CN211981497U - 电路板和电动油泵 - Google Patents
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Abstract
提供电路板和电动油泵,该电动油泵具有控制基板,与使用耐高压的MOSFET的情况相比,该控制基板能够以低成本防止过电压对MOSFET(123)的破坏。该电动油泵具有控制基板,该控制基板具有对基板内的电路进行保护的反向连接保护电路(103),其中,该控制基板具有:第1基板布线(127),其与反向连接保护电路(103)的MOSFET(123)的源极端子(123b)连接;第2基板布线(124),其与GND端子(120d)连接;以及旁路电路(115),其在外部电源的输出电压为比额定值大的规定值以上的情况下,供电流从第1基板布线(127)朝向第2基板布线(124)流动,所述规定值是比MOSFET(123)的栅极‑源极之间的耐电压小的值。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路板和电动油泵。
背景技术
以往,公知有如下电路板,其具有:基板;正极端子和GND端子,它们用于输入直流的外部电源;以及反向连接保护电路,其在所述外部电源相对于所述正极端子和所述GND端子的正负的连接相反的情况下,对基板内的电路进行保护。
例如,专利文献1所记载的电路板具有作为正极端子的正极电源端子、作为GND 端子的负极电源端子以及反向连接保护电路。反向连接保护电路具有MOSFET(Metal OxideSemiconductor FET:金属氧化物半导体场效应晶体管)。
专利文献1:日本特开2019-17128号公报
在专利文献1所记载的电路板中,考虑为,在连接有可能产生过渡性的过电压(过渡浪涌)(例如,额定电压的2倍以上的瞬间脉冲)的外部电源的情况下,作为对策而使用耐高压的MOSFET。但是,如果使用耐高压的MOSFET,则存在引起成本变高的问题。
实用新型内容
因此,本实用新型的目的在于,提供与使用耐高压的MOSFET的情况相比,能够以低成本防止过电压对MOSFET的破坏的电路板和电动油泵。
本申请的例示的第1方面的实用新型是电路板,其具有:基板;正极端子和GND 端子,它们用于输入直流的外部电源;以及反向连接保护电路,其在所述外部电源相对于所述正极端子和所述GND端子的正负的连接相反的情况下,对所述基板内的电路进行保护,所述反向连接保护电路具有MOSFET,其中,该电路板具有:第1基板布线,其与所述MOSFET的源极端子连接;第2基板布线,其与所述GND端子连接;以及旁路电路,其在所述外部电源的输出电压为规定值以上的情况下,供电流从所述第1基板布线朝向所述第2基板布线流动,所述规定值是比所述MOSFET的栅极-源极之间的耐电压小的值。
本申请的例示的第2方面的实用新型是电动油泵,其具有泵部、对所述泵部进行驱动的马达部以及电路板,所述电路板具有对所述马达部的马达进行驱动的马达驱动电路,其中,所述电路板是第1方面的实用新型的电路板。
根据本申请的例示的第1方面的实用新型,起到如下优异效果:与使用耐高压的MOSFET的情况相比,能够以低成本防止过电压对MOSFET的破坏。
根据本申请的例示的第2方面的实用新型,除了第1方面的实用新型的效果之外,还起到如下优异效果:能够利用在反向连接保护电路中不使用耐高压的MOSFET的低成本的电路板对马达部的马达进行驱动。
附图说明
图1是从+Z侧示出实施方式的电动油泵的立体图。
图2是从-Z侧示出该电动油泵的立体图。
图3是示出中心轴线J的位置处的该电动油泵的X-Z剖切面的剖视图。
图4是从轴向的后侧示出该电动油泵的去除了壳体、马达罩、泵罩以及逆变器的部分的分解立体图。
图5是从轴向的前侧示出该马达、逆变器的壳体内的部分以及旋转角传感器的立体图。
图6是该电动油泵的逆变器中的控制基板的电路的框图。
图7是示出该控制基板的第1面的俯视图。
图8是示出该控制基板的第2面的俯视图。
图9是示出该控制基板中的一部分电路的电路图。
图10是示出变形例的电动油泵的控制基板中的一部分电路的电路图。
标号说明
