CN105846601A - 用于转场式电机的功率控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于转场式电机的功率控制器，该功率控制器包括具有用于控制经过转场式电机的电流的电子控制元件的电路板、电路板的电端子、以能导热的方式与控制元件连接的散热体以及在电端子上的用于抑制干扰辐射的扼流圈。在此，扼流圈以能导热的方式与散热体连接。

Description

用于转场式电机的功率控制器
技术领域
本发明涉及一种用于转场式电机的功率控制器。本发明尤其涉及抑制功率控制器上的干扰场。
背景技术
转场式电机，例如永磁同步转场式电机，包括多个相，这些相的电流借助电子控制元件来控制。在此，转场式电机可以可选地作为马达来运行或作为发电机来运行。例如，转场式电机可以作为用于机动车内燃机的电启动发电机使用。为了使内燃机发动，转场式电机作为马达受控，并且当内燃机运行时，所需的电功率可以通过处于发电机运行来运转的转场式电机来提供。在此，用于转场式电机的功率控制器与直流电压支路连接。
在转场式电机运行时，从直流电压支路流出或流向直流电压支路的电流可能会引起高频的电磁干扰场。为了抑制这样的干扰场或为了建立电磁兼容性(EMV)，通常借助扼流圈和/或电容器直接在功率控制器的端子上执行抗干扰。在此，大量的电功率会由于抗干扰措施而被消耗掉并且转化成热，从而使用于抗干扰的元件可能达到很高的温度。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种改进的用于转场式电机的功率控制器。本发明借助具有独立权利要求的特征的功率控制器来解决该任务。从属权利要求反映出优选的实施方式。
用于转场式电机的功率控制器包括具有用于控制经过转场式电机的电流的电子控制元件的电路板、电路板的电端子、以能导热的方式与控制元件连接的散热体以及在电端子上的用于抑制干扰辐射的扼流圈。在此，扼流圈以能导热的方式与散热体连接。
由于电子控制元件通常不是无损耗地工作，因此通常需要使用散热体。有利地，为此使用同一散热体来冷却扼流圈，从而使该扼流圈可以以经改进的方式抑制在电端子的区域中的干扰辐射。由此，可以使扼流圈在同样规格的情况下更能受负荷或者在同样效率的情况下规格确定得更小。由此，可以降低生产成本。扼流圈的效率可以得到提升。
优选地，扼流圈实施为围绕电端子的环形芯扼流圈。在此，电端子可以沿着电流方向被环形芯扼流圈环绕。如果流过端子的电流仅一次地引导穿过环形芯扼流圈的内部空间，那么可以在机械上简单构建扼流圈和电端子。该实施方式可以有益于降低制造成本。
优选地，多件式地构建环形芯。由此，环形芯可以以简单的方式后续地安装在笔直或弯曲地延伸的电端子上。尤其地，环形芯可以包括多个呈U形的部段，例如半壳。这些部段可以以倒圆的或多边形的形状围绕环形芯扼流圈的内部空间地延伸。
在扼流圈与散热体之间可以安装有电绝缘的导热元件。导热元件例如可以包括导热膏、导热膜或合适的浇注材料。在另外的实施方式中，环形芯围绕端子地来包封。由此，可以减低扼流圈与散热体之间的热阻，从而可以更好地降低扼流圈的温度。由于导热元件的电绝缘作用而可以防止干扰射线经由散热体输出。此外，散热体可以以能导电的方式与电子控制元件连接。在此，散热体可以作为输送部或作为多个控制元件之间的电位平衡器来使用。
在一种实施方式中，电端子具有呈矩形的横截面，其具有两个短边和两个长边，其中，扼流圈在长边的区域中以能导热的方式与散热体连接。在此，扼流圈的横截面遵循着电端子的横截面。由此，可以增大扼流圈的可供用于导热的表面，由此可以改善扼流圈与散热体之间的热交换。
在一种实施方式中，电端子构造为电路板上的导体迹线。由此，端子可以节省成本地以与电路板集成地构造。尤其地，电端子可以具有上述的呈矩形的横截面，其中，导体迹线的厚度通常仅为十分之几毫米，而宽度可以为数毫米或大于一厘米。在此，呈矩形的横截面的边长比例差别很大，从而电端子的表面在呈矩形的横截面的长边的区域中(也就是在导体迹线的上侧和下侧上)具有很大表面。如果扼流圈在横截面上的形状遵循导体迹线在横截面上的形状，那么可以有利地使用很大的表面，用以在扼流圈与散热体之间进行热传输。
