CN109787423A - 一种emc滤波模组及其电机控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动车领域，尤其涉及一种EMC滤波模组及其电机控制器，所述EMC滤波模组包括：导流柱和磁芯组成的磁力组件，以及电力组件，电力组件的PCB上设有一级滤波电路和二级滤波电路，一级滤波电路的输入端与第一母排连接，二级滤波电路输出端与第二母排连接；与电力组件形成封闭结构的外壳，磁力组件固定设置在外壳内部，导流柱的第一端伸出外壳，第二端紧贴第二母排；其中，第一母排和导流柱的第一端连接输入母排，第二母排连接输出母排。本发明将EMC滤波模组模块化设计，且只有一层PCB，结构紧凑，占用空间小，有利于提高电机控制器的功率密度，针对不同的电机控制器，只需要调整安规电容的参数即可使用，无需重新开发方案，有利于降低成本。

Description

一种EMC滤波模组及其电机控制器

技术领域

本发明涉及电动车领域，尤其涉及一种EMC滤波模组及其电机控制器。

背景技术

20世纪70年代，全球能源危机和环境问题使得电动汽车行业得到重新发展的机会，电机控制器作为电动汽车核心三电之一，其稳定性和可靠性是整个汽车稳定的关键，而EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性)对电机控制器的稳定性至关重要。

现有的EMC设计包括接地设计、线路板设计、屏蔽与搭接设计、以及滤波设计，而滤波设计是十分直接有效的一种手段，良好的滤波设计即可以防止外界干扰信号传入设备，也可以防止设备产生的干扰信号传到外界。目前市场电机控制器的EMC滤波设计各式各样，往往同一公司的不用产品使用的EMC滤波设计也不一样，未实现模块化，即使部分方案实现了模块化，也对生产工艺有较高要求，即对于每一款产品都要设计一个EMC滤波电路，增加设计成本。

由此可见，现有的EMC滤波设计存在较多的问题，急需解决。

发明内容

基于此，有必要针对上述的问题，提供一种EMC滤波模组及其电机控制器。

在其中一个实施例中，本发明提供了一种EMC滤波模组，包括：

磁力组件，所述磁力组件包括导流柱和磁芯，所述磁芯内部有贯穿孔，所述导流柱有两根，且两根所述导流柱并列穿设在所述磁芯的贯穿孔中，两根所述导流柱彼此不接触，导流柱与磁芯之间也不接触；

电力组件，所述电力组件包括PCB，所述PCB上设有一级滤波电路和二级滤波电路，所述一级滤波电路的输入端与第一母排连接，所述二级滤波电路输出端与第二母排连接；

外壳，所述外壳与所述电力组件形成封闭结构，所述磁力组件固定设置在所述壳体内部，所述导流柱的第一端伸出所述外壳，第二端紧贴所述第二母排；

其中，所述第一母排和导流柱的第一端连接输入母排，所述第二母排连接输出母排。

在其中一个实施例中，本发明还提供一种电机控制器，所述电机控制器的输入端通过上述的一种EMC滤波模组连接直流电源，输出端与电机连接。

本发明实施例中的一种EMC滤波模组及其电机控制器，通过将EMC滤波模组模块化设计，且只有一层PCB，结构紧凑，占用空间小，有利于提高电机控制器的功率密度，针对不同的电机控制器，只需要调整安规电容的参数即可使用，无需重新开发方案，有利于降低成本。

附图说明

图1为一个实施例中提供的EMC滤波模组的整体结构图；

图2为一个实施例中提供的滤波模组原理图；

图3为一个实施例提供的一种EMC滤波模组电力组件中PCB板的结构示意图；

图4为一个实施例提供的一种EMC滤波模组电力组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx单元称为第二xx单元，且类似地，可将第二xx单元称为第一xx单元。

