CN115102515A - 一种新能源电动汽车电机控制器的滤波器 - Google Patents

一种新能源电动汽车电机控制器的滤波器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及滤波器技术领域，具体涉及一种新能源电动汽车电机控制器的滤波器，包括，一正极铜排和一负极铜排，所述正极铜排以及所述负极铜排同时穿过第一磁环以及第二磁环后固定于一注塑外壳；所述第一磁环和所述第二磁环，分别设置于所述注塑外壳的容纳腔内；线路板组件，固定于所述注塑外壳，所述线路板组件设置有多个可调节容值的电容，多个所述电容连接所述正极铜排、所述负极铜排、所述第一磁环以及所述第二磁环后形成一滤波回路。本发明有效抑制降低汽车电机控制器在不同工况下产生的EMI干扰，降低对无线电通讯信号影响，并且结构紧凑，空间利用率高，滤波效果好，电气连接稳定，通用性强。

Description

一种新能源电动汽车电机控制器的滤波器
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域，具体涉及一种电动汽车电机控制器的滤波器。
背景技术
新能源电动汽车电磁兼容相关的问题会影响整车的正常安全工作，汽车电机的内部器件的运转动作影响会产生强烈的电磁干扰，电动汽车电机控制器和整车须满足国家强制要求的标准，所以必须设计EMI滤波器对其引起的传导电磁干扰进行抑制。
EMI滤波器的功能就是保持电子设备的内部产生的噪声不向外泄漏，同时防止电子设备外部的交流线路产生的噪声进入设备。EMI滤波器通常由无源电子元件的网络组成，这些元件包括电容和电感。目前主机厂和部件厂都在进行相关EMI滤波器产品设计开发，现有技术中的滤波器布线复杂，且接地走线较长，电感电容的占用空间大，空间利用率较低，导致得不到最佳的滤波效果。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新能源电动汽车电机控制器的滤波器，解决以上技术问题；
一种新能源电动汽车电机控制器的滤波器，包括，
一正极铜排和一负极铜排，所述正极铜排以及所述负极铜排同时穿过第一磁环以及第二磁环后固定于一注塑外壳；
所述第一磁环和所述第二磁环，分别设置于所述注塑外壳的容纳腔内；
线路板组件，固定于所述注塑外壳，所述线路板组件设置有多个可调节容值的电容，多个所述电容连接所述正极铜排、所述负极铜排、所述第一磁环以及所述第二磁环后形成一滤波回路。
优选的，其中，所述滤波回路包括：
第一磁环滤波部，包括所述第一磁环，所述第一磁环的第一端连接第一输入电压端，所述第一磁环的第二端连接第二输入电压端；
第二磁环滤波部，包括所述第二磁环，所述第二磁环的第一端和所述第一磁环的第三端连接于第一节点，所述第二磁环的第二端和所述第一磁环的第四端连接于第二节点，所述第二磁环的第三端连接第一输出电压端，所述第二磁环的第四端连接第二输出电压端；
第一电容滤波部，连接于所述第一输入电压端以及所述第二输入电压端之间；
第二电容滤波部，连接于所述第一节点以及所述第二节点之间；
第三电容滤波部，连接于所述第一输出电压端以及所述第二输出电压端之间。
优选的，其中，所述第一电容滤波部，所述第二电容滤波部，以及所述第三电容滤波部通过所述正极铜排以及所述负极铜排连接，所述第一磁环滤波部通过套接于所述正极铜排以及所述负极铜排的第一磁环接入所述滤波回路，所述第二磁环滤波部通过套接于所述正极铜排以及所述负极铜排的第二磁环接入所述滤波回路。
优选的，其中，所述注塑外壳设置有铜排容纳槽以及多个线路板容纳槽，所述线路板容纳槽与所述容纳腔间隔分布。
优选的，其中，所述正极铜排和所述负极铜排通过螺钉固定设置于所述铜排容纳槽内，所述线路板组件通过所述螺钉固定设置于所述线路板容纳槽内。
优选的，其中，所述正极铜排的输入引脚以及所述负极铜排的输入引脚伸出所述铜排容纳槽分别连接所述第一输入电压端以及所述第二输入电压端，所述正极铜排的输出引脚以及所述负极铜排的输出引脚输入引脚伸出所述铜排容纳槽分别连接所述第一输出电压端以及所述第二输出电压端。