1:电动油泵;10:马达部;11:马达;13:轴(马达轴);14:传感器用磁铁; 15:旋转角传感器;22:定子;22a:铁芯背部;22b:线圈;40:泵部;100:逆变器;101:控制基板(电路板);102:基板;103:反向连接保护电路;104:第1电容器(电解电容器);105:马达驱动电路;108:扼流线圈(电子元件);115:旁路电路;115a:齐纳二极管;115b:电阻元件;115c:变阻器;116:第1测试点;117:第2测试点;118:第3基板布线;120:电源输入部;120a:正极端子;120d:GND 端子;121:马达电源输出部;122:传感器连接部;123:MOSFET;123a:漏极端子;123b:源极端子;123c:栅极端子;123d:栅极保护二极管;124:第2基板布线;127:第1基板布线;129:第4基板布线;J:中心轴线。
具体实施方式
以下,参照附图对本实用新型的实施方式的电动油泵进行说明。在本实施方式中,对向搭载于汽车等车辆的变速器提供油的电动油泵进行说明。另外,在以下的附图中,为了便于理解各结构,有时使实际的构造与各构造的比例尺和数量等不同。
另外,在附图中,适当示出XYZ坐标系来作为三维正交坐标系。在XYZ坐标系中,X轴方向是与图1所示的中心轴线J的轴向平行的方向。中心轴线J是后述的马达部10的轴(马达轴)13的中心轴线。Y轴方向是与图1所示的电动油泵的短边方向平行的方向。Z轴方向是与X轴方向和Y轴方向双方垂直的方向。针对X轴方向、 Y轴方向以及Z轴方向中的任意一个方向,将图中示出的箭头所朝向的一侧设为+侧,将相反的一侧设为-侧。
另外,在以下的说明中,将X轴方向的正侧(+X侧)记为“后侧”,将X轴方向的负侧(-X侧)记为“前侧”。另外,后侧和前侧仅是用于说明的名称,不限定实际的位置关系和方向。前侧(-X侧)相当于本实用新型中的一侧,后侧(+X侧)相当于本实用新型中的另一侧。只要没有特别说明,将与中心轴线J平行的方向(X轴方向)简记为“轴向”,将以中心轴线J为中心的径向简记为“径向”,将以中心轴线 J为中心的周向(即,绕中心轴线J的方向)(θ方向)简记为“周向”。
另外,在本说明书中,“沿轴向延伸”除了严格地沿轴向(X轴方向)延伸的情况之外,还包含沿相对于轴向在小于45°的范围内倾斜的方向延伸的情况。另外,在本说明书中,“沿径向延伸”除了严格地沿径向(即,与轴向(X轴方向)垂直的方向)延伸的情况之外,还包含沿相对于径向在小于45°的范围内倾斜的方向延伸的情况。
【实施方式】
<整体结构>
图1是从+Z侧示出实施方式的电动油泵1的立体图。图2是从-Z侧示出电动油泵1的立体图。如图2所示,电动油泵1具有壳体2、马达部10、泵部40以及逆变器100。
(壳体2)
壳体2由金属(例如铝)制的铸造品构成。壳体2兼作马达部10的马达壳体、泵部40的泵壳体以及逆变器100的逆变器壳体。马达部10的马达壳体、泵部40的泵壳体以及逆变器100的逆变器壳体是一个部件的一部分。
收纳泵部40的泵转子(图3的47)的转子收纳部和马达部10的马达壳体可以是一个部件的一部分,也可以是分体的。另外,马达部10的马达壳体和泵部40的泵壳体也可以是分体的。
像实施方式的电动油泵1那样,在马达壳体和泵壳体是一个部件的一部分的情况下,马达壳体与泵壳体的轴向上的边界被如下定义。即,设置有贯通孔的壁的轴向中心是两个壳体的轴向的边界,该贯通孔供轴(图3的13)从马达壳体内朝向泵壳体的转子收纳部贯通。
图3是示出中心轴线J的位置处的电动油泵1的X-Z剖切面的剖视图。图4是从轴向的后侧示出电动油泵1的去除了壳体(图1的2)、马达罩(图1的16)、泵罩(图 1的52)以及逆变器罩(图1的198)的部分的分解立体图。
<马达部10>
马达部10在马达壳体中具有马达11。
(马达11)
马达11具有轴13、传感器用磁铁14、旋转角传感器15、马达罩16、转子20以及定子22,其中,该轴13沿着在轴向上延伸的中心轴线J配置。传感器用磁铁14、马达罩16以及转子20仅在图3和图4中的图3中示出。
