CN108370196A

CN108370196A - 抗干扰装置、电子组件和抗干扰装置的用途

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Publication number: CN108370196A
Application number: CN201680074767.6A
Authority: CN
Inventors: D.布格尔
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-08-03
Anticipated expiration: 2036-11-28
Also published as: US20190068029A1; US10770954B2; DE102015226177A1; CN108370196B; WO2017108341A1

Abstract

本发明涉及一种用于具有正的高电压极（108）和负的高电压极（109）的电子组件的抗干扰装置（100），所述抗干扰装置具有至少一个电容模块（101、101'、101"），每个电容模块具有：至少一个第一电容器（103），所述正的高电压极（108）通过所述第一电容器接地；至少一个第二电容器（104），所述负的高电压极（109）通过所述第二电容器接地，以及至少一个第三电容器（107），其连接在所述正的高电压极（108）和所述负的高电压极（109）之间；并且/或者所述抗干扰装置还具有至少一个电感模块（102），每个电感模块具有围绕所述正的高电压极（108）和所述负的高电压极（109）缠绕的至少一个共模扼流圈（112）；其中所述电容模块（101、101'、101"）和/或电感模块（102）串联连接。

Description

抗干扰装置、电子组件和抗干扰装置的用途

技术领域

本发明涉及一种用于电子组件的抗干扰装置、电子组件以及用于车辆的电动马达的抗干扰装置的用途。

背景技术

电子构件、特别是钟控逆变器（脉冲逆变器），在运行中会产生电的共模或差模干扰参量。为了符合法定的EMV要求，因此有必要抗干扰或屏蔽载流的线路。

例如由EP 2 906 030 A1已知一种用于这种待屏蔽的电子组件的抗干扰装置。

通常，仅整个电子装置经受法定的EMV（电磁兼容性）要求的限制，然而其各个电子组件不经受限制。例如，这对于具有电动或混合动力电动驱动的车辆就是这种情况。然而，取决于电驱动系统在电动车辆或混合动力电动车辆中的集成度，整个车辆的辐射可能不同。因此对诸如逆变器组件的电子组件提供了依赖于车辆的构造的单独的EMV要求。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种具有权利要求1的特征的用于具有正的高电压极和负的高电压极的电子组件的抗干扰装置。

本发明因此提供了用于具有正的高电压极和负的高电压极的电子组件的抗干扰装置，并且该抗干扰装置具有至少一个电容模块。每个电容模块包括至少一个第一电容器、至少一个第二电容器以及至少一个第三电容器，正的高电压极通过所述第一电容器接地，负的高电压极通过所述第二电容器接地，并且所述第三电容器连接在所述正的高电压极和所述负的高电压极之间。此外，抗干扰装置包括至少一个电感模块，每个电感模块具有至少一个共模扼流圈，所述共模扼流圈围绕正的高电压极和负的高电压极缠绕，其中，电容模块和/或电感模块串联连接。在此，高电压极尤其是载流的线路或汇流条，在其之间施加高电压。高电压是例如200至800伏特之间的电压、例如用于混合动力/电动车辆的电气组件。

根据另一方面，本发明提供具有权利要求9的特征的电子组件。

本发明因此提供了一种具有正的高电压极和负的高电压极以及至少一个抗干扰装置的电子组件。

根据另一方面，本发明提供了具有权利要求11的特征的用于车辆的电动马达的抗干扰装置的用途。

因此，本发明提供了一种用于具有逆变器、尤其脉冲逆变器和电动马达的车辆的电传动系的抗干扰装置的用途，其中正的高电压极和负的高电压极与电动马达的逆变器连接。

优选的改进方案是相应的从属权利要求的主题。

本发明的优点

根据本发明的抗干扰装置具有用于EMV抗干扰的简单的可扩展性的优点。根据排放要求，特定选定数量的电容模块或电感模块可以相互组合。因此，可以在较低的辐射特性的情况下使用仅较少数量的电容模块和电感模块、例如在屏蔽良好的且符合EMV而敷设的线路或高电压极中。对于中等强度的或较强的辐射特性、尤其在使用具有较小的屏蔽阻尼的或不符合EMV的电源管理的电缆屏蔽的情况下，或者即使当使用屏蔽不良的线路（例如电池和逆变器之间）时，也可以安装较大数量的电容模块和电感模块。由于具有可扩展性，抗干扰装置可以根据EMV要求进行精确地调整，而不会超过或低于EMV要求。