优选的，其中，每一所述螺钉的外侧包裹设置有聚氨酯胶。
优选的，其中，所述注塑外壳还设置有多个接地端子。
优选的，其中，每一所述接地端子的引脚与所述线路板组件焊连接。
优选的，其中，所述线路板组件与所述正极铜排和所述负极铜排焊连接。
本发明的有益效果：由于采用以上技术方案，本发明的结构紧凑，空间利用率高，滤波效果好，电气连接稳定，通用性强。
附图说明
图1为本发明实施例中滤波器的装配结构示意图；
图2为本发明实施例中铜排与磁环位置分布示意图；
图3为本发明实施例中滤波回路的组成结构示意图；
图4为本发明实施例中滤波回路的电路图；
图5为本发明实施例中第一电容滤波部的结构示意图；
图6为本发明实施例中第二电容滤波部的结构示意图；
图7为本发明实施例中第三电容滤波部的结构示意图；
图8为本发明实施例中螺钉固定安装示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
一种新能源电动汽车电机控制器的滤波器，如图1所示，包括：
一正极铜排1和一负极铜排2，如图2所示，正极铜排1以及负极铜排2同时穿过第一磁环3以及第二磁环4后固定于一注塑外壳6，保证电感量的稳定。
第一磁环3和第二磁环4，分别设置于注塑外壳6的容纳腔内。
线路板组件5，固定于注塑外壳6，线路板组件5设置有多个可调节容值的电容，如图3所示，多个电容连接正极铜排1、负极铜排2、第一磁环3以及第二磁环4后形成一滤波回路。
具体地，本技术方案中的滤波器结构紧凑，空间利用率高，滤波效果好，焊锡焊接连接点，电气连接稳定；可以通过调整线路板组件5上的电容数量和容值可以达到不动的滤波效果，通用性强。
并且，本实施例中的滤波器结构和生产工艺简单，第一磁环3和第二磁环4的电感量和阻抗值的可靠性高，一致性好，EMI抑制频带宽，本实施例的第一磁环3以及第二磁环4均为一体式磁环。
在一种较优的实施例中，如图4所示，滤波回路包括：
第一磁环滤波部F2，包括所述第一磁环3，所述第一磁环3的第一端L11连接第一输入电压端IN1，所述第一磁环3的第二端L12连接第二输入电压端IN2；
第二磁环滤波部F4，包括所述第二磁环4，所述第二磁环4的第一端L21和所述第一磁环3的第三端L13连接于第一节点，所述第二磁环4的第二端L22和所述第一磁环3的第四端L14连接于第二节点，所述第二磁环4的第三端L23连接第一输出电压端OUT1，所述第二磁环4的第四端L24连接第二输出电压端OUT2；
第一电容滤波部F1，连接于所述第一输入电压端IN1以及所述第二输入电压端OUT1之间；
第二电容滤波部F3，连接于所述第一节点以及所述第二节点之间；
第三电容滤波部F5，连接于所述第一输出电压端OUT1以及所述第二输出电压端OUT2之间。
具体地，本实施例中的滤波回路应用于新能源电动汽车电机控制器的滤波器中，其主要的功能是抑制降低汽车电机控制器在不同工况下产生的EMI干扰，降低对无线电通讯信号影响，实现汽车正常工作时的EMI干扰达到汽车国际标准CISPR25及国家标准GB/T18655)要求，从而保护无线电通讯。
在一种较优的实施例中，第一电容滤波部F1，第二电容滤波部F3，以及第三电容滤波部F5通过正极铜排1以及负极铜排2连接，第一磁环滤波部F2通过套接于正极铜排1以及负极铜排2的第一磁环3接入滤波回路，第二磁环滤波部F4通过套接于正极铜排1以及负极铜排2的第二磁环4接入滤波回路。
在一种较优的实施例中，如图5所示，第一电容滤波部F1包括：
第一电容C1，第一电容C1的正极连接第一输入电压端IN1，第一电容C1的负极连接第一接地端GND1，给共模电流提供泄放通道和更短的泄放路径；
本实施例中第一电容C1的容值为4.7nF；
第二电容C2，第二电容C2的正极连接第一电容C1的负极，第二电容C2的负极连接第二输入电压端IN2；
本实施例中第二电容C2的容值为4.7nF；
第三电容C3，第三电容C3的正极连接第一电容C1的正极，第三电容C3的负极连接第二电容C2的负极；
本实施例中第三电容C3的容值为4.7nF；
第四电容C4，第四电容C4的正极连接第三电容C3的正极，第四电容C4的负极连接第三电容C3的负极；
