CN107404210A - 用于过滤电机供应功率的电子过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子过滤器(100)，其用于过滤特别放置在机动车辆内的电子设备的供应功率的，包括：‑用于在电功率供应源与电机之间交换电能的汇电板(10)，汇电板(10)包括：‑用于在电网和电机之间传输电流的至少一个引线框架(12,14)，至少一个引线框架(12,14)部分地包覆有电绝缘材料，以及‑电连接到至少一个引线框架(12,14)的电感器(18)，其特征在于，电子过滤器(100)包括：‑包括至少一个电容器(32a‑32h)的电子板(30)，电子板(30)的至少一个电容器(32a‑32h)电连接到汇电板(10)的至少一个引线框架(14,12)的连接端子(24,26)。

Description

用于过滤电机供应功率的电子过滤器
技术领域
本发明的主题是用于过滤电机的供应功率的电子过滤器。
本发明还涉及包括根据本发明的电子过滤器的变压器，包括根据本发明的变压器的电子设备，以及包括根据本发明的电子设备并旨在压缩内燃机中的入口气体的电动增压器。
背景技术
通常，电机，特别是用于机动车辆的电机由功率电子模块供应功率。特别地，功率电子模块由汇电板供应电能。
这种汇电板包括形成过滤器的一组电子元件，以过滤用于供应功率电子模块的电能。更具体地，汇电板包括装配在汇电板上的一个或多个电感器和电容器。
通常，电容器通过压接装配在汇电板上。然而，通过压接来装配电容器的方法需要大量的生产成本和时间。这是因为电容器单独装配在汇电板上，因此需要大量的劳动。此外，压接方法对汇电板上的电容器的定位引入了限制，特别是由于用于执行压接方法的工具所需的空间。
发明内容
本发明旨在通过提出一种电子过滤器来解决这些缺点，其中电子过滤部件在汇电板和电子板之间解耦。
为此，本发明的主题是一种电子过滤器，其旨在过滤用于特别放置在机动车辆内的电子设备的供应功率，包括：
-用于在电功率供应源和电机之间交换电能的汇电板，汇电板包括：
-用于在电网和电机之间传输电流的至少一个引线框架，
该至少一个引线框架部分地包覆有电绝缘材料，以及
-电连接到所述至少一个引线框架的电感器，
其特征在于，电子过滤器包括：
-包括至少一个电容器的电子板，
电子板的所述至少一个电容器电连接到汇电板的所述至少一个引线框架的连接端子。
有利地，根据本发明的电子过滤器减少了生产时间和成本，特别是由于汇电板的生产时间和成本的降低。具体地，电子过滤器的电容器在电子板上的布置具有减小汇电板的尺寸的效果，特别是通过允许除去汇电板上的接收电容器的空间以及用于将电容器电连接到引线框架的连接端子的工具的通道所需的空间。
此外，可以以自动制造方法在电子板上设置电容器，其不需要在汇电板上设置电容器将会产生的大量的劳动。
根据本发明的电子过滤器还可以包括以下特征中的一个或多个，单独地或根据所有可能的组合考虑：
-电子板包括多个电容器，每个电容器电连接到汇电板的至少一个引线框架的连接端子；和/或
-该电容器或每个电容器表面安装在电子板上；和/或
-电容器彼此电并联地装配；和/或
-电感器与该电容器或每个电容器电串联地装配；和/或
-汇电板和电子板面对面地布置，使得至少一个引线框架的连接端子从汇电板朝向电子板延伸；和/或
-至少一个引线框架的连接端子从汇电板朝向电子板横向地、特别是基本垂直地延伸；和/或
-电子板包括接收连接端子的孔，连接端子为销的形式，电子板和连接端子适于使得连接端子电连接到电子板的电迹线，电迹线连接到电容器；和/或
-连接端子通过选择波法焊接到电迹线；和/或
-汇电板的电绝缘材料是塑料材料；和/或
-汇电板的引线框架或功率部分是金属条；和/或
-汇电板的引线框架或功率部分为金属棒；和/或
-电子板包括第一和第二电容器；汇电板包括第一正引线框架、第一负引线框架、第二正引线框架以及第二负引线框架，第一正引线框架包括电连接到第一电容器的连接端子，第一负引线框架包括电连接到第一电容器的连接端子，第二正引线框架包括电连接到第二电容器的连接端子，第二负引线框架包括电连接到第二电容器的连接端子；并且电感器电连接到每个所述第一和第二引线框架；和/或
-电子板包括多个第一电容器和多个第二电容器；汇电板包括第一正引线框架、第一负引线框架、第二正引线框架以及第二负引线框架，第一正引线框架包括分别与多个第一电容器电连接的多个连接端子，第一负引线框架包括分别与多个第一电容器电连接的多个连接端子，第二正引线框架包括分别与多个第二电容器电连接的多个连接端子，第二负引线框架包括分别与多个第二电容器电连接的多个连接端子；并且电感器电连接到每个所述第一和第二引线框架。
