CN116457909A - 用于控制器的emv滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制器的EMV滤波器。所述滤波器具有多层电路载体，所述多层电路载体包括可导电的层、尤其铜层以及电绝缘的电路板层。按照本发明，开头所提到的类型的电路载体形成至少两个滤波电容器，其中所述滤波电容器分别通过构成在所述电路载体中的且彼此对置的和/或平行地间隔开的可导电的层来形成。

Description

用于控制器的EMV滤波器

背景技术

由DE 10 2008 000 976 A1已知一种多层电路板，该多层电路板具有用于提高电磁兼容性的器件。所述器件包括至少一个具有至少一个有效电阻的耦合阻抗。

发明内容

按照本发明，开头所提到的类型的电路载体形成至少两个滤波电容器，其中所述滤波电容器分别通过构成在电路载体中的且彼此对置的和/或平行地间隔开的可导电的层来形成。有利地，所述滤波器于是能够在通过尤其裸露的电路载体形成的情况下成本低廉地来提供。

在一种优选的实施方式中，所述电容器分别具有共同的电极，所述电极分别连同至少一个或仅一个另外的电极来形成电容器的电容。有利地，于是能够节省位置空间地在所述电路载体构造多个电容器。

优选所述电容器分别通过至少两个彼此平行地间隔开的可导电的层来形成，所述可导电的层通过电绝缘的层来彼此隔开。有利地，所述滤波器于是能够通过由预浸层压材料形成的层堆来成本低廉地提供。

优选所述电路载体尤其在其扁平的延伸部中针对每个电容器具有表面区域，其中在被所述表面区域覆盖的层堆中形成所述电容器。

此外优选的是，所述电容器通过布置在层堆中的、分别通过可导电的层形成的且彼此对置的电极以及将这些电极彼此隔开的电绝缘的电路板层来形成。有利地，于是能够在所述电路载体中并排地形成多个电容器作为电路载体的彼此隔开的空间区域。

在一种优选的实施方式中，所述滤波器构造用于抑制共模干扰，其中至少一个电容器构造为Y型电容器。有利地，于是能够成本低廉地提供共模滤波器。

在一种优选的实施方式中，所述滤波器构造用于抑制差模干扰，其中至少一个电容器构造为X型电容器。有利地，于是能够通过电路载体来成本低廉地提供差模滤波器。

在一种优选的实施方式中，所述滤波器具有至少一个Y型电容器和至少一个X型电容器。有利地，所述电路载体于是能够成本低廉地构造用于对共模干扰和差模干扰进行去干扰。

在一种优选的实施方式中，所述滤波器具有正接头、负接头和接地接头，其中所述滤波器具有与正接头和负接头并联连接的X型电容器以及至少一个与负接头或正接头及接地接头并联连接的Y型电容器。优选另一Y型电容器与正接头和接地接头并联连接。所述滤波器由此具有两个Y型电容器和一个X型电容器。有利地，于是能够通过裸露的电路载体、尤其电路板来提供用于共模抑制和差模抑制的去干扰滤波器。

在电容器、尤其Y型电容器与电接头并联连接时，所述电容器的一个电极与第一接头、尤其接地接头相连接，并且所述电容器的另一电极与另一接头、尤其负接头相连接。有利地，所述滤波器于是能够成本低廉地通过尤其裸露的电路板来形成。

在一种优选的实施方式中，所述滤波器无结构元件地构成。由此，所述滤波器有利地不具有单独的电子结构元件，所述电子结构元件借助于也被称为THT装配(THT＝Through-Hole-Technology(通孔技术))的直插装配或者借助于也被称为SMD装配(SMD＝Surface-Mounted-Device(表面贴装设备))的表面装配来与电路载体相连接。构造在所述电路载体中的电容器分别通过多层电路载体的可导电的层来形成，所述可导电的层彼此平行地延伸并且分别通过电绝缘的层来彼此隔开。所述电路载体由此本身通过可导电的层的内部的层结构来表现为形成电容器的电路。

优选所述滤波器具有至少一个通过可导电的层所形成的电极，所述电极与电容器的电极平行地间隔开并且具有其电位。有利地，能够通过导引同一电位的电极来形成电容器场的场增强部。

在一种优选的实施方式中，所述滤波器无焊剂地构成。有利地，所述滤波器于是能够在高的环境温度中使用。

在一种优选的实施方式中，所述滤波器具有用于电连接和/或机械连接该滤波器的螺旋接头或插塞接头。优选所述螺旋接头通过可导电的层在用于螺纹件的穿孔的区域中形成。有利地，于是能够成本低廉地将所述滤波器在连接插座的区域中拧紧在壳体、尤其控制器壳体中。

