CN112769371A - 适用于电动助力转向马达的电控装置及其电路基板 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种适用于电动助力转向马达的电控装置及其电路基板，其中电控装置包括：电路基板、导体单元和装置壳体,其中电路基板和导体单元容纳在装置壳体中。电路基板包括：基板主体，电路部，正极侧电源端子部，负极侧电源端子部；电路部设有与正极侧电源端子部连接的第一电容器和与负极侧电源端子部连接的第二电容器；在基板主体中一侧表面或双侧表面形成有导体部，导体部安装有导体单元；导体单元包括：接触部、弹性部和连接部，连接部用于使导体单元电性连接至第一电容器和第二电容器之间。本申请的有益之处在于提供了一种能有效的降低共模噪声同时又具有小型化优势的适用于电动助力转向马达的电控装置及其电路基板。

Description

适用于电动助力转向马达的电控装置及其电路基板
技术领域
本申请涉及一种适用于电动助力转向马达的电控装置及其电路基板。
背景技术
电动助力转向系统中马达工作时会产生共模噪声，共模噪声会提高电子控制单元的EMI，还有可能会导致电子控制单元的电路稳定性。在现已知的电动助力转向系统的电子控制单元中是通过共模电感抑制共模噪声的。但是由于共模线圈一般体积较大，不利于电子控制单元的小型化；并且共模线圈成本较高。
发明内容
为了解决现有技术的不足之处，作为本申请的一个方面，本申请提供一种适用于电动助力转向马达的电控装置，包括：电路基板、导体单元和装置壳体,其中电路基板和导体单元容纳在所述装置壳体中。
所述电路基板包括：基板主体；电路部，其被形成于所述基板主体，向马达供给电力；正极侧电源端子部，其被形成于所述基板主体，与所述电路部的正极端子连接；负极侧电源端子部，其被形成于所述基板主体，与所述电路部的负极端子连接；所述电路部设有与所述正极侧电源端子部连接的第一电容器和与所述负极侧电源端子部连接的第二电容器；所述第一电容器和所述第二电容器串联连接于所述正极侧电源端子部与所述负极侧电源端子部之间；在所述基板主体中一侧表面或双侧表面形成有导体部，所述导体部安装有所述导体单元；所述导体单元包括：接触部，用于接触所述装置壳体；弹性部，用于使所述接触部保持接触所述装置壳体；连接部，用于将所述导体单元电性连接至所述导体部以使所述导体单元被连接至所述第一电容器和所述第二电容器之间。
进一步地，所述导体单元经由所述第一电容器与所述正极侧电源端子部构成电性连接。
进一步地，所述导体单元经由所述第二电容器与所述负极侧电源端子部构成电性连接。
进一步地，所述导体部被构造为所述基板主体上的印刷电路。
进一步地，所述第一电容器设置于第一方向的第一位置，所述负极侧电源端子部设置于所述第一方向的第二位置，所述导体单元至少一部分在所述第一方向上位于一个所述第一位置和所述第二位置之间的位置。
进一步地，所述第一电容器被形成于第二方向上的第三位置，所述第二电容器被形成于所述第二方向上的第四位置，所述导体单元的至少一部分在所述第二方向上被形成于所述第三位置与所述第四位置之间的位置。
进一步地，所述导体部至少一部分形成于被所述正极侧电源端子部及所述负极侧电源端子部的外端部和所述第一电容器及所述第二电容器的外端部包围的区域。
进一步地，所述导体部至少一部分形成于被所述正极侧电源端子部和及述负极侧电源端子部的内端部和所述第一电容器及所述第二电容器的内端部包围的区域。
进一步地，在假定有穿过所述正极侧电源端子部与所述负极侧电源端子部之间的中点和所述第一电容器与所述第二电容器之间的中点的第一直线的情况下，所述导体部的至少一部分形成于所述第一直线与连接所述第一电容器和所述第二电容器的第二线相交的位置。
作为本申请的另一方面，本申请提供一种如前所述的适用于电动助力转向马达的电控装置中的电路基板。
本申请的有益之处在于：提供了一种能有效的降低共模噪声同时又具有小型化优势的适用于电动助力转向马达的电控装置及其电路基板。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请一种实施例的适用于电动助力转向马达的电控装置的电路示意图；