本发明还涉及一种包括根据本发明的电子过滤器的用于控制电机和电功率供应源之间交换的电能的变压器。
根据本发明的变压器还可以包括以下特征中的一个或多个，单独地或根据所有可能的组合考虑：
-变压器包括配置为接收与电机交换的电流的电子开关，以及配置为控制所述电子开关的状态的电子控制板，所述电子控制板包括电子过滤器的电子板；和/或
-电子板的第一部分包括电子过滤器的所述电容器，并且电子板的与第一部分不同的第二部分包括用于控制所述电子开关状态的部件。
本发明的另一主题是包括电机和根据本发明的变压器的电子设备，其中变压器装配到电机。
本发明还涉及包括根据本发明的电子设备的特别用于机动车辆的电动增压器。
附图说明
在阅读说明书和下列附图之后，本发明的其它特征和优点将变得清楚：
图1和图2是根据本发明的汇电板的两个视图，
图3表示图1和图2的汇电板未包覆情况下的引线框架，
图4表示根据本发明的电子过滤器的分解图，
图5表示根据本发明的电子过滤器，
图6表示根据本发明的电子过滤器的电路图，以及
图7和图8分别表示根据本发明的电动增压器的部分横截面和横截面的视图。
应当注意，这些附图除了说明说明书的文本之外不作任何目的，并不以任何方式构成对本发明范围的限制。
在各附图中，等效元件由相同的附图标记表示。
具体实施方式
本发明的主题是电子过滤器，其旨在过滤用于电子设备的供应功率，特别是放置在机动车辆内的电子设备。
这样的电子过滤器包括用于在电功率供应源和电机之间交换电能的汇电板。
这样的汇电板10在图1和图2中示出。汇电板10包括至少一个引线框架。
引线框架是导电功率部件，特别地由金属制成，例如铜。引线框架可以是金属条或金属棒。
引线框架用于在电网和电机之间传输电流。
电网例如是机动车辆的电网，特别是由+48V的电压提供的电网。优选地，电网是DC电功率网络。
例如，在图1中，汇电板10包括正引线框架12和负引线框架14。
正引线框架12特别地旨在电连接到车辆的电网的正极的极，例如到+48V的电压。负引线框架14特别地旨在电连接到电网的负极的极，例如到0V的电压。
正引线框架12和负引线框架14彼此分开，并且部分地包覆有电绝缘材料(例如塑料材料)。
例如，在图1和图2中可见正和负引线框架12,14的包覆16，而在图3中可见在未包覆的情况下表示的正和负引线框架12,14。
汇电板10还包括电连接到正和负引线框架12,14的电感器18。
“电感器”被理解为旨在通过其结构以具有预定电感值的任何电子部件。例如，电感器可以指线圈或螺线管。
汇电板10还可以包括旨在电连接到引线框架12,14的两个引线框架13,15。更具体地说，引线框架13,15旨在电连接到电感器18，电感器18旨在电连接到引线框架12,14。
引线框架12,13,14,15分别包括图3中所示并且旨在连接到汇电板10外部的电子元件的端子B，D，A，C。
汇电板10，特别是正和负引线框架12,14的包覆16，可以包括适于接收电感器18的接收区域20，特别在图2中可见。
电感器可以被干涉装配到接收区域20中。换句话说，接收区域20可以适于在没有游隙的情况下接收电子部件。有利地，通过将电感器干涉装配到接收区域中，可以确保电感器在接收区域中的良好机械特性。
电感器可以裸露地装配，即没有外壳，以减小所述电感器的尺寸，并以便因此减小接收区域的尺寸，并因此减小汇电板的尺寸。
汇电板10，特别是正和负引线框架12,14的包覆16，可以包括特别在图1中可见的连接区域22，其中正和负引线框架12,14旨在电连接到电感器18。
接收区域20和连接区域22有利地由包覆16隔开，以便当电感器电连接到引线框架时为电感器提供保护。具体地，包覆具有防止当电感器被电连接(特别是通过焊接)到引线框架时、特别是当电感器裸露装配到接收区域中时引起的金属溅射的作用装配。
如图2所示，接收区域20可以包括形成所述接收区域20的基部的壁和从所述基部沿基本上垂直于所述基部的方向延伸的侧壁。侧壁可以围绕接收区域20连续地延伸。优选地，侧壁具有电感器高度的50％至75％之间的高度。这样的壁有助于保护和机械地保持电感器，而同时确保由电感器产生的热的散热。
每个正和负引线框架12，14包括至少一个连接端子26,24，其特别地在图1中表示，并且旨在电连接到汇电板10外部的一个或多个电子部件。电子部件可以例如是过滤部件，如电容器。
