部段(43)上，而所述第二电容器(42)与所述容纳部段(43)相邻设置。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的滤波装置(1)，其特征在于，所述容纳部段(43)具有用于传导电流的导体轨道/印制导线，其中所述导体轨道以贯穿所述软磁芯(20)的通路(21)的方式设置。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的滤波装置(1)，其特征在于，所述印刷电路板(40)具有用于固定所述软磁芯(20)的固定装置(51，54)。

8.根据权利要求7所述的滤波装置(1)，其特征在于，所述固定装置具有包括锁止臂(52)的锁止元件(51)，所述锁止臂具有设置在该锁止臂的自由端处的锁止突起(53)。

9.根据权利要求8所述的滤波装置，其特征在于，所述固定装置包括能插入到所述印刷电路板上的插入式元件(54)，该插入式元件能与所述软磁芯(20)的一部分接合。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的滤波装置(1)，其特征在于，所述软磁芯(20)的材料是铁素体。

11.一种用于转向助力设备的控制装置(100)，该控制装置包括壳体(102)和根据上述权利要求之一所述的滤波装置(1)。

12.根据权利要求11所述的控制装置(100)，其特征在于，该控制装置还包括用于固定软磁芯(20)的保持装置(103)，该保持装置能固定在所述壳体(102)上。