图1为一个实施例提供的一种EMC滤波模组结构示意图，详述如下。

在本发明实施例中，EMC滤波模组由磁力组件、电力组件以及外壳组成，其中，磁力组件由导流柱3和磁芯4构成，磁芯4内部有贯穿孔，导流柱3有两根，且两根导流柱穿设在磁芯4的贯穿孔内，且两个导流柱彼此之间互不接触，导流柱与磁芯之间也互不接触。电力组件包括PCB板2，所述PCB板上设有一级滤波电路和二级滤波电路，图2示出了本发明实施例提供的滤波电路原理图，如图2所示，一级滤波电路与二级滤波电路之间由磁环及导流柱连通。壳体5与电力组件2可拆卸连接，形成封闭结构，磁力组件适配设置在壳体5 的内部，壳体5内设有容纳电力组件2上元器件的空间，且导流柱3的一端伸出壳体外部，用于连接母排，导流柱的另一端与电力组件2上的第二母排连接。

作为本发明一种实施例，导流柱3为金属导体，呈柱体状，用于导电，磁芯4采用铁基非晶纳米晶，作为本发明一种优选的实施例，导流柱3为六棱柱状的T2紫铜，磁芯4采用腰形孔形状，导流柱3穿设在磁芯4的孔内，导流柱 3固定在外壳5上，且两根导流柱彼此之间不接触，导流柱3与磁芯4之间也不接触。

作为本发明一种实施例，图3为一个实施例提供的一种EMC滤波模组电力组件中PCB板的结构示意图，图4为一个实施例提供的一种EMC滤波模组电力组件的结构示意图，结合图3和图4，电力组件2由第一母排8、Y2电容9、 Y3电容10、Y1电容11、第二母排12、电路板13组成。第一母排8、Y2电容9、Y3电容10、Y1电容11、第二母排12通过波峰焊固定在电路板13上，且在电路板13上对称设置其中YI电容和Y2电容构成一级滤波电路，Y3电容构成第二滤波电路。在PCB板上，孔H11、H12用于接地及固定；孔H21、H22、 H31、H32用于波峰焊时定位及焊接第一母排8；孔H41、H51用于波峰焊时定位及焊接第二母排12；孔C41、C42、C61、C62用于波峰焊时定位及焊接Y1 电容11；孔C31、C32、C51、C52用于波峰焊时定位及焊接Y2电容9；孔C11、 C12、C21、C22用于波峰焊时定位及焊接Y3电容10。

本发明的工作原理为：第一母排连接输入母排，输入母排再与电源连接，电源还连接导流柱，输出母排与第二母排连接，电流先经过第一电容和第二电容的初次过滤之后，穿过磁环后到输出母排，在输出之前，再由第三电容进行二次过滤，完成两次过滤。

本发明实施例通过将EMC滤波模组模块化设计，且只有一层PCB，结构紧凑，占用空间小，有利于提高电机控制器的功率密度，针对不同的电机控制器，只需要调整安规电容的参数即可使用，无需重新开发方案，有利于降低成本。

在本发明实施例中，所述一级滤波电路和所述二级滤波电路都至少含有一对电容。

作为本发明一种实施例，滤波电路由电容构成，电容的一端连接在线路上，另一端接地，电容能够很好的对高频和低频干扰谐波进行过滤，作为本发明一种优选的实施例，一级滤波电路共有4个电容，正负母线上各有两个，二级滤波电路有2个电容，正负母线上各一个。

本发明实施例通过一级滤波电路滤掉回路中的高频干扰谐波，通过二级滤波电路过滤掉回路中的低频干扰谐波，使得回路中的干扰谐波降低到可接受范围，滤波效果极佳。

图3为一个实施例提供的一种EMC滤波模组电力组件中PCB板的结构示意图，详述如下：

在本发明实施例中，所述PCB上设有六个焊接区，所述六个焊接区域之间彼此不连通，第一焊接区域、第六焊接区域接地，第二焊接区域、第五焊接区域连接第一母排，第三焊接区域第四焊接区域连接第二母排，所述第一焊接区域与第二焊接区域之间跨接有至少一个第一Y1电容和至少一个第一Y2电容，所述第一焊接区域与第三焊接区域之间跨接有至少一个第一Y3电容，所述第六焊接区域与第五焊接区域之间跨接有至少一个第二Y1电容和至少一个第二Y2 电容，所述第六焊接区域与第四焊接区域之间跨接有至少一个第二Y3电容。