马达11例如是内转子型的马达,转子20固定于轴13的外周面,定子22配置于转子20的径向外侧。马达11的除轴13以外的部分是马达11的主体部。即,马达 11的主体部由转子20、定子22、传感器用磁铁14、旋转角传感器15以及马达罩16 等构成。
转子20在比轴13的轴向中心靠后侧(另一侧)的区域,固定于比后侧的端靠前侧(一侧)的区域。定子22以使内周面与转子20的外周面对置的方式配置。
作为马达轴的轴13的轴向的前侧从定子22的前侧的端突出,并与泵部40(更详细而言,后述的泵转子47)连接。
定子22具有线圈22b。当向线圈22b通电时,转子20与轴13一起旋转。
如图3所示,传感器用磁铁14固定于轴13的轴向后侧的端部,与轴13一起旋转。将圆盘状的传感器用磁铁14在直径的位置一分为二而得的一个区域的磁极为S 极,另一个区域的磁极为N极。
旋转角传感器15固定于马达11的后侧端部。另外,旋转角传感器15具有传感器基板15a和安装于传感器基板15a的霍尔IC 15b。传感器基板15a以使传感器基板 15a的基板面沿着径向的姿态配置。霍尔IC 15b具有沿周向排列的未图示的3个霍尔元件,在轴向上与传感器用磁铁14对置。当传感器用磁铁14与轴13一起旋转时,分别由霍尔IC 15b的3个霍尔元件检测到的S极、N极的磁力分别单独地变化。3 个霍尔元件分别输出与检测到的磁力对应的霍尔信号。逆变器100的微型计算机根据从霍尔IC 15b发送来的第1霍尔信号H1、第2霍尔信号H2以及第3霍尔信号H3 来确定轴13的旋转角。
壳体2在轴向后侧的端具有朝向轴向后侧的开口。马达罩16固定于壳体2并封闭上述的开口。作业人员能够通过从壳体2拆下马达罩16来接近马达11的旋转角传感器15。
<泵部40>
如图4所示,泵部40位于马达部10的轴向前侧,经由轴13被马达部10驱动而排出油。泵部40具有泵转子47和泵罩52。
(泵转子47)
泵转子47安装于轴13的前侧。泵转子47具有内转子47a和外转子47b。内转子47a固定于轴13。外转子47b包围内转子47a的径向外侧。
内转子47a呈圆环状。内转子47a是在径向外侧面具有齿的齿轮。内转子47a与轴13一起绕轴(θ方向)旋转。外转子47b呈包围内转子47a的径向外侧的圆环状。外转子47b是在径向内侧面具有齿的齿轮。外转子47b的径向外侧面呈圆形。
内转子47a的径向外侧面的齿轮与外转子47b的径向内侧面的齿轮相互啮合,内转子47a伴随着轴13的旋转而旋转,从而使外转子47b旋转。即,轴13的旋转使泵转子47旋转。马达部10和泵部40具有由同一部件构成的作为旋转轴的轴13。由此,能够抑制电动油泵1在轴向上大型化。
另外,内转子47a和外转子47b进行旋转,从而使内转子47a与外转子47b的啮合部分之间的容积发生变化。容积减少的区域成为加压区域,容积增加的区域成为负压区域。
(泵罩52)
壳体2在轴向前侧的端具有朝向轴向前侧的开口。该开口被泵罩52封闭。泵罩52通过螺栓53固定于壳体2。
<逆变器100>
逆变器100配置于比马达部10和泵部40靠Z轴方向的+Z侧的位置。图5是从轴向前侧示出马达11、逆变器100的壳体(图2的2)内的部分以及旋转角传感器 15的立体图。在该图中,为了便于说明,省略了马达11的定子22的圆筒形状的铁芯背部(图6的22a)的图示。对马达部10的驱动进行控制的逆变器100具有控制基板101、第1布线单元130、第2布线单元160以及连接器199。
(控制基板101)
控制基板101具有基板102和安装于基板102的多个电子部件。多个电子部件的一部分构成具有逆变器功能的马达驱动电路。基板102具有电源输入部120、马达电源输出部121以及与从旋转角传感器15延伸的各布线电连接的传感器连接部122。
控制基板101以使控制基板101的两个面中的任意一个面沿着轴向的姿态配置于比马达部10靠径向外侧的位置。控制基板101的第1面与第2面平行,因此图示的控制基板101以使两个面沿着轴向的姿态配置。旋转角传感器15配置于比控制基板 101靠轴向后侧(+X侧)的位置。
(第1布线单元130)