在另一实施方式中，电端子构造为单独的元件，其与电路板电连接。由此，可以防止导体迹线的交叉。由此，电路板的形状可以保持得较紧凑，由此可以更廉价地制造电路板或更容易地对电路板进行操作。
优选地，扼流圈包括铁素体。如果扼流圈多件式地构建，那么可以使用多个铁素体元件。铁素体元件可以以能导电的方式相互贴靠，或例如当元件单个地设置在保护性包覆套中时可以彼此分开。
此外优选的是，电路板具有两个电端子用来引导彼此相对应的直流电流，其中，扼流圈实施为围绕两个电端子的对称的环形芯扼流圈。由此，在结构简单的情况下可以实现对干扰射线良好的压制。
在其他的实施方式中，扼流圈实施为仅围绕两个电端子中的一个的不对称的环形芯扼流圈。由此可以更简单且更紧凑地构建扼流圈。
组合方案也是可行的。例如，可以在两个电端子上设置两个单个的扼流圈，或可以在一个端子上设置不对称的环形芯扼流圈并且在两个端子上共同地、附加地设置对称的环形芯扼流圈。
附图说明
现在参照附图对本发明进行更准确地描述。其中：
图1以第一实施方式示出电功率控制器；
图2至图4以另外的实施方式示出图1的电功率控制器的示意图；
图5以又一实施方式示出图1的功率控制器。
具体实施方式
图1以示例性的实施方式示出电功率控制器100。功率控制器100被设立成用于控制直流电压支路105，例如是机动车车身上的车载电网与转场式电机110(未示出)之间电流。在所示的、优选的实施方式中，功率控制器100被设立成用于安装在转场式电机110的径向内部区域中。转场式电机110尤其可以包括用于机动车车身上的内燃机的或混合动力应用的电启动发电机。直流电压支路105可以为例如约48V的或约12V的其他整数倍的预定的直流电压。如果转场式电机110作为电动马达来运行，尤其是以便使机动车内燃机发动，那么就可以在功率控制器100与直流电压支路105之间交换大于100A的电流，例如直至约800A。根据内燃机的大小同样能够进行更大或更小的规格确定。
功率控制器100包括具有电子控制元件120的电路板115、电端子125、透明地示出的散热体130和在电端子125的区域中的扼流圈135(未示出)。电子控制元件120尤其可以包括半导体，该半导体以电方式位于端子125与转场式电机110的相的端子之间。控制元件120以能导热的方式与散热体130连接。优选地，设置有两个电端子125用于引导直流电压支路105的不同的直流电压电位。也可以设置更多的电端子125。
提出的是，扼流圈135在至少一个端子125的区域中如下这样地实施，即，扼流圈以能导热的方式与散热体130连接。在此，扼流圈135尤其可以包括环形芯140，该环形芯例如可以由铁素体形成。环形芯140包括内部空间，电端子125至少一次延伸穿过该内部空间。在其他的实施方式中，电端子125也可以多次围绕环形芯140的本体盘绕，从而使该电端子多次穿过内部空间。扼流圈135(英语“choke”)对高频交变磁场起阻尼的作用并且削弱电磁辐射，从而可以提升功率控制器100的电磁兼容性。
图2以另一实施方式示出图1的电功率控制器100的示意图。在左上的区域中示出具有两个端子125的电路板115的俯视图，并且在右上的区域中示出在端子125的区域中的电路板115的横截面。端子125在这里示例性地与电路板115集成地实施。在此，电端子125的导电的部分构造为电路板115上的导体迹线，该电路板充当机械基座。在将电端子125与直流电压支路105连接之前，可以将扼流圈135的环形芯140推移到端子125上。在其他实施方式中，环形芯104多件式地，例如以呈U形或呈壳状的元件的形式实施，即使端子125已经与直流电压支路105或其他元件连接，这些元件也可以围绕端子125来装配。
端子125的横截面、尤其是其导电的部分的横截面在这里是矩形的且具有极其不对称的边长比例。环形芯140的形状在横截面方面遵循这种非常扁平且宽的矩形，从而在两个相对置的侧上形成环形芯140的可供用于贴靠到散热体130上的很大的面。在环形芯140与散热体130之间可以设置有优选起电绝缘作用的导热元件205。
在示出的实施方式中，扼流圈135构造为不对称的滤波器，也就是说，两个设置的电端子125中仅有一个延伸穿过环形芯140的内部空间并且因此与该环形芯形成扼流圈135。