在一种优选的实施方式中，所述电路载体是纤维增强的电路板、尤其环氧树脂电路板。有利地，于是能够成本低廉地通过电路板、尤其FR4电路板来提供所述滤波器。

在另一种实施方式中，所述电路载体是陶瓷的电路载体、尤其LTCC电路载体(LTCC＝Low-Temperature-Cofired-Ceramics(低温共烧陶瓷))或者HTCC电路载体(HTCC＝High-Temperature-Cofired-Ceramics(高温共烧陶瓷))。有利地，所述滤波器于是能够用在特别高的、尤其大于150摄氏度的环境温度中。

本发明还涉及一种用于机动车、尤其电动车或混合动力车的控制器。所述控制器具有至少一个或仅一个按照前面所描述的类型的滤波器。所述控制器优选具有壳体，该壳体包围空腔。所述尤其通过电路载体所形成的滤波器接纳和布置在所述空腔的区域中，在所述控制器运行期间在该区域中可能产生比在所述空腔的与之相邻的区域中要大的温度。有利地，所述滤波器于是能够布置在控制器的热点的区域中。在电路板作为滤波器的情况下，所述滤波器能够有利地在140摄氏度以下的环境温度下运行。在陶瓷的电路载体作为滤波器的情况下，所述滤波器能够有利地在大于140摄氏度的环境温度下运行。

附图说明

现在下面借助于附图和另外的实施例来描述本发明。另外的有利的实施变型方案由附图以及从属权利要求中所描绘的特征的组合得出。

图1以分解图示出了一种用于通过电路板所形成的EMV滤波器的实施例，在所述分解图中所述电路板的各个电路板层彼此分开地示出；

图2示出了图1中所示出的电路板的三个部分区域，在所述部分区域中分别构造有电容器；

图3示出了一种用于具有按照图1的EMV滤波器的控制器的实施例。

具体实施方式

图1示出了一种用于通过电路板1来形成的EMV滤波器的实施例。所述下面也被称为电路板1的EMV滤波器1在本实施例中构造为多层电路板。电路板层(在英语中也被称Layer(层))在本实施例中包括至少一个电绝缘层。至少一个形成电容器电极的可导电的层与所述电绝缘层相连接。所述电绝缘层形成为预浸层、尤其纤维增强的环氧树脂层。

所述电路板1具有外部的电路板层2。所述电路板层2在本实施例中具有三个可导电的层20、21和22。所述可导电的层20、21和22分别布置在共同的层面中。所述层具有三个用于与电路板层2进行螺旋连接的穿孔、即穿孔11、穿孔12和穿孔13，它们分别彼此间隔开地布置成三角形。所述穿孔分别形成用于将滤波器1与汇流排或螺旋顶盖电连接起来的接头。

所述穿孔11被可导电的层20包围，所述穿孔12被可导电的层22包围，并且所述穿孔13被可导电的层21包围。所述可导电的层22在本实施例中圆形地、尤其空心筒形地构成并且包围穿孔12。在本实施例中，所述可导电的层20尤其基本上梯形地构成，其中在梯形-角部中所成形的、成形到层20上的印制导线条带一直伸展至穿孔11并且在那里包围该穿孔。所述可导电的层21与层20相邻地布置并且U形地构造在印制导线层2的扁平的延伸部中。所述可导电的层20、21和22彼此电绝缘。所述可导电的层20和21分别形成用于电容器的电极。

所述可导电的层20能够在穿孔21的区域中由螺纹件头部来接触，所述螺纹件头部在本实施例中能够将负电位输送给可导电的层20。所述电路板层2能够在穿孔12的区域中由穿过该穿孔12的螺纹件来加载正电位。所述可导电的层21能够在穿孔13的区域中由穿过该穿孔13的螺纹件、尤其该螺纹件的螺纹件头部来与接地电位相接触。所述可导电的层在本实施例中在穿孔的区域中与可导电的导通孔连接部导电地连接。

所述导通孔连接部在本实施例中围绕着相应的穿孔径向环绕地布置并且延伸穿过电路板层2的电绝缘的层的厚度延伸部。所述可导电的层20、21和22于是能够在用于螺旋接头的穿孔的区域中与另一安放在电路板层2上的电路板层的可导电的层电连接。