第1布线单元130起到使马达11的各汇流条(U相汇流条、V相汇流条、W相汇流条)与基板102的马达电源输出部121电连接的作用。第2布线单元160起到使连接器199的各端子与基板102的电源输入部120电连接的作用,并且起到使马达 11的旋转角传感器15与基板102的传感器连接部122电连接的作用。如图4所示,第1布线单元130配置于基板102的第1面与泵部40之间。
(连接器199)
连接器199与外部的点火电源连接器连接。点火电源连接器具有常时电源用、GND用、CAN-Lo信号用以及CAN-Hi信号用的4个端口,被作业人员从Z轴方向的+Z侧朝向-Z侧移动而安装于连接器199。连接器199具有分别与点火电源的4个端口电连接的4个连接器端子。
(第2布线单元160)
第2布线单元160通过布线保持体对4根电源输入布线(图4的162)和5根传感器布线(图5的163)进行保持。连接器199的常时电源用的连接器端子、GND 用的连接器端子、CAN-Lo信号用的连接器端子以及CAN-Hi信号用的连接器端子分别锡焊或焊接于4根电源输入布线中的任意一根。
4根电源输入布线各自的轴向前侧的端部朝向Z轴方向的+Z侧弯折,插入并锡焊于基板102的电源输入部120的通孔。通过上述的锡焊,4根电源输入布线使连接器199的连接器端子与控制基板101的电源输入部电连接。
在图4中,旋转角传感器15的传感器基板15a具有5个传感器端子。具体而言,传感器基板15a具有输出第1霍尔信号H1的传感器端子、与GND连接的传感器端子、输出第2霍尔信号H2的传感器端子、输出第3霍尔信号H3的传感器端子以及与5V电源连接的传感器端子。
5个传感器端子分别通过焊接或锡焊与第2布线单元160的5根传感器布线中的任意一根连接。5根传感器布线使旋转角传感器15与控制基板101的基板102的传感器连接部122电连接。
图6是逆变器100的控制基板101的电路的框图。控制基板101具有反向连接保护电路103、第1电容器104、马达驱动电路105、电流检测切断电路106、U、V、 W电压检测电路107、扼流线圈108以及电压监视电路109。另外,控制基板101具有5V电源电路110、通信接口111、微型计算机监视电路112、电源电压监视电路113、微型计算机114以及旁路电路115。
在控制基板101的基板102的电源输入部(图10的120)经由车辆的继电器901 而连接有点火(IGN)电源。点火电源的常时电源和GND经由反向连接保护电路103 和第1电容器104与马达驱动电路105连接。
反向连接保护电路103是在点火电源的常时电源与GND反向连接的情况下切断从反向连接保护电路103向下游侧输出负电压的电路。
第1电容器104是吸收点火电源的常时电源(正极电源)的纹波电流,而使常时电源的电压稳定化的电解电容器。
在使第1电容器104与马达驱动电路105电连接的基板布线上连接有电源电压监视电路113。电源电压监视电路113对输出到马达驱动电路105的直流的电压进行检测,并将检测值输出到微型计算机114的A/D转换电路114a。
微型计算机114具有A/D转换电路114a、PWM输出电路114b、温度检测电路114c、A/D转换电路114d、I/O电路114e以及通信电路114f。微型计算机114利用通信电路114f接收从车辆的ECU 900经由控制基板101的通信接口111发送的控制信号,并生成以基于控制信号的频率对马达11进行旋转驱动的PWM信号。生成的PWM 信号从微型计算机114的PWM输出电路114b输出并输入到马达驱动电路105。
马达驱动电路105将从第1电容器104发送来的DC电源转换为三相交流电源并输出到马达11,该三相交流电源的频率与从微型计算机114的PWM输出电路114b 发送来的PWM信号对应。马达驱动电路105具有开关用的多个双极晶体管 (MOSFET)和温度检测电路105a。马达驱动电路105的温度检测电路105a将温度的检测值输出到电流检测切断电路106。
电流检测切断电路106对从马达驱动电路105向马达11流动的电流进行检测。当所检测到的电流值超过规定的上限或者从马达驱动电路105的温度检测电路105a 发送来的温度的检测值超过规定的上限时,电流检测切断电路106将切断信号输出到微型计算机114。
