CN108631581A - 一种电磁干扰滤除模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电磁干扰滤除模组，包括：壳体，内部形成有容置腔；设置于容置腔内部的电容组，电容组包括至少两个相互并联的电容；置于壳体外部的第一连接件，每一电容的第一引脚均通过连接线与第一连接件相连接；设置于壳体外部的第二连接件，第二连接件能够通过通断装置与至少一个电容的第二引脚连接。本发明实施例，通过设置电容组，且电容组中包括至少两个并联的电容，使得在排查干扰问题时，通过控制通断装置可以使得电容组中至少一个电容连接在第一连接件和第二连接件之间，从而便于通过控制通断装置对不同的容值的电容的电磁干扰滤除效果进行测试，从而方便快捷的选择滤波方案。

Description

一种电磁干扰滤除模组

技术领域

本发明涉及电气领域，特别涉及一种电磁干扰滤除模组。

背景技术

电动汽车集成了电机、电机控制器、压缩机、DC/DC、车载充电机等高压部件，且上述高压、大电流或者高频器件经常出现互相干扰或者干扰低压器件问题。干扰方式主要有两种：首先是通过共用的高压线束在高压器件之间互相传递，对薄弱环节造成电磁干扰；同时高压、大电流、高频系统也会通过耦合方式，例如电机与车架之间或者IGBT与散热器之间存在寄生电容，所产生的干扰就会通过寄生电容导指车体，从而到达低压12V直流的负极，最终影响低压系统。

单个部件的干扰问题通过处理干扰源或者是部件布局可以解决，而低压供电的串扰问题却难以消除。串扰主要来源于电机等感性负载瞬间启动或者断电、车载继电器吸合及断开等瞬间，由于du/dt和di/dt很大，导致共回路的其它敏感器件供电质量受到影响，导致数据丢失、误动作等异常情况。

为排查此类问题，现场需要在整车上临时增加滤波器件，但是验证、确定方案，工程师需要不断地拆装、更换滤波部件、调整器件参数，这种反复、繁重的工作不仅浪费时间，同时在反复拆装车载部件中也造成了一定安全隐患，且优化效率及安全度较低。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种电磁干扰滤除模组，用以实现方便快捷的选择滤波方案。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电磁干扰滤除模组，包括：

壳体，内部形成有容置腔；

设置于所述容置腔内部的电容组，所述电容组包括至少两个相互并联的电容；

设置于所述壳体外部的第一连接件，每一所述电容的第一引脚均通过连接线与所述第一连接件相连接；

设置于所述壳体外部的第二连接件，所述第二连接件能够通过通断装置与至少一个所述电容的第二引脚连接。

进一步的，所述通断装置包括：与所述电容的数量相等的开关元件，每一所述电容的第二引脚分别连接一个所述开关元件，所述开关元件还通过连接线与所述第二连接件相连接；

其中每一所述开关元件均包括：连通状态和断开状态。

进一步的，所述通断装置包括：与所述电容的数量相等的第一插接头和预设数量的第二插接头，每一所述电容的第二引脚分别连接一个所述第一插接头，所述第二连接件通过连接线与所述第二插接头相连接，所述预设数量小于或等于所述电容的数量；

当其中一所述第二插接头与其中一所述第一插接头插接时，所述第一插接头所连接的所述电容与所述第二连接件连通。

进一步的，所述电容组中每一所述电容的容值互不相同，且每一所述电容的容值均介于1uF至50uF之间。

进一步的，所述电磁干扰滤除模组还包括：第一印制电路板，每一所述电容均设置于所述第一印制电路板上。

进一步的，所述第一印制电路板包括：第一连接端和与所述电容的数量相等的第二连接端；

其中每一所述电容的第一引脚均与所述第一连接端连接，且所述第一连接端与所述第一连接件通过连接线相连接；每一所述电容的第二引脚一一对应的与所述第二连接端连接，且至少一个所述第二连接端通过所述通断装置与所述第二连接件连接。