图2是根据本申请一种实施例的适用于电动助力转向马达的电控装置实体结构示意图；
图3是根据本申请一种实施例的适用于电动助力转向马达的电控装置电路基板处剖视结构示意图；
图4是根据本申请一种实施例的适用于电动助力转向马达的电控装置各部分位置关系示意图；
图5为本申请的导体单元具体结构示意图。
图中部分附图标记的含义：
300电路基板，302导体单元，3021接触部，3022弹性部，连接部3023。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参照图1至图4所示，本申请提供一种适用于电动助力转向马达的电控装置，包括：电路基板、导体单元和装置壳体,其中电路基板和导体单元容纳在装置壳体中。
电路基板包括：基板主体；电路部，其被形成于基板主体，向马达供给电力；正极侧电源端子部，其被形成于基板主体，与电路部的正极端子连接；负极侧电源端子部，其被形成于基板主体，与电路部的负极端子连接；电路部设有与正极侧电源端子部连接的第一电容器和与负极侧电源端子部连接的第二电容器；第一电容器和第二电容器串联连接于正极侧电源端子部与负极侧电源端子部之间；在基板主体中一侧表面或双侧表面形成有导体部，导体部安装有导体单元；导体单元包括：接触部，用于接触装置壳体；弹性部，用于使接触部保持接触装置壳体；连接部，用于使导体单元电性连接至导体部以使导体单元被连接至第一电容器和第二电容器之间。
具体而言，导体单元经由第一电容器与正极侧电源端子部构成电性连接。
具体而言，导体单元经由第二电容器与负极侧电源端子部构成电性连接。
作为具体方案，导体单元可以被构造为一个金属弹片，该金属弹片焊接至电路板的印刷电路上，其另一端接触上盖或散热壳体。
具体而言，导体部被构造为基板主体上的印刷电路。
具体而言，第一电容器设置于第一方向的第一位置，负极侧电源端子部设置于第一方向的第二位置，导体单元至少一部分在第一方向上位于一个第一位置和第二位置之间的位置。
具体而言，第一电容器被形成于第二方向上的第三位置，第二电容器被形成于第二方向上的第四位置，导体单元的至少一部分在第二方向上被形成于第三位置与第四位置之间的位置。
具体而言，导体部至少一部分形成于被正极侧电源端子部及负极侧电源端子部的外端部和第一电容器及第二电容器的外端部包围的区域。
具体而言，导体部至少一部分形成于被正极侧电源端子部和及述负极侧电源端子部的内端部和第一电容器及第二电容器的内端部包围的区域。
具体而言，在假定有穿过正极侧电源端子部与负极侧电源端子部之间的中点和第一电容器与第二电容器之间的中点的第一直线的情况下，导体部的至少一部分形成于第一直线与连接第一电容器和第二电容器的第二线相交的位置。
本发明具有电子控制单元，电子控制单元通过逆变器控制马达。
逆变器电路INV包含6个FET1至FET6。6个FET1至FET6连接于与基板正连接部CN+连接的电位B+的正极线和与基板负连接部CN-连接的电位B-的负极线之间。场效应电容器C10在正极线与负极线之间与逆变器电路INV并联连接。电解电容器C10对电源电压(电位B+与电位B-之差)进行平滑。
FET1和FET2串联连接于正极线与负极线之间。FET1和FET2将U相电流提供给马达33的U相绕组。分流电阻R1与FET1和FET2串联连接于FET2与负极线之间。通过用于检测U相电流的电流传感器(未图示)检测流过分流电阻R1的电流。FET7被连接于连接FET1和FET2的线与逆变器输出端子TU之间。FET7切断U相电流或使U相电流通过。
FET3和FET4串联连接于正极线与负极线之间。FET3和FET4将V相电流提供给马达33的V相绕组。分流电阻R2与该FET3和FET4串联连接于FET4与负极线之间。通过用于检测V相电流的电流传感器(未图示)检测流过分流电阻R2的电流。FET8被连接于连接FET3和FET4的线与逆变器输出端子TV之间。FET8切断V相电流或使V相电流通过。