所述穿孔12的区域中的、与可导电的层22接触的导通孔14被示例性地标出。

所述可导电的层20在电路板层2的表面区域8的范围内延伸，所述可导电的层21部分地在表面区域9的范围内并且在表面区域10的范围内延伸。所述可导电的层在每个表面区域中分别构成用于电容器的电极。在所述表面区域9中且在所述表面区域10中延伸的可导电的层由此将所述形成在表面区域9和10中的用于电容器的电极彼此电连接起来。所述表面区域8、9和10彼此间隔开地布置在电路板表面中并且分别与被所述表面区域覆盖的层堆的形成在所述表面区域中的可导电的层一起形成电容器。

所述电路板1也包括电路板层3。所述电路板层3具有可导电的层25，该可导电的层尤其在形成岛形件的情况下包围穿孔13。所述可导电的层25由此能够——在通过包围穿孔13的导通孔连接部而与电路板层2的可导电的层21相连接的情况下——导引接地电位。所述可导电的层23一直延伸至穿孔12并且由此能够导引正电位。所述可导电的层23覆盖表面区域9并且由此在表面区域9中构成电极、尤其用于电容器、尤其板形电容器的正电极。由此，所述可导电的层23能够与可导电的层21一起在表面区域9中构成用于进行共模抑制的电容器、尤其Y型电容器。所述电路板层3也包括可导电的层24，其包围穿孔11并且于是能够通过包围穿孔11的导通孔连接部来导引负电位。所述可导电的层24与可导电的层23隔开并且于是电绝缘。所述可导电的层24能够在表面区域10中构成用于电容器的正电极，所述电容器能够与可导电的层21一起在表面区域10中构成Y型电容器。所述能够导引正电位的可导电的层23在电路板层3上也在表面区域8的范围内延伸并且在那里构成用于电容器的电极，该电容器能够与电路板层2的电极20一起构成X型电容器。

所述电路板1具有与电路板层3邻接的另一电路板层4。所述电路板层4具有包围穿孔13的接地电极28，该接地电极通过可导电的层来形成。所述形成用于两个电容器的接地电极的可导电的层28在电路板层4中覆盖表面区域9和10。所述电路板层28由此能够在表面区域9的区域中与布置在电路板层3的表面区域9中的在那里形成正电极的可导电的层23一起构成Y型电容器。所述可导电的层28能够在表面区域10中构成用于Y型电容器、尤其负的Y型电容器的电极，所述Y型电容器通过表面区域10中的可导电的层28且通过电路板层3的形成在表面区域10中的可导电的层24来形成。

所述电路板层4也包括与穿孔11且于是与负电位邻接的且覆盖表面区域8的可导电的层26，该可导电的层由此形成用于X型电容器的负电极。所述可导电的层26由此能够在表面区域8中与电路板层3的表面区域8中的可导电的层23一起构成X型电容器。

所述电路板1由此具有电路板层3、尤其与该电路板层3相连接的可导电的层来作为共同的电极，该电极与和其相邻的电路板层2和4形成层堆。这个层堆形成多联电容器，在该多联电容器中所述层23形成用于相邻的电容器的共同的电极。

在本实施例中，所述电路板1还包括三个另外的电路板层5、6和7。所述电路板层5、6和7分别具有另外的可导电的层以用来构成用于通过电路板1所形成的多联电容器总成的电极。

所述电路板5包括可导电的层29，该可导电的层在表面区域9中延伸并且与穿孔12邻接并且由此能够导引正电位。所述可导电的层9也覆盖表面区域8，从而在那里能够形成具有正电位的电极。所述电路板层5也包括可导电的层31，该可导电的层与穿孔11邻接并且于是能够导引负电位。所述电路板层5也具有环形地包围穿孔13的可导电的层30，该可导电的层构造用于通过导通孔连接部将接地电位传递至下一个可导电的层。

所述可导电的层29在表面区域8和9中分别构成正电极，该正电极能够朝向电路板层4与可导电的层26一起构成X型电容器并且能够在表面区域9与可导电的层28一起构成Y型电容器、尤其正连接的Y型电容器。电路板层6与所述电路板层5面状地邻接。所述电路板层6仅在表面区域8的区域中具有电极32，该电极与穿孔11的区域中的负电位邻接。所述表面区域9和10在电路板层6中没有电极。所述电路板层在穿孔12的区域中具有环形地包围穿孔12的用于递送正电位的可导电的层33以及包围穿孔13的用于递送接地电位的可导电的层34。

