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