FET5和FET6串联连接于正极线与负极线之间。FET5和FET6将W相电流提供给马达33的W相绕组。分流电阻R4与该FET5和FET6串联连接于FET6与负极线之间。通过用于检测W相电流的电流传感器(未图示)检测流过分流电阻R3的电流。FET9被连接于连接FET5和FET6的线与逆变器输出端子TW之间。FET9切断W相电流或使W相电流通过。
逆变器输出端子TU经由电源线部LNU与马达33的马达电源端子T1连接。逆变器输出端子TV经由电源线部LNV与马达33的马达电源端子T2连接。逆变器输出端子TW经由电源线部LNW与马达33的马达电源端子T3连接。
FET1至FET6通过分别被进行PWM控制而将U相电流、V相电流和W相电流提供给马达33。例如，将FET10和FET11作为能够切断电力的半导体继电器而连接于连接逆变器电路INV和电解电容器C10的正极线的节点ND+的前级。
电子控制单元具备两种滤波器——常态滤波器和共模滤波器；常态滤波器NF设置在FET10和FET11的前级。常态滤波器NF包含线圈CL1和电容器C11。线圈CL1连接于FET10与基板正连接部CN+之间。电容器C11与电场电容器C10并联连接于正极线和负极线之间。常态滤波器NF能够降低叠加在正极线上的常态噪声。
共模滤波器CF位于常态滤波器前级。共模滤波器CF的例如第一电容器C1和第二电容器C2与电解电容器C10并联连接。第一电容器C1和第二电容器C2串联连接于正极线与负极线之间。
共模滤波器CF连接于基板正连接部CN+与基板负连接部CN-之间。具体而言，第一电容器C1的一端经由正极线与基板正连接部CN+连接。第二电容器C2的一端经由负极线与基板负连接部CN-连接。第一电容器C1的另一端、第二电容器C2的另一端与导体部CON连接。
导体部CON是因共模噪声引起的电流可以流过的材料。导体部CON是可被压缩的导电金属，以铜或铜合金为最优。导体部形成于基板表面，并与下述的基板安装部(壳体CASE)连接，且导体部CON处于压缩状态。导体部CON与和第一电容器C1的另一端电连接，并且与和第二电容器C2的另一端电连接。由此，在导体部CON中，电流可以在第一电容器C1与第二电容器C2之间流动，并且，电流可以在第一电容器C1和第二电容器C2与壳体CASE之间流动。
图2是示出电路基板200中的导体部CON的俯视图。图3是电路基板200中的导体部CON内结构剖视图。
如图3所示，电路基板200形成为四层结构。即,电路基板200例如具备L1层200A、L2层200B、L3层200C和L4层200D。从基板安装单元300侧起,按照L4层200D、L3层200C、L2层200B、L1层200A顺序将这些层层叠。L1层200A配置在罩单元100侧。L4层200D配置在基板安装单元300侧。
如图4所示，在L1层200A的罩单元100侧的面(以下记述为第1面200a)上形成有第一电容器C1、第二电容器C2。第一电容器C1的一端与第二电容器的一端相连，并通过基板中的导电通孔连接至L2到L4层的局部导电网络。第一电容器C1的另一端与正端子T+电连接，第二电容器C2的另一端与负单子T-电连接。第一电容器C1与导体图案220a电连接。第一电容器C1与导体图案220b电连接。L4层的局部导电网络安装有导体部CON。
如以上进行了说明的那样，在本实施方式的电子控制单元32中，导体部CON在被压缩的状态下电连第一电容器C1和第二电容器C2的公共端，由此，能够使因在马达驱动时产生的噪声引起的电流经由该导体部CON流到GND。其结果是,根据电路基板200,能够有助于共模噪声的降低。
共模噪声是由于施加至马达33的线圈的电压发生变动而产生的交流电(包含大量AC分量的电流)。该共模噪声经由马达33的线圈的寄生电容传递至基板安装单元300，并经由车体等GND导体从该基板安装单元300传递至电池51的负端子T-。由此使得负端子T-处的电位(GND电位)发生变动。假设没有导体部CON时，则共模噪声经由基板安装单元300、车体、负端子T-传递至基板负连接部CN-，形成大环。