所述电路板1也具有层复合体，该层复合体由封闭电路板层的外部的电路板层7所形成。所述电路板层7具有可导电的层35，该可导电的层与穿孔9的区域中的正电位邻接并且遮盖表面区域8和表面区域9。所述可导电的层35由此能够与电路板层6的可导电的层32一起构成X型电容器。

所述可导电的层35能够在表面区域9中构成正电极，该正电极能够与电路板层5的同一表面区域中的正电极一起增强在那里所形成的正电极的场。

所述电路板层7在表面区域10的区域中具有可导电的层37，该可导电的层在穿孔11的区域中与负电位邻接并且于是能够构成负电极。所述电路板层7的负电极能够在用于电路板层5的负电极的表面区域10中起场增强作用。

由此，在所述表面区域8、9和10中形成层堆，在所述层堆中在横向于电路板层2、3、4、5、6和7的扁平延伸部分别构造了彼此并联连接的电容器。由此，在所述电路板1的表面区域8中构造了多层的X型电容器，在所述表面区域9中构造了多层地构成的、与接地电位且与正电位邻接的正的Y型电容器，并且在所述表面区域10中构造了与接地电位并与负电位邻接的负的Y型电容器。

图2示意性地以剖面图示出了表面区域8、9或10中的、在图1中已经在朝相应的电路板层看的俯视图中所示出的层堆41、42和43。所述电路板1在表面区域8中形成了包括电路板层2、3、4、5、6和7的层堆42，所述电路板层在表面区域8中构成X型电容器。

为此，所述电路板层2具有电绝缘层，该电绝缘层与可导电的层20相连接。所述电路板层3具有与可导电的层23相连接的电绝缘层。所述可导电的层20和23分别形成用于X型电容器的电极。所述在层堆42中邻接的可导电的层26、29、32和35以能分别交替地用负电位或正电位来加载的方式构造，从而在如此形成的电极之间能够通过形成电介质的电绝缘的层来构造板形电容器场。

在本实施例中，所述表面区域9的区域中的层堆43包括三个正的Y型电容器，它们形成在以层顺序先后相随的、分别通过电绝缘的层来隔开的层21、23、28和29之间。所述可导电的层21和28分别在彼此之间导入包围可导电的层23的接地电位，该可导电的层能够导引正电位。所述导引正电位的层23和29在彼此之间围住导引接地电位的层28。以这种方式，所述层堆43中的三个Y型电容器能够以在表面区域9中上下布置的方式构造。

在所述表面区域10中构造了层堆41，该层堆构成与负电位且与接地电位邻接的负的Y型电容器。在所述可导电的层21与24之间构造了Y型电容器，并且在其导引负电位的可导电的层24与导引接地电位的层28之间构造了另一Y型电容器。所述分别构造用于导引负电位的可导电的层24和31在彼此之间围住可导电的层28，其中所述可导电的层28构造用于导引接地电位。以这种方式，在两侧在横向于可导电的接地层28的扁平的延伸部分别形成Y型电容器，该Y型电容器通向负电位。

所述构造用于导引负电位的可导电的层37能够增强可导电的层31的场。在所述表面区域9中的层堆43中，所述可导电的层35能够导引正电位并且于是对可导电的层29起场增强作用。

所述可导电的层29和31能够分别用作扩展的电极面，以用于补充地扩大相应的电容器的电容。有利地，通过电容在层堆中的空间分布能够避免自共振的滤波器。

图3示出了一种用于控制器15的实施例。所述控制器15具有壳体16。所述壳体16在本实施例中包围空腔，在该空腔中布置有功率模块、尤其换流器17。所述换流器17包括功率半导体开关，所述功率半导体开关构造用于给用于产生旋转场的电机通电。

所述换流器17在输入侧与负的汇流排18相连接并且能够从其处接收负电位。所述换流器17与正的汇流排19相连接，该正的汇流排以端部区段从壳体16中伸出来，并且所述换流器17能够通过该正的汇流排与正的供给电位相连接。所述换流器17还与接地汇流排38相连接，该接地汇流排与接地电位、尤其与壳体16相连接。所述壳体16例如是金属壳体、尤其铝壳体。

所述汇流排18和19在输入侧形成用于控制器15的电接头。

所述控制器15在本实施例中具有EMV滤波器1，该EMV滤波器如在图1中和在图2中已经解释的那样具有负的Y型电容器、正的Y型电容器和X型电容器。所述滤波器1的穿孔在本实施例中分别与汇流排之一重合，从而所述滤波器1能够在穿孔的区域中与遮盖所述穿孔的汇流排旋紧在一起并且能够在那里接收相应的汇流排的电位。所述滤波器1在穿孔11的区域中与负的汇流排18相连接。所述滤波器1在穿孔12的区域中与正的汇流排19相连接。所述滤波器1在穿孔13的区域中与导引接地电位的汇流排38相连接。这种电连接例如能够通过可导电的连接器件、例如镦粗铆钉或螺纹件来形成。