图3示出了仿照图2的实施方式的另一实施方式。它们的区别在于，在这里扼流圈135被设置成所谓的共模对称的滤波器，在其中，两个向直流电压支路105引导的电端子125延伸过环形芯140的内部空间，并且因此共同形成扼流圈135。可选地，环形芯140可以在电端子125之间具有接片，从而形成两个在各个端子125上彼此联接的扼流圈135。此外，可以将根据图2的实施方式的两个单独的不对称的扼流圈135分别用在端子125上。
图4示出了功率控制器100的又一实施方式，其包括图2和图3的实施方式的组合。第一环形芯140仅被一个电端子125穿过并且与该电端子形成第一扼流圈135。第二环形芯140被两个端子125穿过并且形成第二扼流圈135。
图5以又一实施方式示出了图1的功率控制器100。在这里，电端子125并不实施为电路板115上的导体迹线，而是实施为单独的元件505，其与电路板115电连接。扼流圈135在端子125的区域中再次如下这样地实施，即，该扼流圈以导热的方式与散热体130连接。在该实施方式中也优选的是，端子125的横截面是如此程度的，即，面向散热体130的表面尽可能的大。环形芯140的横截面遵循该表面的形状，以便实现尽可能大的贴靠面来与散热体130进行热交换。元件505例如可以包括金属薄板，其借助熔焊、钎焊或铆接与电路板115连接。
附图标记列表
100 电功率控制器
105 直流电压支路
110 转场式电机
115 电路板
120 电子控制元件
125 电端子
130 散热体
135 扼流圈
140 环形芯
205 导热元件
505 (电接线端)元件

Claims (10)

1.一种用于转场式电机(110)的功率控制器(100)，其中，所述功率控制器(100)包括：
-具有用于控制经过所述转场式电机(110)的电流的电子控制元件(120)的电路板(115)；
-所述电路板(115)的电端子(125)；
-能导热地与所述控制元件(120)连接的散热体(130)；
-在所述电端子(125)上的用于抑制干扰辐射的扼流圈(135)；
其特征在于，
-所述扼流圈(135)能导热地与所述散热体(130)连接。
2.根据权利要求1所述的功率控制器(100)，其中，所述扼流圈(135)实施为围绕所述电端子(125)的环形芯扼流圈(135、140)。
3.根据权利要求2所述的功率控制器(100)，其中，所述环形芯(140)多件式地构建。
4.根据上述权利要求中任一项所述的功率控制器(100)，其中，在所述扼流圈(135)与所述散热体(130)之间安装有电绝缘的导热元件(205)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的功率控制器(100)，其中，所述电端子(125)的横截面是矩形的且具有两个短边和两个长边，并且所述扼流圈(135)在长边的区域中能导热地与所述散热体(130)连接。
6.根据上述权利要求中任一项所述的功率控制器(100)，其中，所述电端子(125)构造为所述电路板(115)上的导体迹线。
7.根据上述权利要求中任一项所述的功率控制器(100)，其中，所述电端子(125)构造为单独的元件(505)，所述单独的元件与所述电路板(115)电连接。
8.根据上述权利要求中任一项所述的功率控制器(100)，其中，所述扼流圈(135)包括铁素体。
9.根据上述权利要求中任一项所述的功率控制器(100)，其中，所述电路板(115)具有两个电端子(125)，用以引导彼此相对应的直流电流，并且所述扼流圈(135)实施为围绕两个电端子(125)的对称的环形芯扼流圈(135、140)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的功率控制器(100)，其中，所述电路板(115)具有两个电端子(125)，用以引导彼此相对应的直流电流，并且所述扼流圈(135)实施为仅围绕两个电端子(125)中的一个的不对称的环形芯扼流圈(135、140)。
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