与此相对,通过如本实施方式那样将导体部CON形成在第一电容器C1与第二电容器C2之间,由此使得即使共模噪声传递至基板安装单元300,也从基板安装单元300传递至导体部CON、第一电容器C1和第二电容器C2、基板正连接部CN+和基板负连接部CN-,从而形成小于没有导体部CON时的环的环。此外，由于共模噪声包含大量AC分量，因此流入阻抗比车体等低的第一电容器C1和第二电容器C2。由此，根据电路基板200,与没有导体部CON的情况相比较,能够缩小共模噪声的环,从而能够有助于降低共模噪声。
采用如图2和图5中所示导体单元的方案，可以提升生产效率，贴片之后直接装配即可，不需要再打螺钉，另外，弹片结构对接触面的加工要求不高，可以提升加工效率，降低成本。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于电动助力转向马达的电控装置，包括：
电路基板、导体单元和装置壳体,其中电路基板和导体单元容纳在所述装置壳体中；
其特征在于：
所述电路基板包括：
基板主体；
电路部，其被形成于所述基板主体，向马达供给电力；
正极侧电源端子部，其被形成于所述基板主体，与所述电路部的正极端子连接；
负极侧电源端子部，其被形成于所述基板主体，与所述电路部的负极端子连接；
所述电路部设有与所述正极侧电源端子部连接的第一电容器和与所述负极侧电源端子部连接的第二电容器；所述第一电容器和所述第二电容器串联连接于所述正极侧电源端子部与所述负极侧电源端子部之间；
在所述基板主体中一侧表面或双侧表面形成有导体部，所述导体部安装有所述导体单元；
所述导体单元包括：
接触部，用于接触所述装置壳体；
弹性部，用于使所述接触部保持接触所述装置壳体；
连接部，用于将所述导体单元电性连接至所述导体部以使所述导体单元被连接至所述第一电容器和所述第二电容器之间。
2.根据权利要求1所述的适用于电动助力转向马达的电控装置，其特征在于：
所述导体单元经由所述第一电容器与所述正极侧电源端子部构成电性连接。
3.根据权利要求1所述的适用于电动助力转向马达的电控装置，其特征在于：
所述导体单元经由所述第二电容器与所述负极侧电源端子部构成电性连接。
4.根据权利要求1所述的适用于电动助力转向马达的电控装置，其特征在于：
所述导体部被构造为所述基板主体上的印刷电路。
5.根据权利要求1所述的适用于电动助力转向马达的电控装置，其特征在于：
所述第一电容器设置于第一方向的第一位置，所述负极侧电源端子部设置于所述第一方向的第二位置，所述导体单元至少一部分在所述第一方向上位于一个所述第一位置和所述第二位置之间的位置。
6.根据权利要求1所述的适用于电动助力转向马达的电控装置，其特征在于：
所述第一电容器被形成于第二方向上的第三位置，所述第二电容器被形成于所述第二方向上的第四位置，所述导体单元的至少一部分在所述第二方向上被形成于所述第三位置与所述第四位置之间的位置。
7.根据权利要求1所述的适用于电动助力转向马达的电控装置，其特征在于：
所述导体部至少一部分形成于被所述正极侧电源端子部及所述负极侧电源端子部的外端部和所述第一电容器及所述第二电容器的外端部包围的区域。
8.根据权利要求1所述的适用于电动助力转向马达的电控装置，其特征在于：
所述导体部至少一部分形成于被所述正极侧电源端子部和及述负极侧电源端子部的内端部和所述第一电容器及所述第二电容器的内端部包围的区域。
9.根据权利要求1所述的适用于电动助力转向马达的电控装置，其特征在于：
在假定有穿过所述正极侧电源端子部与所述负极侧电源端子部之间的中点和所述第一电容器与所述第二电容器之间的中点的第一直线的情况下，所述导体部的至少一部分形成于所述第一直线与连接所述第一电容器和所述第二电容器的第二线相交的位置。
10.权利要求1至9任意一项所述的适用于电动助力转向马达的电控装置中的电路基板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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