本实施例中第四电容C4的容值为0.47uF。
需要说明的是，可以在第一电容滤波部F1中增加或减少电容的数量或改变电容的容值以达到不同的测试效果。
在一种较优的实施例中，如图6所示，第二电容滤波部F3包括：
第五电容C5，第五电容C5的正极连接第一节点，第五电容C5的负极连接第二节点；
本实施例中第五电容C5的容值为22nF；
第六电容C6，第六电容C6的正极连接第五电容C5的正极，第六电容C6的负极连接第二接地端GND2，给共模电流提供泄放通道和更短的泄放路径；
本实施例中第六电容C6的容值为10nF；
第七电容C7，第七电容C7的正极连接第六电容C6的负极，第七电容C7的负极连接第二节点；
本实施例中第七电容C7的容值为10nF；
第八电容C8，第八电容C8的正极连接第六电容C6的正极，第八电容C8的负极连接第七电容C7的正极；
本实施例中第八电容C8的容值为0.47uF。
需要说明的是，可以在第二电容滤波部F3中增加或减少电容的数量或改变电容的容值以达到不同的测试效果。
在一种较优的实施例中，如图7所示，第三电容滤波部F5包括：
第九电容C9，第九电容C9的正极连接第三接地端GND3，给共模电流提供泄放通道和更短的泄放路径，第九电容C9的负极连接第二输出电压端OUT2；
本实施例中第九电容C9的容值为100nF；
第十电容C10，第十电容C10的正极连接第一输出电压端OUT1，第十电容C10的负极连接第九电容C9的正极；
本实施例中第十电容C10的容值为22nF；
第十一电容C11，第十一电容C11的正极连接第十电容C10的正极，第十一电容C11的负极连接第九电容C9的正极；
本实施例中第十一电容C11的容值为100nF。
需要说明的是，可以在第三电容滤波部F5中增加或减少电容的数量或改变电容的容值以达到不同的测试效果。
在一种较优的实施例中，第一磁环滤波部F2包括：
第一磁环3，第一磁环3同时套接于第四电容C4的正极与第五电容C5的正极之间的正极铜排1和第四电容C4的负极与第五电容C5的负极之间的负极铜排2。
在一种较优的实施例中，第二磁环滤波部F4包括：
第二磁环4，第二磁环同时套接于第八电容C8的正极与第十电容C10的正极之间的正极铜排1和第七电容C7的负极与第九电容C9的负极之间的负极铜排2。
在一种较优的实施例中，第一磁环和第二磁环为四端子磁环，磁环中的电感为纳米晶电感，本实施例中采用Ti30型号的电感，电感量为25uH。
在一种较优的实施例中，注塑外壳6设置有铜排容纳槽以及多个线路板容纳槽，线路板容纳槽与容纳腔间隔分布。
本实施例中共有三个线路板容纳槽，分别容纳包括第一电容滤波部F1的线路板组件，包括第二电容滤波部F3的线路板组件以及包括第三电容滤波部F5的线路板组件，进一步的本实施例采用两个容纳腔，分别容纳第一磁环3以及第二磁环4。
在一种较优的实施例中，如图8所示，正极铜排1和负极铜排2通过螺钉8固定设置于铜排容纳槽内，线路板组件5通过螺钉8固定设置于线路板容纳槽内；进一步地，保证正极铜排1以及负极铜排2和注塑外壳6的相对固定，使滤波器具有较好的抗振性。
在一种较优的实施例中，正极铜排1的引脚与负极铜排2的引脚伸出铜排容纳槽连接外部电机。
在一种较优的实施例中，每一螺钉8的外侧包裹设置有聚氨酯胶。
现有技术中，标准的新能源电动汽车控制器中的EMI滤波器通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路，现有的EMI滤波器的安装大多采用螺丝将线路板组件5与注塑外壳6固定，但通常固定的螺丝在使用过程中容易发生滑丝情况，导致线路板组件5与注塑外壳6连接不够稳定，容易使滤波器造成损坏，影响滤波器的正常使用；
因此本技术方案，使用聚氨酯胶固定磁环和线路板组件5，起到防振动冲击的效果。
在一种较优的实施例中，注塑外壳6还设置有多个接地端子7，给共模电流更多的泄放通道和更短的泄放路径，达到更好的滤波效果。
在一种较优的实施例中，每一接地端子7的引脚与线路板组件5焊连接。
在一种较优的实施例中，线路板组件5与正极铜排1和负极铜排2通过焊锡焊接连接，连接点电气连接稳定，可靠性高。