作为本发明一种实施例，第一焊接区域14、第六焊接区域19用于接地，第二焊接区域15、第五焊接区域18连接第一母排8，第三焊接区域16、第四焊接区17连接第二母排12，所述第一焊接区域与第二焊接区域之间跨接第一Y1电容和第一Y2电容，所述第一焊接区域与第三焊接区域之间跨接第一Y3电容，所述第六焊接区域与第五焊接区域之间跨接第二Y1电容和第二Y2电容，所述第六焊接区域与第四焊接区域之间跨接有第二Y3电容，并且导流柱3上端穿过壳体连接输入母排，下端与第二母排连接，用于连通第一过滤电路和第二过滤电路。

本发明实施例通过PCB板的排线布置，通过导流柱和第一母排连通PCB上的第一、第二过滤电路，使得PCB板只有一层结构，结构紧凑，占用空间小，有利于提高电机控制器的功率密度。

在本发明实施例中，所述第一、第六焊接区域上均设有安装孔。

作为本发明一种实施例，如图3所示，在PCB板上的第一、第六焊接区域上均设有安装孔20，如图4所示，安装孔20在电力组件2上对称分布，安装孔20用于安装电力组件2，可以是通过螺栓安装，也可以是通过螺钉安装，所述安装孔的大小与螺栓或者螺钉匹配即可。

本发明实施例通过设置安装孔，电力组件可以通过该安装孔安装，保证电力组件在使用时的稳定性。

在本发明实施例提供的一种EMC滤波模组中，所述导流柱与外壳注塑为一体结构，所述磁芯与外壳之间的空隙灌封有环氧树脂。

在本发明实施例中，导流柱为金属导体材料，外壳为绝缘材料，通过注塑的方式将导流柱与外壳构成一体结构，且导流柱的一端伸出所述外壳，便于导流柱与输入母排连接，磁芯放置在所述外壳内部，且磁芯与外壳之间的缝隙灌封有环氧树脂，保证磁芯的稳定性。

作为本发明一种实施例，导流柱采用T2紫铜，外壳采用绝缘塑料，通过注塑，导流柱固定在外壳上，且导流柱上端超出外壳1.5～2cm，磁芯放置在外壳内部，磁芯放置的位置保证磁芯不与导流柱接触，在磁芯与外壳之间的缝隙灌封环氧树脂。

本发明是实施例通过在磁芯与外壳之间灌封环氧树脂，保证外壳的绝缘性的同时，增加磁力组件的稳定性。

本发明实施例提供的一种EMC滤波模组中，所述导流柱内部沿柱体方向设有贯穿孔。

作为本发明一种实施例，导流柱可以是圆柱体，也可以是棱柱体，具体可以是三棱柱、四棱柱、五棱柱等等，在导流柱内部沿着柱体方向设有贯穿孔，其中贯穿孔的形状可以与导流柱形状相同，也可以不同，在本发明实施例中，导流柱采用六棱柱形状，内部贯穿孔为圆柱形。

本发明实施例提供的一种EMC滤波模组中，所述导流柱通过弹簧与所述第二母排接触。

作为本发明一种实施例，导流柱上端固定在所述外壳上，下端与第二母排 12接触，作为本发明一种优选的实施例，导流柱下端通过弹簧与第二母排接触，所述弹簧为金属材质，具有良好的导电性，可以是与导流柱相同的材质，如T2 紫铜。

本发明实施例将导流柱通过弹簧与第二母排连接，使得导流柱的安装具一定的弹性，更容易完成外壳与电力组件之间的安装。

在发明实施例提供的一种EMC滤波模组中，所述外壳与所述PCB上的电容器件的接触部分涂有固定硅胶。

作为本发明一种实施例，如图1所示，电力组件2中的许多电子元件都具有一定的体积和重量，外壳的内部形状与电力组件2上电子元件适配，外壳的内部设有电力组件2上电子元件的插槽，使得电子元件能够通过外壳进行固定，且外壳与PCB板上电子元件的接触部分涂有固定硅胶，保证模组在使用时产生的震动不会损坏电子元件。