因此，本发明提供了一种非常成本有利的抗干扰装置，其可以容易地适用于单独的要求和现有的构造空间。通过使用单个的电容或电感模块，可以以节省空间的方式对其进行安装。因此，开发成本和构件成本明显低于单独适用于个别情况的干扰过滤器方案开发的情况。

根据抗干扰装置的一种优选的改进方案，所述至少一个电感模块的共模扼流圈额外地围绕布置在正的高电压极和负的高电压极之间的磁芯缠绕。通过使用这种磁性的分离接片，共模扼流圈的漏电感增加。

根据抗干扰装置的一种优选的改进方案，所述至少一个电容模块具有用于电磁屏蔽的电容模块壳体，所述电容模块壳体包围或屏蔽所述至少一个第一电容器、所述至少一个第二电容器和所述至少一个第三电容器。通过使用用于电磁屏蔽的电容模块壳体，可以提高抗干扰装置的EMV兼容性。尤其特别地，可以由此有效地屏蔽强烈电磁加载的子区域。

根据抗干扰装置的一种优选的改进方案，正的高电压极和负的高电压极布置在电容模块壳体的外部，其中在正的高电压极的和负的高电压极的背向电容模块壳体的一侧上构造有电绝缘的并且可导热的层。抗干扰装置因此提供了有目的地散热各个组件的可能性。特别地，电容模块的电容器通常不允许在大约110℃的温度以上运行。通过可导热的层确保了额外的散热路径，由此散热正的高电压极或负的高电压极。因此热量在减小的程度上被排出到电容模块或电感模块。由此，可以降低电容器或共模扼流圈的运行温度并确保抗干扰装置的可靠的运行。

根据抗干扰装置的一种优选的改进方案，所述至少一个电容模块的所述至少一个第一电容器通过第一阻尼电阻接地，其中所述至少一个电容模块的所述至少一个第二电容器通过第二个阻尼电阻接地。

根据抗干扰装置的一种优选的改进方案，所述至少一个电容模块的所述至少一个第一电容器的和/或所述至少一个第二电容器的和/或所述至少一个第三电容器的触头通过旋拧和/或夹紧和/或插接和/或焊接与正的高电压极和/或负的高电压极连接。

根据抗干扰装置的一种优选的改进方案，所述至少一个电感模块具有用于电磁屏蔽的电感模块壳体，所述电感模块壳体包围或屏蔽所述至少一个共模扼流圈。

根据抗干扰装置的一种优选的改进方案，电感模块壳体和/或电容模块壳体可通过旋拧和/或夹紧和/或插接和/或焊接彼此连接。由此，模块可以很容易地被彼此组合和安装。

根据抗干扰装置的一种优选的改进方案，电子组件具有壳体，其中正的高电压极通过所述至少一个电容模块的所述至少一个第一电容器通过与壳体接触而接地，并且其中，负的高电压极通过所述至少一个电容模块的所述至少一个第二电容器通过与壳体接触而接地。

附图说明

其中：

图1示出了具有根据本发明的一种实施方式的抗干扰装置的电子组件的示意性框图；

图2示出了共模扼流圈的横截面图；

图3示出了根据本发明的一种实施方式的电容模块的横截面图；

图4示出了根据本发明的一种实施方式的电容模块的俯视图；

图5、6示出了根据其他的实施方式的电容模块的横截面图；以及

图7a、b；图8a、b示出了根据本发明的一种实施方式的电子组件的横截面图或俯视图。

在所有附图中，除非另有说明，否则相同或功能相同的元件和装置具有相同的附图标记。此外，除非另外指明，否则各种实施方式可以相互组合。

具体实施方式

图1示出了具有根据本发明的一种实施方式的抗干扰装置100的电子组件的示意性框图。在电子组件中，两条导体导轨在电源110（特别是脉冲逆变器）和电负载111（特别是用于车辆的电动马达或混合动力马达）之间延伸并且形成正的高电压极108和负的高电压极109。

抗干扰装置100包括三个电容模块101和两个电感模块102。电容模块101或电感模块102在此彼此串联连接，其中模块的顺序交替进行。

在此，每个电容模块101包括第一电容器103，正的高电压极108通过该第一电容器通过触头114接地。此外，每个电容模块101包括第二电容器104，负的高电压极109通过该第二电容器通过第二触头115接地。第一电容器103或第二电容器104在此通过第一阻尼电阻105或第二阻尼电阻106接地。此外，第三电容器107连接在正的高电压极108和负的高电压极109之间。第一至第三电容器103、104、107可以尤其是膜电容器或陶瓷电容器。