当从电流检测切断电路106发送来切断信号或者微型计算机114的温度检测电路114c的温度的检测值超过规定的上限时,微型计算机114中止PWM信号的生成并停止驱动马达11。
U、V、W电压检测电路107对从马达驱动电路105向马达11输出的三相交流电源的电压进行检测,并将检测值输出到微型计算机114的A/D转换电路114d。
在使反向连接保护电路103与第1电容器104电连接的基板布线上经由扼流线圈108连接有5V电源电路110。扼流线圈108构成防止在5V电源电路110中流动的电流成为过电流的电路。5V电源电路110向旋转角传感器15输出5V电源。
微型计算机监视电路112与微型计算机114连接,与微型计算机114进行通信,而监视微型计算机114有无异常。
电压监视电路109对从扼流线圈108向5V电源电路110发送的直流电源的电压进行检测,并将检测值输出到微型计算机114的A/D转换电路114a。
从旋转角传感器15输出的第1霍尔信号H1、第2霍尔信号H2以及第3霍尔信号被输入到微型计算机114的I/O电路114e。微型计算机114根据第1霍尔信号H1、第2霍尔信号H2以及第3霍尔信号H3来确定马达11的转子(图3的20)的旋转角度,并根据确定结果来计算转子的旋转频率。
另外,在后面对旁路电路115的作用进行叙述。
图7是示出控制基板101的第1面的俯视图。图8是示出控制基板101的第2 面的俯视图。配置在控制基板101的基板102的轴向后侧(+X侧)的端部上的电源输入部120具有4个由通孔和焊盘构成的端子。第1个端子是由常时电源用的通孔120a1和焊盘120a2构成的正极端子120a。第2个端子是由CAN-Lo信号用的通孔 120b1和焊盘120b2构成的Lo端子。第3个端子是由CAN-Hi信号用的通孔120c1 和焊盘120c2构成的Hi端子。第4个端子是由GND用的通孔120d1和焊盘120d2 构成的GND端子。上述4个端子均分别与连接器(图10的199)的4个连接器端子单独电连接。
在轴向上,在基板102的比电源输入部120靠后侧(-X侧)且比第1电容器104 靠前侧(+X侧)的区域中安装有扼流线圈108。另外,在上述的区域中还安装有构成反向连接保护电路(图6的103)的MOSFET 123。
在第1电容器104以及MOSFET 123的Y轴方向上的-Y侧安装有第2电容器126。第2电容器126是用于在瞬间切断电源时维持电源电压的电解电容器。
在轴向上,在基板102的比第2电容器126和第1电容器104靠后侧的区域中,设置有传感器连接部122,并且安装有微型计算机114。传感器连接部122具有5个通孔和焊盘的组。第1组是第1霍尔信号H1用的通孔122a1和焊盘122a2的组。第 2组是第2霍尔信号H2用的通孔122c1和焊盘122c2的组。第3组是第3霍尔信号 H3用的通孔122d1和焊盘122d2的组。第4组是GND用的通孔122b1和焊盘122b2 的组。第5组是5V电源用的通孔122e1和焊盘122e2的组。上述5个组在基板102 的Y轴方向的端部相互沿轴向排列。
在轴向上,在基板102的比微型计算机114和传感器连接部122靠后侧的区域中安装有6个双极晶体管125。上述6个双极晶体管125构成马达驱动电路105的一部分。
在基板102中,比6个双极晶体管125靠轴向后侧的区域是基板102的后侧的端部。在该后侧的端部配置有马达电源输出部121。马达电源输出部121具有3个通孔和焊盘的组。第1组是三相交流电源中的U相用的通孔121Ua和焊盘121Ub的组。第2组是V相用的通孔121Va和焊盘121Vb的组。第3组是W相用的通孔121Wa 和焊盘121Wb的组。上述3个组分别输出相互不同的相的电源。
图9是示出作为电路板的控制基板101中的一部分电路的电路图。如该图所示,反向连接保护电路103具有MOSFET 123。当在点火电源的正极端子与GND端子之间施加电压时,在MOSFET 123的源极端子123b与栅极端子123c之间施加电压。如图所示,在MOSFET 123内存在允许电流从图中左侧朝向右侧流动的寄生二极管。当点火电源的正负被反向连接时,MOSFET 123不导通,而切断从反向连接保护电路 103向下游侧输出的负电压。由此,保护基板102内的各电路。
