CN104396353A - 印刷电路板和电滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种印刷电路板(30)和一种电滤波器(20)。该印刷电路板被安排成用于在一侧上容纳电路系统，该印刷电路板的另一侧被安排有一种导电材料，通过该导电材料实现了该电路系统和接触该导电材料的一个装置所共有的一个接地点。用于对DC马达(40)的电信号进行的该电滤波器包括并联联接至该马达上的一个续流二极管(D1)；并联联接至该马达上的一个X2Y电容器(C4)，其中该X2Y电容器的接地端子(MGND)联接至该马达的底盘上；一个低通滤波器，该低通滤波器包括连接各个马达端子(M+，M-)上的一个铁氧体珠(L1，L2)以及一个电容器(C1，C2)；以及并联联接至该马达上的一个电阻器-电容器RC滤波器(R1，C3)。

Description

印刷电路板和电滤波器
技术领域
本发明涉及一种印刷电路板和一种电滤波器。
背景
在安排有电动马达的电动装置中，例如处于真空吸尘器形式的家用器具中，关于马达噪声和电磁干扰(EMI)的要求是严格的。这些要求在例如标准BS EN 55014-2:1997中列出。
因此在家用器具领域中本技术的一般性问题是提供从噪声和EMI角度来看可接受的产品。
概述
本发明的一个目的是解决或至少减轻本领域中的这个问题并且提供用于消除马达的噪声发出的一种改进的印刷电路板和电滤波器。
在本发明的第一方面，这个目的是通过一种印刷电路板达到的，该印刷电路板被安排成用于在一侧上容纳电路系统，该印刷电路板的另一侧被安排成带有一种导电材料，通过该导电材料实现了该电路系统和接触该导电材料的一个装置所共有的一个接地点。
有利地是，通过在该板的一侧上安排以用于对直流电(DC)马达的电信号进行过滤的电滤波器形式例示出的电路系统、并且在该板的另一侧安排一种导电材料而通过该导电材料来实现该电滤波器和马达底盘所共有的一个接地点，克服了或至少显著地减轻了该电滤波器的接地问题。
在本发明的一个实施例中，该印刷电路板的具有导电材料的那侧是用处于例如锌、铜或任何其他适当的导电材料形式的材料完全地涂覆的。当将该印刷电路板的被涂覆的那侧设定成与马达底盘相接触时，该底盘将充当马达噪声发出的一个屏障，因为该印刷电路板被安排在该马达的一端处(该马达典型地是柱形的)并且因此完全地覆盖该马达的末端，该印刷电路板是通过例如焊接被安装在该马达上。
在本发明的另一个实施例中，由于该印刷电路板是直接安装至该马达底盘上，所以对该板提供多个通气孔以使来自该马达的热量消散是有利的。
在本发明的还又一个实施例中，这些通气孔是圆形的，这是有利的，因为可以避免或至少减轻与驻波和共振相关的问题。
在本发明的又另一个实施例中，被安排成有待容纳在该板上的这个电路系统的物理布局是使得它是关于该板的中央轴线对称地安排的。这是有利的，因为经过该滤波器的信号将具有相同的传播时间，这进一步降低了噪声。
在本发明的第二方面，这个目的进一步是通过一种用于对DC马达的电信号进行过滤的电滤波器达到的，该电滤波器包括：并联联接至该马达上的一个续流二极管；并联联接至该马达上的一个X2Y电容器，其中该X2Y电容器的接地端子联接至该马达的底盘上；一个低通滤波器，该低通滤波器包括连接至各个马达端子上的一个铁氧体珠和一个电容器；以及并联联接至该马达上的一个电阻器-电容器(RC)滤波器。
有利地是，续流二极管是并联联接至该马达上并且用来提供一条在马达关掉时释放被储存在该感应马达中的能量的路径。只要该马达在运行，该续流二极管就相对于被施加到该马达上的操作电压是反偏压的。当该马达关掉时，该二极管变成相对于该感应马达是正偏压的并且将传导电流直至储存在该感应马达中的能量被消散。
进一步有利的是，X2Y电容器是并联联接至该马达上，其中出现在马达端子上的任何共模噪声都有利地被该X2Y电容器中所包括的两个电容器过滤到由该马达底盘所形成的共有接地点。
将包括铁氧体珠和电容器的一个低通滤波器联接至每个马达端子上。铁氧体珠是一种导体，该导体被构造成在一个设计频率范围下是具有高电阻的，并且在该珠中感应出的电流有利作为热量被消散而不在电滤波器中重新感应出一个相反的电流，如同在以上所讨论的感应马达的情况下那样。
偶尔称为RC消音器的RC缓冲器，即串联地联接至容器上的电阻器，是跨过该马达而联接的以便有利地减小该马达的电压过冲。当该马达充电到既定的电压势时，通向马达的导线中的剩余能量继续对该马达电压充电并且致使电压过冲，这有时称为振铃。