电子过滤器100还包括电子板30。这种电子过滤器特别地在图4和5中表示。
电子板30包括至少一个电容器32a-32h。电子板30的电容器32a-32h电连接到汇电板10的正引线框架12的连接端子26和负引线框架14的连接端子24。
电子板30可以包括多个电容器32a-32h，例如图4和5中的八个电容器。电子板30的每个电容器32a-32h电连接到汇电板10的正引线框架12的连接端子26和负引线框架14的连接端子24，对于每个电容器，引线框架的连接端子可以是相同或不同的。
特别地，电子板30可以包括第一电容器32a-32d和第二电容器32e-32h。第一电容器例如是位于上述电感器18上游的电容器，第二电容器例如是位于上述电感器18的下游的电容器。上游-下游方向对应于从电网到连接电子过滤器的负载的方向。
电子板30还可以包括多个第一电容器32a-32d和第二电容器32e-32h。
正和负引线框架12,14可以包括分别电连接到第一或每个第一电容器32a-32d和电感器18的一个或多个连接端子26,24。同样地，正和负引线框架12,14还可以包括分别电连接到第二或每个第二电容器32e-32h和电感器18的一个或多个连接端子26,24。
可以将该电容器或每个电容器32a-32h表面安装在电子板30上。换句话说，根据本发明的电子板可以在使用表面贴装装置(SMD)沉积方法的标准生产线上制造，从而降低电子过滤器的生产成本。
有利地，电子板上的电子过滤器的电容器的布置允许去除汇电板上的接收电容器的空间，以及用于将电容器电连接到引线框架的连接端子的工具的通道所需的空间。
图6表示根据本发明的电子过滤器的电路图。
电容器32a-32d，32e-32h可以彼此电并联地装配。
电感器18可以与电容器32a-32d，32e-32h电串联地装配。例如，在图4中，电感器18旨在与电容器组32a-32d和电容器组32e-32h电串联地装配，每组电容器包括四个电容器。特别地，电容器32a-32d可以彼此电并联地装配，并且这些电容器的组与电感器18串联地装配。类似地，电容器32e-32h可以彼此电并联地装配，并且这些电容器的组与电感器18串联地装配。
如图4所示，汇电板10和电子板30面对面布置。
特别地，正和负引线框架12，14的连接端子26,24从汇电板10向电子板30特别地横向地(例如基本垂直地)延伸。
电子板可以包括接收连接端子24,26的孔34。特别地，连接端子24,26可以为销的形式。
电子板可以包括连接到电容器32a-32h的一个或多个电迹线。
电子板30和连接端子24,26可以适于使得连接端子24,26可以电连接到电子板30的该电迹线或每个电迹线。
连接端子24,26可以通过选择波方式或通过任何其他方式焊接到该电迹线或每个电迹线，例如全波峰焊、电焊、烙铁或激光焊接。
本发明还涉及包括电子设备的特别是用于机动车辆的电动增压器。
电子设备包括电机和变压器。特别地，变压器装配在电机上。
变压器旨在控制电机和电功率供应源之间交换的电能。
变压器包括如前所述的电子过滤器。
图7和图8示出了示例性电力增压器300，包括变压器320和特别是旋转电机的电机200。值得注意的是，电动增压器300被配置为放置在车辆内部以压缩车辆的内燃机的入口气体。特别地，电网是车辆的电网，并且包括为所述电网供电的电池。增压器300包括用于压缩内燃机的入口空气的压缩机叶轮310，并且电力增压器300与其组合地装配。压缩机叶轮310由电机200旋转驱动。值得注意的是，增压器300可以包括壳体330，壳体330包括压缩机叶轮310、电机200以及变压器320。该壳体330可以是几个部分，这几个部分彼此装配以形成壳体330。
在变压器320中，电子过滤器可以装配在表面115上。该表面115特别垂直于电机200的旋转轴线Δ。特别地，支撑表面115可以是分离壳体330的两个腔的壁的面。例如，支撑表面115可以是将包括变压器320的壳体330的腔与包括电机200的另一个腔分离的壁331的面。电子过滤器特别地电连接到控制与电机200交换的能量的电子部件(未示出)，以便为这些电子部件供电。电子过滤器可以通过位于上述电感器18的下游的特别地在图3和图8中示出的端子A，B连接到这些电子部件。电子过滤器通过位于上述电感器18的上游的特别地在图3和8中示出的端子C，D特别地连接到电网。