基板102具有:第1基板布线127,其与MOSFET 123的源极端子123b连接;第2基板布线124,其与GND端子120d连接;以及旁路电路115。旁路电路115是在作为外部电源的点火电源的输出电压为比额定值(例如12V)大的规定值以上的情况下,供电流从第1基板布线127朝向第2基板布线124流动的电路。上述规定值(以下,也称为旁路开通值)是比MOSFET 123的栅极-源极之间的耐电压小的值。作为一例,点火电源的额定电压是12〔V〕,MOSFET 123的栅极-源极之间的耐电压是20 〔V〕,MOSFET 123的漏极(123a)-源极之间的耐电压是40〔V〕,旁路开通值是 16〔V〕。以下,使用上述一例对控制基板101的结构进行说明,但点火电源的额定电压、MOSFET 123的栅极-源极之间的耐电压、MOSFET 123的漏极-源极之间的耐电压以及旁路开通值的组合不限于上述的一例。但是,通常以使漏极-源极之间的耐电压成为比栅极-源极之间的耐电压高的值的方式完成对MOSFET 123的设计。因此,从过电压对MOSFET123的破坏的观点出发,来自点火电源的输出电压超过漏极-源极之间的耐电压导致破坏的情况是很少见的。大部分是来自点火电源的输出电压超过栅极-源极之间的耐电压导致MOSFET 123的破坏的情况。
<电动油泵1的作用效果>
(1)电动油泵1的控制基板101具有基板102、用于输入直流的点火电源的正极端子120a、GND端子120d以及反向连接保护电路103。反向连接保护电路103具有MOSFET 123,在点火电源的正负被反向连接的情况下保护基板102内的电路。控制基板101具有:第1基板布线127,其与MOSFET 123的源极123b连接;第2基板布线124,其与GND端子120d连接;以及旁路电路115。在外部电源的输出电压为旁路开通值以上的情况下,旁路电路115供电流从第1基板布线127朝向第2基板布线124流动。旁路开通值(=16〔V〕)是比MOSFET 123的栅极-源极之间的耐电压(20〔V〕)小的值。
在该结构中,在点火电源的正负适当连接的状态下,假设来自点火电源的输出电压开始高于额定的12〔V〕。于是,来自点火电源的输出电压在达到MOSFET 123的栅极-源极之间的耐电压、即20〔V〕之前,达到旁路开通值、即16〔V〕。然后,旁路电路115供电流从MOSFET 123的源极端子123b侧朝向基板102的GND端子120d 侧流动,从而将MOSFET 123的栅极-源极之间的电压维持为小于20〔V〕(小于耐电压)。旁路电路115能够由齐纳二极管115a等廉价的电子元件构成。因此,根据电动油泵1,与使用耐高压(例如外部电源的额定电压的2倍以上)的MOSFET 123的情况相比,能够以低成本防止过电压对MOSFET 123的破坏。
(2)基板102具有与栅极端子123c连接的第3基板布线118。旁路电路115具有以电的方式介于第1基板布线127与第2基板布线124之间,并相互串联连接的齐纳二极管115a和电阻元件115b。齐纳二极管115a以电的方式介于第1基板布线127 与第3基板布线118之间。电阻元件115b以电的方式介于第3基板布线118与第2 基板布线124之间。齐纳二极管115a的齐纳电压比MOSFET 123的栅极-源极之间的耐电压(20〔V〕)低。
在该结构中,齐纳二极管115a的齐纳电压为旁路开通值。即,在上述的一例中,齐纳电压为16〔V〕,从而使旁路开通值为16〔V〕。来自点火电源的输出电压在开始高于额定的12〔V〕之后,不达到栅极-源极之间的耐电压(20〔V〕)而达到齐纳二极管115a的齐纳电压。于是,在齐纳二极管115a中产生雪崩击穿现象,而产生从第 1基板布线127经由旁路电路115向GND流动的电流。然后,MOSFET 123的栅极- 源极之间的电压被维持为小于栅极-源极之间的耐电压(20〔V〕)。因此,根据电动油泵1,通过使用具有齐纳二极管115a和电阻元件115b的旁路电路115,与使用耐高压的MOSFET的情况相比,能够以低成本防止MOSFET 123的破坏。