每个电感模块102包括至少一个共模扼流圈112。在图2中，描绘了共模扼流圈112的横截面图。在此，共模扼流圈112由导电材料构成，该导电材料围绕正的高电压极108和负的高电压极109缠绕匝数1。优选地，磁芯113或接片此外被构造在正的高电压极108和负的高电压极109之间，所述磁芯或接片同样被共模扼流圈112卷绕。

在此，第一或第二电容器103、104用于减少共模干扰参量，或者在更高的频率下，尤其也用于减少正的高电压极108或负的高电压极109的差模干扰参量。第三电容器107用于减少正的高电压极108或负的高电压极109的差模干扰参量。电感模块102用于减少正的高电压极108或负的高电压极109的共模干扰参量。通过磁芯113，电感模块102同样被构造用于减少差模干扰参量。

图3示出了根据本发明第一实施方式的电容模块101的示意性横截面图。在此，电容模块101包括电路板301，第一电容器103和第二电容器104以及布置在第一电容器103和第二电容器104之间的第三电容器107紧固在所述电路板上。电子组件的壳体303位于电路板301的背向第一至第三电容器103、104、107一侧上。在距电路板301和壳体303之间到壳体303的距离H处以彼此平行的距离d延伸有正的高电压极108和负的高电压极109。电容模块101的电路板301通过导电的第一连接元件305或导电的第二连接元件306、尤其通过旋拧和/或夹紧和/或插接和/或焊接与正的高电压极108或负的高电压极109连接。正的高电压极108通过第一连接元件305、第一阻尼电阻303、第一电容器103、金属的第一连接凸耳308和金属的第一螺钉302通过壳体303接地。负的高电压极109通过第二连接元件306、第二阻尼电阻304、第二电容器104、金属的第二连接凸耳309和金属的第二螺钉307通过壳体303接地。此外，正的高电压极108和负的高电压极109通过第一连接元件、第三电容器107和第二连接元件306彼此连接。

图4示出了根据第一实施方式的电容模块101的俯视图。电容模块101优选地仅具有四个电接口，各一个接头用于连接到正的高电压极108和负的高电压极109，以及各一个连接，通过该连接第一或第二电容器103或104可以接地。在图3和4所示的实施方式中，四个电接口对应于第一和第二连接元件305、306以及第一和第二螺钉302、307。

图5示出了根据本发明第二实施方式的电容模块101'。在此，壳体303在正的高电压极108和负的高电压极109下方具有加宽部402，其中在加宽部402与正的高电压极108或负的高电压极109之间布置有由电绝缘的且可导热的材料制成的层401，该层被构造用于通过壳体303的加宽部402引出由正的高电压极108或负的高电压极109排出的热量。

图6示出了根据本发明第三实施方式的电容模块101"的横截面图。电容模块101”还具有包围第一电容器103、第二电容器104和第三电容器107的电容模块壳体601并且借助于第一螺钉302或第二螺钉307紧固在壳体303上。电容模块壳体601在此尤其被构造用于电容模块101"的电磁屏蔽。

电感模块102优选具有电感模块壳体，其被构造用于相应的电感模块102的电磁屏蔽。

优选地，电感模块壳体或电容模块壳体601可以通过相应的接头彼此插接或旋拧。

优选地，电容模块或电感模块的尺寸匹配于正的高电压极108或负的高电压极109的尺寸、尤其高度和宽度。

图7图示了电子组件700、尤其用于车辆的混合动力电动马达或电动马达，其中，图7a是俯视图并且图7b是侧视图。被构造为汇流条的第一正的高电压极108和第二正的高电压极109从第一高电压插头701朝频率转换器703延伸，并且随后通过三个相接头704、705和706达到第二高电压插头702。电子组件700还具有门驱动器708。第一或第二高电压插头702或701在此位于电子组件700的上侧面上。在此，在正的高电压极108和负的高电压极109上布置有电容模块101和电感模块102以及电路板707。

图8图示了根据本发明另一实施方式的电子组件800，其中在图8a中以俯视图并且在图8b中以侧视图示出。与图7所示的电子组件700相比，第一插头702或第二插头701在此布置在电子组件800的侧面上。