所述汇流排18和19在给换流器17通电时可能变得特别热。由此，所述控制器15会在所述壳体16的区域39中产生高温，在该区域中所述汇流排18和19进入到壳体16中。

所述通过多层电路板所形成的EMV滤波器1在本实施例中有利地无焊剂地或额外地无结构元件地构成。有利地，于是在控制器15运行时也不会有焊剂在所述形成EMV滤波器1的多层电路板上熔化。所有在EMV滤波器1中通过多层电路板的可导电的层固有地所形成的电容器于是不会由于控制器15的区域39中的高温而受温度影响损坏，就此而言这些电容器不是通过分立的、与电路载体钎焊在一起的结构元件形成。所述控制器15构造用于，在与壳体16中的区域39邻接的布置有换流器17的区域40中在运行中产生比在输入区域39中要小的温度，所述汇流排18和19通到所述输入区域里面。所述控制器15由此能够在区域14中并且于是在换流器17的区域中具有电路载体，该电路载体用焊剂与电子结构元件钎焊在一起并且由此被装备。

Claims (11)

1.用于控制器(15)的EMV滤波器(1)，

其中所述滤波器(1)具有多层电路载体(1)，所述多层电路载体包括可导电的层(20、21、23、24、26、28、29、31、32、35、37)以及电绝缘的层(2、3、4、5、6、7)，

其特征在于，

所述电路载体(1)形成至少两个滤波电容器(8、9、10)，其中所述滤波电容器(8、9、10)分别通过至少两个构造在所述电路载体(1)中的且彼此对置的和/或平行地间隔开的可导电的层(20、23、26、29、32、35)来形成。

2.根据权利要求1所述的EMV滤波器(1)，

其特征在于，

所述电容器(8、9、10)分别具有共同的电极(23、26、29、32)，所述电极分别与另外的电极(20、23、26、29、32、35)形成所述电容器(8、9、10)的电容。

3.根据前述权利要求中任一项所述的滤波器，

其特征在于，

所述电路载体(1)针对每个电容器具有表面区域(8、9、10)，其中在所述电路载体(1)的被所述表面区域(8、9、10)覆盖的层堆(41、42、43)中，所述电容器通过布置在所述层堆(41、42、43)中的、分别通过可导电的层形成的且彼此对置的电极(20、23、26、29、32、35)以及将这些电极彼此隔开的电绝缘的电路板层(2、3、4、5、6、7)来形成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的滤波器(1)，

其特征在于，

所述滤波器构造用于抑制共模干扰，其中至少一个电容器构造为Y型电容器(9、10、41、43)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滤波器(1)，

其特征在于，

所述滤波器构造用于抑制差模干扰，其中至少一个电容器构造为X型电容器(8、42)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的滤波器(1)，

其特征在于，

所述滤波器(1)具有正接头(12)、负接头(11)和接地接头(13)，其中所述X型电容器与所述正接头及负接头并联连接，并且所述Y型电容器与所述负接头(11)或正接头(12)及所述接地接头(13)并联连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的滤波器(1)，

其特征在于，

所述滤波器(1)、尤其所述电路载体无焊剂地构成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的滤波器(1)，

其特征在于，

所述滤波器(1)具有用于电连接所述滤波器(1)的螺旋接头(11、12、13)或插塞接头。

9.根据前述权利要求中任一项所述的滤波器，

其特征在于，

所述电路载体是纤维增强的电路板。

10.根据前述权利要求中任一项所述的滤波器(1)，

其特征在于，

所述滤波器(1)具有至少一个通过可导电的层所形成的电极(35、37)，所述电极与电容器(28、29、28、31)的电极(31、29)平行地间隔开并且具有其电位。

11.用于机动车、尤其电动车的控制器(15)，其具有根据前述权利要求中任一项所述的滤波器(1)，

其特征在于，

所述控制器(15)具有壳体(16)，所述壳体包围空腔，并且所述滤波器(1)接纳和布置在所述空腔的区域(39)中，在所述控制器(15)运行期间在所述区域中可能产生比在所述空腔的与之相邻的区域(40)中要大的温度。