另外,在电动油泵1中,当来自点火电源的输出电压为旁路开通值(16〔V〕) 以上时,对旁路电路115的齐纳二极管115a施加齐纳电压(16〔V〕)以上的电压,而使电流在旁路电路115中流动。利用旁路电路115的电阻元件115b将上述电流抑制为某种程度的较小的值,从而将施加于齐纳二极管115a的电压稳定地维持为齐纳电压(16〔V〕)以上。因此,根据电动油泵1,在来自点火电源的输出电压为旁路开通值(16〔V〕)以上的条件下,能够起到以下效果。即,根据电动油泵1,能够稳定地对齐纳二极管115a施加齐纳电压(16〔V〕)以上的电压,从而能够使电流在旁路电路115中稳定地流动。
另外,在电动油泵1中,与具有变阻器和电阻元件的旁路电路相比,具有齐纳二极管115a和电阻元件115b的旁路电路115减小了旁路电路115在基板102上的设置空间。因此,根据电动油泵1,与使用具有变阻器和电阻元件的旁路电路的情况相比,能够实现控制基板101的小型化。特别是,在具有马达驱动电路105的控制基板101 中,根据以下说明的理由,能够有效地实现控制基板101的小型化。即,在对马达进行驱动的控制基板101中,如图7所示,通常在吸收纹波电流的大型的第1电容器 104与电源输入部120之间安装有防止过电流的扼流线圈108和MOSFET 123。在该结构中,在平面尺寸比扼流线圈108小的MOSFET 123的周围产生微小的空隙空间。具有齐纳二极管115a和电阻元件115b的旁路电路115能够配置于上述的空隙空间,因此能够有效实现控制基板101的小型化。
(3)控制基板101具有:第1测试点116,其与第1基板布线127导通;以及第2测试点117,其与第3基板布线118导通。
根据该结构的电动油泵1,通过使检查设备的探针与第1测试点116和第2测试点117接触,能够进行以下操作。即,能够检查齐纳二极管115a与基板布线有无电连接不良,或者能够对齐纳二极管115a在旁路电路115内的电特性进行检查。或者,能够检测后述的变形例中的变阻器115c与基板布线有无电连接不良,或者能够对变阻器115c在旁路电路115内的电特性进行检查。
另外,根据电动油泵1,通过使检查设备的探针与第2测试点117和GND端子 120d接触,能够进行以下操作。即,能够检查电阻元件115b与基板布线有无电连接不良,或者能够对电阻元件115b在旁路电路115内的电特性进行检查。
另外,根据电动油泵1,通过使检查设备的探针与第1测试点116和GND端子 120d接触,能够对旁路电路115的电特性进行检查。
另外,如图7所示,第1测试点116和第2测试点117由配置在基板102的第1 面上的圆形状的电极构成。测试点的电极的形状不限于圆形,例如也可以是环状、长圆形状、正方形以及长方形等。
(4)控制基板101具有马达驱动电路105和由电解电容器构成的第1电容器104。第1电容器104以电的方式介于第1基板布线127和第4基板布线129中的任意一方与第2基板布线124之间,该第4基板布线129在比第1基板布线127靠下游侧的位置经由电子元件(例如扼流线圈108)与第1基板布线127连接。马达驱动电路105 配置于比第1电容器104靠下游侧的位置。
根据该结构的电动油泵1,第1电容器104利用充电功能吸收来自点火电源的纹波电流,从而能够使马达驱动电路105以稳定的旋转速度对马达11进行驱动。
(5)电动油泵1具有泵部40、对泵部40进行驱动的马达部10以及控制基板101。控制基板101具有对马达部10的马达11进行驱动的马达驱动电路105。
根据该结构的电动油泵1,能够利用在旁路电路115中不使用耐高压的MOSFET 的低成本的控制基板101对马达部10的马达11进行驱动。
〔变形例〕
接下来,对将实施方式的电动油泵1的一部分结构变形为其他结构而得的变形例进行说明。另外,只要以下没有特别说明,则变形例的电动油泵1的结构与实施方式相同。
图10是示出变形例的电动油泵1的控制基板101的一部分电路的电路图。该图所示的控制基板101的旁路电路115具有变阻器115c来代替实施方式中的齐纳二极管。变阻器115c介于第1基板布线127与第3基板布线118之间。