根据需要，可以布置任意数量的电容模块101或电感模块102。

抗干扰装置100尤其可以用于具有逆变器、尤其脉冲逆变器110和电动马达111的车辆的电传动系，其中正的高电压极108和负的高电压极109与逆变器110连接、尤其通过图7和8中所示的电子组件的第一高电压插头701。

电容模块或电感模块的连接不限于所提及的实施方式。因此，可以使用任何数量的电容模块或电感模块以及任意的连接顺序。例如，可以使用串联电路C-L-L-C-L-L-C、C-C-L-C-C-L-C-C或C-L-C-L-C-L-C-L，其中C代表电容模块并且L代表电感模块并且给出了串联连接的顺序。这里的长度和组合都不受限制。

Claims

1.一种用于具有正的高电压极（108）和负的高电压极（109）的电子组件的抗干扰装置（100），所述抗干扰装置具有至少一个电容模块（101、101'、101"），每个电容模块具有：

至少一个第一电容器（103），所述正的高电压极（108）通过所述第一电容器接地；

至少一个第二电容器（104），所述负的高电压极（109）通过所述第二电容器接地，以及

至少一个第三电容器（107），其连接在所述正的高电压极（108）和所述负的高电压极（109）之间；并且/或者

所述抗干扰装置还具有至少一个电感模块（102），每个电感模块具有围绕所述正的高电压极（108）和所述负的高电压极（109）缠绕的至少一个共模扼流圈（112）；

其中所述电容模块（101、101'、101"）和/或电感模块（102）串联连接。

2.根据权利要求1所述的抗干扰装置（100），

其中所述至少一个电感模块（102）的所述共模扼流圈（112）额外地围绕布置在所述正的高电压极（108）与所述负的高电压极（109）之间的磁芯（113）缠绕。

3.根据权利要求1或2所述的抗干扰装置（100），

其中，所述至少一个电容模块（101、101'、101"）具有用于电磁屏蔽的电容模块壳体（601），所述电容模块壳体包围所述至少一个第一电容器（103）、所述至少一个第二电容器（104）以及所述至少一个第三电容器（107）。

4. 根据权利要求3所述的抗干扰装置（100），

其中，所述正的高电压极（108）和所述负的高电压极（109）布置在所述电容模块壳体（601）的外部；并且

其中，在所述正的高电压极（108）和所述负的高电压极（109）的背向所述电容模块壳体（601）一侧上构造有电绝缘的并且可导热的层（401）。

5. 根据权利要求1至4中任一项所述的抗干扰装置（100），

其中，所述至少一个电容模块（101、101'、101"）的所述至少一个第一电容器（103）通过第一阻尼电阻（105）接地，并且

其中，所述至少一个电容模块（101、101'、101"）的所述至少一个第二电容器（104）通过第二阻尼电阻（106）接地。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的抗干扰装置（100），

其中，所述至少一个电容模块（101、101'、101"）的所述至少一个第一电容器（103）的和/或所述至少一个第二电容器（104）的和/或所述至少一个第三电容器（107）的触头（305、306）通过旋拧和/或夹紧和/或插接和/或焊接与正的高电压极（108）和/或负的高电压极（109）连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的抗干扰装置（100），

其中，所述至少一个电感模块（102）具有包围所述至少一个共模扼流圈（112）的电感模块壳体以用于电磁屏蔽。

8.根据权利要求7所述的抗干扰装置（100），

其中，所述电感模块壳体和/或电容模块壳体（601）可通过旋拧和/或夹紧和/或插接和/或焊接彼此连接。

9. 一种电子组件（700、800），其具有

正的高电压极（108）和负的高电压极（109）；以及

至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的抗干扰装置（100）。

10.根据权利要求8所述的电子组件（700、800），

其中，所述电子组件包括壳体（402）；并且其中所述正的高电压极（108）通过所述至少一个电容模块（101、101'、101"）的所述至少一个第一电容器（103）通过与所述壳体（402）接触而接地，并且其中，所述负的高电压极（109）通过所述至少一个电容模块（101、101'、101"）的所述至少一个第二电容器（104）通过与所述壳体（402）接触而接地。

11.用于具有逆变器（110）和电动马达（111）的车辆的电传动系的根据权利要求1至8中任一项所述的抗干扰装置的用途，其中所述正的高电压极（108）和所述负的高电压极（109）与所述电动马达的所述逆变器（110）连接。