进一步的，所述电容组包括：第一电容组和第二电容组；

所述第一电容组中每一所述电容的容值互不相同，且每一所述电容的容值均介于30uF至1500uF之间；

所述第二电容组中每一所述电容的容值互不相同，且每一所述电容的容值均介于5nF至500nF之间。

进一步的，所述电磁干扰滤除模组还包括：第二印制电路板，所述第二印制电路板的数量与所述电容组的数量相同，每一所述电容组的电容固定于一个所述第二印制电路板。

进一步的，所述壳体包括：

本体，所述本体的内部中空形成所述容置腔，所述容置腔内填充有灌封材料；

与所述本体固定连接的固定板，所述固定板上设置有至少一个用于固定所述壳体的安装孔。

进一步的，所述电磁干扰滤除模组还包括：控制器，所述控制器分别与所述通断装置连接，用于通过控制所述通断装置，使所述第二连接件与至少一个所述电容之间处于连通状态。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种电磁干扰滤除模组，至少具有以下有益效果：

本发明实施例，通过设置电容组，且电容组中包括至少两个并联的电容，使得在排查干扰问题时，通过控制通断装置可以使得电容组中至少一个电容连接在第一连接件和第二连接件之间，从而便于通过控制通断装置对不同的容值的电容的电磁干扰滤除效果进行测试，从而方便快捷的选择滤波方案。

附图说明

图1为本发明一实施例的电磁干扰滤除模组的结构示意图；

图2为本发明实施例电容组固定于印制电路板上的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的电磁干扰滤除模组的结构示意图；

图4为本发明又一实施例的电磁干扰滤除模组的结构示意图；

图5为本发明一实施例的电磁干扰滤除模组的等效电路图；

图6为本发明另一实施例的电磁干扰滤除模组的等效电路图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

参见图1至图6，本发明实施例提供了一种电磁干扰滤除模组，包括：

壳体1，内部形成有容置腔；

设置于所述容置腔内部的电容组，所述电容组包括至少两个相互并联的电容2；

设置于所述壳体1外部的第一连接件3，每一所述电容2的第一引脚均通过连接线与所述第一连接件3相连接；

设置于所述壳体1外部的第二连接件4，所述第二连接件4能够通过通断装置与至少一个所述电容2的第二引脚连接。也就是，所述第二连接件4与通断装置连接，所述通断装置能够与至少一个所述电容2的第二引脚连接。

本发明实施例，电容组中包括至少两个并联的电容2，使得在现场进行电磁干扰问题排查时，可以将本模组并联到受到干扰的模块电源前端，可以通过控制通断装置使得至少一个电容2连接在第一连接件3和第二连接件4之间，且可以控制不同的电容2连接在第一连接件3和第二连接件4之间，从而形成不同的滤波电容值，从而便于试验人员对该容值的电容2的电磁干扰滤除效果快捷的测试，可以方便有效的验证干扰抑制方案有效性。同时通过通断装置可以使得电容组中不同的电容2连接在第一连接件3和第二连接件4之间，还可以同时使多个电容2并联在第一连接件3和第二连接件4之间，从而使得测试人员能够对不同的电容值的电容2的电磁干扰滤除效果进行对比，从而方便快捷的选择滤波方案。

对于通断装置，该装置可以控制任一电容2的第二引脚与第二连接件4处于连接状态或断开状态，从而控制电容组中的每一电容2是否连接在第一连接件3和第二连接件4之间。

参见图1和图4，在本发明一实施例中，所述通断装置包括：与所述电容2的数量相等的开关元件5，每一所述电容2的第二引脚分别连接一个所述开关元件5，所述开关元件5还通过连接线与所述第二连接件4相连接；其中每一所述开关元件5均包括：连通状态和断开状态。