在图7和图8所示的示例中，电机200特别地位于变压器320和压缩机叶轮310之间。因此，变压器320被放置在电动增压器300的轴端。可以引入盖，以被支撑在壳体330上的同时关闭变压器320。电机200可以沿着变压器320和压缩机叶轮310之间的旋转轴线Δ定位，即在对应于变压器320的轴向区域和对应于压缩机叶轮310的轴向区域之间。然而，压缩机叶轮310、电机200以及变压器320的布置可以不同。例如，变压器320可以放置在电机200和压缩机叶轮310之间。
变压器还可以包括电子开关。
电子开关配置为接收与电机和电子控制板交换的电流。电子控制板配置为控制所述电子开关的状态。
优选地，电子控制板包括电子过滤器的电子板。
特别地，电子板可以包括第一部分和第二部分，第二部分不同于第一部分。电子板的第一部分可以包括电子过滤器的该电容器或每个电容器，且电子板的第二部分包括用于控制所述电子开关的状态的电子部件。

Claims (11)

1.一种电子过滤器(100)，用于过滤电子设备的供应功率、特别是放置在机动车辆内的电子设备的供应功率，包括：
-用于在电功率供应源与电机之间交换电能的汇电板(10)，所述汇电板(10)包括：
-用于在电网和所述电机之间传输电流的至少一个引线框架(12,14)，所述至少一个引线框架(12,14)部分地包覆有电绝缘材料，以及
-电连接到所述至少一个引线框架(12,14)的电感器(18)，
其特征在于，所述电子过滤器(100)包括：
-包括至少一个电容器(32a-32h)的电子板(30)，
所述电子板(30)的所述至少一个电容器(32a-32h)电连接到所述汇电板(10)的所述至少一个引线框架(14,12)的连接端子(24,26)。
2.根据权利要求1所述的电子过滤器，其中，所述电容器或每个电容器(32a-32h)表面安装在所述电子板(30)上。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电子过滤器，其中，所述汇电板(10)和所述电子板(30)面对面布置，使得所述至少一个引线框架(14,12)的所述连接端子(24,26)从所述汇电板(10)朝向所述电子板(30)延伸。
4.根据前一权利要求所述的电子过滤器，其中，所述至少一个引线框架(14,12)的所述连接端子(24,26)从所述汇电板(10)朝向所述电子板(30)横向地、特别是基本上垂直地延伸。
5.根据权利要求3或4所述的电子过滤器，其中，所述电子板(30)包括接收所述连接端子(24,26)的孔(34)，所述连接端子为销的形式，所述电子板(30)和所述连接端子(24,26)适于使得所述连接端子(24,26)电连接到所述电子板(30)的电迹线，所述电迹线连接到所述电容器(32a-32h)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电子过滤器，其中，所述电子板(30)包括第一和第二电容器(32a-32d，32e-32h)，
其中，所述汇电板(10)包括第一正引线框架(12)、第一负引线框架(14)、第二正引线框架(12)以及第二负引线框架(14)，所述第一正引线框架(12)包括电连接到所述第一电容器(32a-32d)的连接端子(26)，所述第一负引线框架(14)包括电连接到所述第一电容器(32a-32d)的连接端子(24)，所述第二正引线框架(12)包括电连接到所述第二电容器(32e-32h)的连接端子(26)，所述第二负引线框架(14)包括电连接到所述第二电容器(32e-32h)的连接端子(24)，
其中，所述电感器(18)电连接到所述第一和第二引线框架(12,14)中的每个。
7.一种变压器(320)，用于控制在电机(200)和电功率供应源之间交换的电能，包括根据前述权利要求中任一项所述的电子过滤器(100)。
8.根据前一权利要求所述的变压器(320)，包括配置为接收与所述电机交换的电流的电子开关，以及配置为控制所述电子开关的状态的电子控制板，所述电子控制板包括所述电子过滤器(100)的所述电子板(30)。
9.根据前一权利要求所述的变压器(320)，其中，所述电子板(30)的第一部分包括所述电子过滤器(100)的所述电容器(32a-32h)，且所述电子板(30)的与所述第一部分不同的第二部分包括用于控制所述电子开关的状态的部件。
10.一种电子设备，包括电机(200)和根据权利要求7至9中任一项所述的变压器(320)的，其中，所述变压器(320)装配到所述电机(200)。
11.一种电力增压器，特别用于机动车辆，包括根据权利要求10所述的电子设备。
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