因此该电滤波器有利地减小了DC马达的噪声发出，该马达例如是一种直立式真空吸尘器的吸嘴马达。考虑到对家用器具的马达噪声的严格要求，本发明的滤波器有助于降低该马达的噪声等级从而符合具体的要求。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种印刷电路板组件。即，提供了不仅包括参照本发明第一方面所讨论的印刷电路板并且进一步包括被安装至该印刷电路板上的、本发明第二方面的电滤波器的一种印刷电路板组件。因此，该电滤波器被安装到该板的一侧上并且接地布线是从该板的那侧到被安排在该板的另一个侧上的导电材料来实施的，该导电材料是经由该马达底盘接地的，这样使得实现了该电滤波器和该马达共有的接地点。
在本发明的还又一个实施例中，提供了一种包括该印刷电路板组件的DC马达安排，该印刷电路板组件被安装成使得该印刷电路板的导电材料接触该马达底盘。
在本发明的还又一个实施例中，提供了一种包括该DC马达安排的真空吸尘器。
在另一个实施例中，该DC马达安排被安排在该真空吸尘器的吸嘴中和/或该真空吸尘器的风扇单元中。
要注意的是，本发明涉及权利要求中所指出的特征的所有可能组合。在学习所附权利要求书和以下说明书时，本发明的另外的特征和优点将变得清楚。本领域技术人员认识到，本发明的不同特征可以进行组合以产生除以下所描述的实施例之外的其他实施例。
附图的简要说明
现在将通过举例并且参考附图来描述本发明，在附图中：
图1示出了一种直立型电池驱动式真空吸尘器，可以在其中实施本发明；
图2示出了根据本发明一个方面的电滤波器的电路图；
图3示出了根据本发明另一个方面的印刷电路板；
图4示出了根据本发明一个实施例的被安排成具有印刷电路板组件的一个真空吸尘器吸嘴马达的侧视图；并且
图5示出了如图4所示的、根据本发明该实施例的被安排成具有印刷电路板组件的真空吸尘器吸嘴马达的另一个视图。
详细说明
现在将参照这些附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的某些实施例。然而，本发明可以采用许多不同形式来实施、并且不应被解释为是局限于在此阐明的这些实施例；而是，这些实施例是以举例方式提供的，这样使得本披露将变得全面和完整并且将向所属领域技术人员完整地传达本发明的范围。
图1展示了一种直立型电池驱动式真空吸尘器1，该真空吸尘器包括一个吸嘴2，该吸嘴配备有一个可旋转构件3，像刷辊，用于从有待清洁的表面吸取颗粒。在真空吸尘器1的主体4中，安排了总体上具有柱体形状的一个风扇马达5，用于产生一股抽吸气流而使得可以将颗粒输送至一个集尘袋或容器(未示出)中。另外，如用虚线所示，一个吸嘴马达6被安排在该吸嘴中以便使刷辊3旋转而使得可以从该有待清洁的表面上吸取颗粒。本发明可以在风扇马达5中并且在吸嘴马达6中实施。虽然图1示出的是直立式/杆式真空吸尘器，但本发明可以应用于其他类型的真空吸尘器中，例如手持式真空吸尘器、机器人真空吸尘器或罐式真空吸尘器中。
图2示出了根据本发明一个方面的电滤波器的电路图，该滤波器20经由马达端子M+和M-连接至一个DC马达上。滤波器20包括：并联联接至该马达上的一个续流二极管D1；并联联接至该马达上的一个X2Y电容器C4，其中该X2Y电容器的接地端子(MGND)联接至该马达的底盘上；一个低通滤波器，该低通滤波器包括分别连接至各个马达端子M+和M-上的一个电容器C1、C2和一个铁氧体珠L1、L2的及；以及一个RC滤波器，该RC滤波器由并联联接至该马达上的电阻器R1和电容器C3组成。如之前已经讨论的，续流二极管D1用于提供一条在马达被关掉时释放储存在该感应马达中的能量的路径。只要该马达在运行，续流二极管D1就相对于被施加到该马达上的操作电压是反偏压的。当该马达关掉时，该二极管D1变成相对于该感应马达是正偏压的并且将传导电流直至储存在该感应马达中的能量被消散。为了将出现在马达端子M+和M-上的共模噪声过滤到该滤波器和马达所共有的接地点MGND，使用了X2Y电容器C4。另外，为了将电流作为热量消散，由L1、C1和L2、C2构成的这些低通滤波器连接至马达端子M+和M-上，其中电感L1、L2是以铁氧体珠的形式实现的。最后，使用RC滤波器R1、C3来减小该马达的电压过冲，即，振铃。
图3示出了根据本发明另一个方面的一种印刷电路板。图3的顶视图中示出了印刷电路板30的一侧，指出了结合图2所讨论的电滤波器的布置，该电滤波器包括部件D1、C4、L1、L2R1、C3、C1和C2。因此，图3的顶视图中示出了板30的、被安排成用于容纳图2的电滤波器20的那一侧。
如图3中可以看到，在本发明的一个实施例中，被安排成有待容纳在板30上的这个滤波器的物理布局是使得它关于该板的中央轴线CA是对称地安排的。这是有利的，因为经过该滤波器的信号将具有相同的传播时间，这进一步降低了噪声。