在该实施例中，通断装置包括开关元件5，结合图2可知，可以将每一电容2的第二引脚分别与一开关元件5连接，且开关元件5均与第二连接件4连接，从而在进行测试时，试验人员可以通过控制开关元件5控制电容2的第二引脚与第二连接件4之间处于连通状态或断开状态。对于该开关元件5可以是钮子开关，从而便于试验人员在测试中通过拨动钮子开关实现任一电容2是否连接在第一连接件3和第二连接件4之间，可以理解的是，对于开关元件5上用于控制开关元件5处于连通状态和断开状态的控制杆位于所述壳体1的外部，也就是开关固定在封装外壳上，开关元件5上用于与电容2和第二连接件4连接的引脚均位于容置腔内。

参见图3，对于通断装置，本发明还提供了另一实施例中，在本发明另一实施例中，所述通断装置包括：与所述电容2的数量相等的第一插接头6和预设数量的第二插接头7，每一所述电容2的第二引脚分别连接一个所述第一插接头6，所述第二连接件4通过连接线与所述第二插接头7相连接，所述预设数量小于或等于所述电容2的数量；当其中一所述第二插接头7与其中一所述第一插接头6插接时，所述第一插接头6所连接的所述电容2与所述第二连接件4连通。

在该实施例中，通断装置为分体式的插接件，通过第一插接件和与第一插接件分体设置的第二插接件插接，实现将任一电容2连接在第一连接件3和第二连接件4之间。参见图3可知，电容组在每一电容2的第二引脚均与第一插接件连接，且第一插接件上用于插接的部分外露于壳体1，用于连接的引脚设置在容置腔内，与第一插接件分体设置的第二插接件通过连接线与第二连接件4连接，在测试时，试验人员将第二插接件插入第一插接件中，实现将任一电容2连接在第一连接件3和第二连接件4之间。

可以理解的是，由于电容2的数量的设置是有限的，为了实现更多的组合，通过将电容2并联，可以实现将两个或以上的电容2同时并联在第一连接件3和第二轮连接件之间时，并联产生一新的电容值，从而实现更多的组合，从而使得测试人员能够对不同的电容值的电容2的电磁干扰滤除效果进行对比，从而方便快捷的选择滤波方案。同时，由于测试并不是精确的选择一合适的电容值，仅是选择出较优的电容值，缩小电容值选取的范围，便于后续进一步的试验，所以在本发明实施例中，当通断装置为分体式的插接件时，第二插接件的数量可以选择为3个或4个，而不需要与第一插接件的数量相同。

其中，车载高压设备中有复杂的干扰源，其中除了开关器件会产生高频、高强度的电磁干扰外，感性负载，例如驱动电机、压缩机等，甚至是较长的高压线缆在高频下也会呈现感性，从而出现宽频带、高脉冲的瞬态干扰。由于不同容值的电容2可以实现不同的去干扰功能，故而在本发明一实施例中，所述电容组中每一所述电容2的容值互不相同，且每一所述电容2的容值均介于1uF至50uF之间。

参见图5所示的电气原理图，其中V+与V-分别为电动汽车高压线束的正极与负极；输入侧在这里定义为电池包侧或者高压设备中的干扰源侧；输出侧定义为高压敏感设备侧。C1，C2……Cn为用于去除差模干扰的电容；S1，S2……Sn为对应的通断装置。S1—Sn可以有选择的打开，从而得到不同容值的用于去除差模干扰的电容组，对干扰形成不同抑制效果。可以采用无极性材料的电容，从而在实际使用中可以忽略V+与V—的区别。

其中，在本实施例中，对于电容2要满足车用安规要求，例如额定电压、耐压、绝缘等级等，材质推荐使用不低于X2类的薄膜安规电容。

由于差模干扰频率较之共模干扰低，且作为正负极之间的并联器件，没有漏电流的限值，因此容值一般在uF级别才能有明显的干扰抑制效果。下面提供一可选的实施例，例如C1＝1uF，C2＝2uF，C3＝5uF，C4＝10uF，C5＝20uF，C6＝30uF……。

参见图2，所述电磁干扰滤除模组还包括：第一印制电路板8，每一所述电容2均设置于所述第一印制电路板8上。将不同容值电容2焊接到印制电路板上，便于固定及通过印制电路板与连接线连接，同时印制电路板的四角可以预留固定孔，便于和壳体1固定。