本发明实施例通过在电子元件和外壳之间涂有固定硅胶，保证电子元件安装的稳定性，并保证模组在使用时产生的震动不会损坏电子元件，提高元件使用寿命。

本发明还提供一种电机控制器，所述电机控制器采用上述EMC滤波模组进行滤波，具体的，电机控制器的输入端连接EMC滤波模组的输出母排，直流电源与EMC的输入母排和导流柱连接，然后将电机控制器的输出端与电机的输入接口连接，通过EMC滤波模块对电源进行滤波。

作为本发明一种实施例，上述滤波模组在于不同的电机控制器进行配合使用时，只需要改变输入母排的形状，与电机控制器适配即可。

本发明实施例中的一种EMC滤波模组及其电机控制器，通过将EMC滤波模组模块化设计，且只有一层PCB，结构紧凑，占用空间小，有利于提高电机控制器的功率密度，针对不同的电机控制器，只需要调整安规电容的参数即可使用，无需重新开发方案，有利于降低成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种EMC滤波模组，其特征在于，包括：

磁力组件，所述磁力组件包括导流柱和磁芯，所述磁芯内部有贯穿孔，所述导流柱有两根，且两根所述导流柱并列穿设在所述磁芯的贯穿孔中，两根所述导流柱彼此不接触，导流柱与磁芯之间也不接触；

电力组件，所述电力组件包括PCB，所述PCB上设有一级滤波电路和二级滤波电路，所述一级滤波电路的输入端与第一母排连接，所述二级滤波电路输出端与第二母排连接；

外壳，所述外壳与所述电力组件形成封闭结构，所述磁力组件固定设置在所述外壳内部，所述导流柱的第一端伸出所述外壳，第二端紧贴所述第二母排；

其中，所述第一母排和导流柱的第一端连接输入母排，所述第二母排连接输出母排。

2.根据权利要求1所述的一种EMC滤波模组，其特征在于，所述一级滤波电路和所述二级滤波电路都至少含有一对电容。

3.根据权利要求1所述的一种EMC滤波模组，其特征在于，所述PCB上设有六个焊接区域，所述六个焊接区域之间彼此不连通，第一焊接区域、第六焊接区域接地，第二焊接区域、第五焊接区域连接第一母排，第三焊接区域第四焊接区域连接第二母排，所述第一焊接区域与第二焊接区域之间跨接有至少一个第一Y1电容和至少一个第一Y2电容，所述第一焊接区域与第三焊接区域之间跨接有至少一个第一Y3电容，所述第六焊接区域与第五焊接区域之间跨接有至少一个第二Y1电容和至少一个第二Y2电容，所述第六焊接区域与第四焊接区域之间跨接有至少一个第二Y3电容。

4.根据权利要求3所述的一种EMC滤波模组，其特征在于，所述第一、第六焊接区域上均设有安装孔。

5.根据权利要求1所述的一种EMC滤波模组，其特征在于，所述导流柱与外壳注塑为一体结构，所述磁芯与外壳之间的空隙灌封有环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的一种EMC滤波模组，其特征在于，所述导流柱内部沿柱体方向设有贯穿孔。

7.根据权利要求1所述的一种EMC滤波模组，其特征在于，所述导流柱通过弹簧与所述第二母排接触。

8.根据权利要求1所述的一种EMC滤波模组，其特征在于，所述外壳与所述PCB上的电容器件的接触部分涂有固定硅胶。

9.一种电机控制器，其特征在于，所述电机控制器的输入端通过权利要求1-8中任一权利要求所述的一种EMC滤波模组连接直流电源，输出端与电机连接。

10.根据权利要求9所述的一种电机控制器，其特征在于，所述EMC滤波模组的输出母排与所述电机控制器的输入端形状适配。