图3的底视图中示出了印刷电路板30的被安排有导电材料的另一侧，通过该导电材料实现了该电滤波器和例如可以将板30安装在其上的马达底盘所共有的接地点。在这个特定的实施例中，板30的安排有导电材料的整侧都涂覆有该材料。
在本发明的另一个实施例中，由于该印刷电路板30是直接安装至该马达底盘上，如在下文所示，有利的是对这个板提供圆形通气孔31、32、33、34以用于消散来自该马达的热量。
图4示出了一种安排有根据本发明一个实施例的印刷电路板组件的真空吸尘器吸嘴马达的侧视图，该印刷电路板组件包括参照图3所描述的印刷电路板30和图2所示的被安装在该印刷电路板上的电滤波器(该滤波器在图4中未示出)。为了详细观察滤波器部件在该板上的实际布置，参照图3。在柱形马达40的一端处，印刷电路板30的安排有导电材料的那侧被焊接至该马达底盘上以产生该共有的接地点。
图5示出了图4中所示的安排有该印刷电路板组件的真空吸尘器吸嘴马达的另一个视图，该印刷电路板组件包括印刷电路板30和电滤波器(该滤波器在图4中未示出)，其中印刷电路板组件被安装至柱形马达40的一端上。进一步在图5中示出了电缆51、52，这些电缆连接至马达端子上而使得可以提供脉宽调制(PWM)以实现马达控制。在本发明的一个实施例中，这些电缆相互缠绕以进一步减少噪声发出。通过实现在这些电缆上传输的信号的噪声对称性，可以根据干扰信号的相移来取消干扰。
可以进一步减少串扰。
虽然已参照具体的示例性实施例来描述本发明，但是许多不同的改变、修改等都是本领域技术人员将清楚的。因此，所描述的实施例不旨在限制如所附权利要求书所限定的本发明的范围。

Claims (14)

1.一种印刷电路板(30)，该印刷电路板被安排成用于在一侧上容纳电路系统，该印刷电路板的另一侧被安排有一种导电材料，通过该导电材料实现了该电路系统和接触该导电材料的一个装置所共有的一个接地点。
2.如权利要求1所述的印刷电路板(30)，其中该印刷电路板的所述另一侧涂覆有该导电材料。
3.如权利要求1或2所述的印刷电路板(30)，其中该电路系统是一个用于对直流电DC马达(40)的电信号进行过滤的电滤波器(20)，并且所述另一侧被安排有该导电材料以用于接触该马达的底盘从而实现该底盘和该电滤波器所共有的一个接地点。
4.如以上权利要求中任一项所述的印刷电路板(30)，进一步被安排成使得该板的被安排有导电材料的那侧完全接触该板旨在接触的该装置。
5.如以上权利要求中任一项所述的印刷电路板(30)，进一步被安排有多个通气孔(31，32，33，34)以用于消散来自该被安排成用于接触该导电材料的该装置的热量。
6.如权利要求5所述的印刷电路板(30)，其中这些通气孔(31，32，33，34)是圆形的。
7.如以上权利要求中任一项所述的印刷电路板(30)，其中该被安排成有待容纳在该板上的该电路系统的物理布局是使得它是关于该板的中央轴线(CA)对称地安排的。
8.一种用于对直流电DC马达(40)的电信号进行过滤的电滤波器(20)，该电滤波器包括：
并联联接至该马达上的一个续流二极管(D1)；
并联联接至该马达上的一个X2Y电容器(C4)，其中该X2Y电容器的接地端子(MGND)联接至该马达的底盘上；
一个低通滤波器，该低通滤波器包括连接至各个马达端子(M+，M-)上的一个铁氧体珠((L1，L2)以及一个电容器(C1，C2)；以及
并联联接至该马达上的一个电阻器-电容器RC滤波器(R1，C3)。
9.一种印刷电路板组件，包括如权利要求1至7中任一项所述的印刷电路板(30)，其中如权利要求8所述的电滤波器(20)被安装至该印刷电路板的所述一侧上以便对该DC马达(40)的电信号进行过滤，该马达的底盘被安排成用于接触被安排在该印刷电路板的所述另一侧上的该导电材料。
10.一种DC马达安排，包括如权利要求9所述的印刷电路板组件，该印刷电路板组件被安装成使得该印刷电路板(20)的导电材料接触该马达底盘。
11.如权利要求10所述的DC马达安排，进一步包括一对电缆(51，52)，该对电缆连接至该印刷电路板(30)上并且进一步连接至对应的马达端子(M+，M-)上以进行脉宽调制PWM信号供应，所述电缆是彼此相互缠绕的。
12.一种真空吸尘器(1)，包括如权利要求10至11中任一项所述的DC马达安排。
13.如权利要求12所述的真空吸尘器(1)，该DC马达安排被安排在该真空吸尘器的吸嘴(2)中。
14.如权利要求12或13所述的真空吸尘器(1)，该DC马达安排被安排在该真空吸尘器的一个风扇单元中。
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