参见图2，所述第一印制电路板包括：第一连接端和与所述电容2的数量相等的第二连接端；其中每一所述电容2的第一引脚均与所述第一连接端连接，且所述第一连接端与所述第一连接件3通过连接线相连接；每一所述电容2的第二引脚一一对应的与所述第二连接端连接，且至少一个所述第二连接端通过所述通断装置与所述第二连接件4连接。

在本发明另一实施例中，为了对低压系统电磁干扰旁路及去耦，所述电容组包括：第一电容组和第二电容组；所述第一电容组中每一所述电容的容值互不相同，且每一所述电容的容值均介于30uF至1500uF之间；所述第二电容组中每一所述电容2的容值互不相同，且每一所述电容2的容值均介于5nF至500nF之间。

参见图6，其中V+与V-可以分别为电动汽车12VDC的正极与负极；输入侧在这里定义为干扰源侧；输出侧定义为敏感设备侧。本发明实施例的模组作为干扰源与敏感源之间的并联器件，可对高频干扰进行有效抑制。其中C1，C2……C12为滤波电容，滤波电容这里分为高频旁路电容与低频去耦电容，旁路电容选用nF级的贴片电容，去耦电容选用uF级的电解电容；S1，S2……S12为对应每一路电容的通断装置。其中所用电容要满足车用安规要求，例如额定电压、耐压、绝缘等级等。

下面提供一可选的实施例，例如，第一电容组中C1—C6为uF级低频去耦电容，容值分别约为：C1＝50uF，C2＝100uF，C3＝200uF，C4＝300uF，C5＝400uF，C6＝1000uF；第二电容组中C7—C12为nF级的高频旁路电容，容值分别约为：C7＝10nF，C8＝20nF，C9＝50nF，C10＝100nF，C11＝200nF，C12＝300nF；其中uF级电容由于容值大，可有效抑制低频干扰；nF级小电容由于体积、寄生参数小，谐振频率高，因此可以抑制较高频率干扰。通过结合两种电容可以对高低频的干扰进行互补性的滤波。

在该实施例中，所述电磁干扰滤除模组还包括：第二印制电路板，所述第二印制电路板的数量与所述电容组的数量相同，每一所述电容组的电容固定于一个所述第二印制电路板。

由于上述两种电容的体积差别大，因此分别设计两种PCB板，其中uF级电容可以使用引线式的电解电容，nF级电容可以使用表贴式电容，两种PCB除了器件固定方式、尺寸有差异外，引出线方式及相对布局均相同。

可以理解的是，上述两个实施例的电容的设置实现了不同的去干扰功能，为了实现其中一种或多种去干扰功能时，可以设置相应的电容组实现相应的功能，也就是，电容组包括一下：电容组#1：每一所述电容的容值均介于1uF至50uF之间、电容组#2：每一所述电容的容值均介于30uF至1500uF之间和电容组#3：每一所述电容的容值均介于5nF至500nF之间中的至少一者。

进一步的，所述壳体1包括：本体，所述本体的内部中空形成所述容置腔，所述容置腔内填充有灌封材料；与所述本体固定连接的固定板，所述固定板上设置有至少一个用于固定所述壳体1的安装孔9。

在容置腔内填充灌封材料可以有效保护内部的器具，保证在行车测试中进行简单固定保证测试安全，对于灌封材料可以选用环氧类或者硅胶类灌封材料。为了便于现场调试及使用安全，壳体1可以采用塑料制成。安装孔9的设置便于需要临时固定时将壳体1方便快捷的固定。

其中对于与第一连接件3和第二连接件4连接的连接线，优选为不小于12AWG的导线，且当用于去除差模干扰时，连接线的长度优选为小于或等于150mm，以保证滤波效果。当用于去除耦合和旁路干扰时，连接线的长度优选为小于或等于100mm，以保证高频干扰的滤波效果。