综上所述，本实施例中的滤波器应用于新能源电动汽车电机控制器系统中，能够有效抑制降低汽车电机控制器在不同工况下产生的EMI干扰，降低对无线电通讯信号影响，实现汽车正常工作时的EMI干扰达到汽车国际标准CISPR25及国家标准GB/T18655要求，保护无线电通讯。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新能源电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，包括，
一正极铜排和一负极铜排，所述正极铜排以及所述负极铜排同时穿过第一磁环以及第二磁环后固定于一注塑外壳；
所述第一磁环和所述第二磁环，分别设置于所述注塑外壳的容纳腔内；
线路板组件，固定于所述注塑外壳，所述线路板组件设置有多个可调节容值的电容，多个所述电容连接所述正极铜排、所述负极铜排、所述第一磁环以及所述第二磁环后形成一滤波回路。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，所述滤波回路包括：
第一磁环滤波部，包括所述第一磁环，所述第一磁环的第一端连接第一输入电压端，所述第一磁环的第二端连接第二输入电压端；
第二磁环滤波部，包括所述第二磁环，所述第二磁环的第一端和所述第一磁环的第三端连接于第一节点，所述第二磁环的第二端和所述第一磁环的第四端连接于第二节点，所述第二磁环的第三端连接第一输出电压端，所述第二磁环的第四端连接第二输出电压端；
第一电容滤波部，连接于所述第一输入电压端以及所述第二输入电压端之间；
第二电容滤波部，连接于所述第一节点以及所述第二节点之间；
第三电容滤波部，连接于所述第一输出电压端以及所述第二输出电压端之间。
3.根据权利要求2所述的电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，所述第一电容滤波部，所述第二电容滤波部，以及所述第三电容滤波部通过所述正极铜排以及所述负极铜排连接，所述第一磁环滤波部通过套接于所述正极铜排以及所述负极铜排的第一磁环接入所述滤波回路，所述第二磁环滤波部通过套接于所述正极铜排以及所述负极铜排的第二磁环接入所述滤波回路。
4.根据权利要求3所述的电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，所述注塑外壳设置有铜排容纳槽以及多个线路板容纳槽，所述线路板容纳槽与所述容纳腔间隔分布。
5.根据权利要求4所述的电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，所述正极铜排和所述负极铜排通过螺钉固定设置于所述铜排容纳槽内，所述线路板组件通过所述螺钉固定设置于所述线路板容纳槽内。
6.根据权利要求5所述的电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，所述正极铜排的输入引脚以及所述负极铜排的输入引脚伸出所述铜排容纳槽分别连接所述第一输入电压端以及所述第二输入电压端，所述正极铜排的输出引脚以及所述负极铜排的输出引脚输入引脚伸出所述铜排容纳槽分别连接所述第一输出电压端以及所述第二输出电压端。
7.根据权利要求5所述的电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，每一所述螺钉的外侧包裹设置有聚氨酯胶。
8.根据权利要求1所述的电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，所述注塑外壳还设置有多个接地端子。
9.根据权利要求8所述的电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，每一所述接地端子的引脚与所述线路板组件焊连接。
10.根据权利要求1所述的电动汽车电机控制器的滤波器，其特征在于，所述线路板组件与所述正极铜排和所述负极铜排焊连接。
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