参见图1，对于第一连接件3和第二连接件4可以是鳄鱼夹，以方便现场连线。参见图3和图4，第一连接件3和第二连接件4还可以是转接用的冷压端子，俗称OT。

在上述实施例中，本发明提供了两种手动控制式的通断装置，对于通断装置还可以是电控式的，在本发明又一实施例中，所述电磁干扰滤除模组还可以包括：控制器，所述控制器分别与所述通断装置连接，用于通过控制所述通断装置，使所述第二连接件4与至少一个所述电容之间处于连通状态。

综上，本发明实施例，通过设置电容组，且电容组中包括至少两个并联的电容，使得在排查干扰问题时，通过控制通断装置可以使得电容组中至少一个电容连接在第一连接件3和第二连接件4之间，从而便于通过控制通断装置对不同的容值的电容的电磁干扰滤除效果进行测试，从而方便快捷的选择滤波方案。

此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁干扰滤除模组，其特征在于，包括：

壳体，内部形成有容置腔；

设置于所述容置腔内部的电容组，所述电容组包括至少两个相互并联的电容；

设置于所述壳体外部的第一连接件，每一所述电容的第一引脚均通过连接线与所述第一连接件相连接；

设置于所述壳体外部的第二连接件，所述第二连接件能够通过通断装置与至少一个所述电容的第二引脚连接。

2.根据权利要求1所述的电磁干扰滤除模组，其特征在于，所述通断装置包括：与所述电容的数量相等的开关元件，每一所述电容的第二引脚分别连接一个所述开关元件，所述开关元件还通过连接线与所述第二连接件相连接；

其中每一所述开关元件均包括：连通状态和断开状态。

3.根据权利要求1所述的电磁干扰滤除模组，其特征在于，所述通断装置包括：与所述电容的数量相等的第一插接头和预设数量的第二插接头，每一所述电容的第二引脚分别连接一个所述第一插接头，所述第二连接件通过连接线与所述第二插接头相连接，所述预设数量小于或等于所述电容的数量；

当其中一所述第二插接头与其中一所述第一插接头插接时，所述第一插接头所连接的所述电容与所述第二连接件连通。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电磁干扰滤除模组，其特征在于，所述电容组中每一所述电容的容值互不相同，且每一所述电容的容值均介于1uF至50uF之间。

5.根据权利要求4所述的电磁干扰滤除模组，其特征在于，所述电磁干扰滤除模组还包括：第一印制电路板，每一所述电容均设置于所述第一印制电路板上。

6.根据权利要求5所述的电磁干扰滤除模组，其特征在于，所述第一印制电路板包括：第一连接端和与所述电容的数量相等的第二连接端；

其中每一所述电容的第一引脚均与所述第一连接端连接，且所述第一连接端与所述第一连接件通过连接线相连接；每一所述电容的第二引脚一一对应的与所述第二连接端连接，且至少一个所述第二连接端通过所述通断装置与所述第二连接件连接。

7.根据权利要求1至3任一项所述的电磁干扰滤除模组，其特征在于，所述电容组包括：第一电容组和第二电容组；

所述第一电容组中每一所述电容的容值互不相同，且每一所述电容的容值均介于30uF至1500uF之间；

所述第二电容组中每一所述电容的容值互不相同，且每一所述电容的容值均介于5nF至500nF之间。

8.根据权利要求7所述的电磁干扰滤除模组，其特征在于，所述电磁干扰滤除模组还包括：第二印制电路板，所述第二印制电路板的数量与所述电容组的数量相同，每一所述电容组的电容固定于一个所述第二印制电路板。

9.根据权利要求1所述的电磁干扰滤除模组，其特征在于，所述壳体包括：

本体，所述本体的内部中空形成所述容置腔，所述容置腔内填充有灌封材料；

与所述本体固定连接的固定板，所述固定板上设置有至少一个用于固定所述壳体的安装孔。

10.根据权利要求1所述的电磁干扰滤除模组，其特征在于，所述电磁干扰滤除模组还包括：控制器，所述控制器分别与所述通断装置连接，用于通过控制所述通断装置，使所述第二连接件与至少一个所述电容之间处于连通状态。