当施加于变阻器115c的2根引线之间的电压小于变阻器115c所特有的变阻器电压的情况下,变阻器115c不流过电流。另一方面,当施加于2根引线之间的电压为变阻器电压以上的情况下,变阻器115c流过电流。在变形例的电动油泵1中,变阻器电压例如为16〔V〕。
<变形例的电动油泵1的作用效果>
(6)基板102具有与栅极端子123c连接的第3基板布线118。旁路电路115具有以电的方式介于第1基板布线127与第2基板布线124之间,并相互串联连接的变阻器115c和电阻元件115b。变阻器115c以电的方式介于第1基板布线127与第3 基板布线118之间。电阻元件115b以电的方式介于第3基板布线118与第2基板布线124之间。变阻器115c的变阻器电压比MOSFET 123的栅极-源极之间的耐电压(20 〔V〕)低。
在该结构中,变阻器115c的变阻器电压为旁路开通值。即,在上述的一例中,变阻器电压为16〔V〕,从而使旁路开通值为16〔V〕。来自点火电源的输出电压在开始高于额定的12〔V〕之后,不达到栅极-源极之间的耐电压(20〔V〕)而达到变阻器115c的变阻器电压。于是,产生从第1基板布线127经由旁路电路115向GND流动的电流。然后,MOSFET 123的栅极-源极之间的电压被维持为小于栅极-源极之间的耐电压(20〔V〕)。因此,根据电动油泵1,通过使用具有变阻器115c和电阻元件 115b的旁路电路115,与使用耐高压的MOSFET的情况相比,能够以低成本防止 MOSFET 123的破坏。
另外,在电动油泵1中,当来自点火电源的输出电压为旁路开通值(16〔V〕) 以上时,对旁路电路115的变阻器115c施加变阻器电压(16〔V〕)以上的电压,而使电流在旁路电路115中流动。利用旁路电路115的电阻元件115b将上述电流抑制为某种程度的较小的值,从而将施加给变阻器115c的电压稳定地维持在变阻器电压 (16〔V〕)以上。因此,根据电动油泵1,在来自点火电源的输出电压为旁路开通值 (16〔V〕)以上的条件下,能够起到以下效果。即,根据电动油泵1,能够稳定地对变阻器115c施加变阻器电压(16〔V〕)以上的电压,从而能够使电流在旁路电路115 中稳定地流动。
另外,在电动油泵1中,与具有齐纳二极管和电阻元件的旁路电路相比,具有变阻器115c和电阻元件的旁路电路能够进行以下操作。即,电动油泵1能够吸收振幅更高的浪涌,该浪涌是基于电感的点火电源的输出电压的浪涌。因此,根据电动油泵 1,与使用具有齐纳二极管和电阻元件的旁路电路的结构相比,能够抑制浪涌对 MOSFET 123的破坏。
以上,对本实用新型的优选的实施方式和变形例进行了说明,但本实用新型不限定于这些实施方式,能够在其主旨的范围内进行各种变形和变更。这些实施方式及其变形包含于实用新型的范围和主旨,并且也包含于权利要求书所记载的实用新型及其均等的范围内。
Claims (8)
1.一种电路板,其具有:
基板;
正极端子和GND端子,它们用于输入直流的外部电源;以及
反向连接保护电路,其在所述外部电源相对于所述正极端子和所述GND端子的正负的连接相反的情况下,对所述基板内的电路进行保护,
所述反向连接保护电路具有MOSFET,
其特征在于,
该电路板具有:
第1基板布线,其与所述MOSFET的源极端子连接;
第2基板布线,其与所述GND端子连接;以及
旁路电路,其在所述外部电源的输出电压为规定值以上的情况下,供电流从所述第1基板布线朝向所述第2基板布线流动,
所述规定值是比所述MOSFET的栅极-源极之间的耐电压小的值。
2.根据权利要求1所述的电路板,其特征在于,
该电路板具有与所述MOSFET的栅极端子连接的第3基板布线,
所述旁路电路具有以电的方式介于所述第1基板布线与所述第2基板布线之间并相互串联连接的齐纳二极管和电阻元件,
所述齐纳二极管以电的方式介于所述第1基板布线与所述第3基板布线之间,
所述电阻元件以电的方式介于所述第3基板布线与所述第2基板布线之间,
所述齐纳二极管的齐纳电压比所述MOSFET的栅极-源极之间的耐电压低。
3.根据权利要求1所述的电路板,其特征在于,
该电路板具有与所述MOSFET的栅极端子连接的第3基板布线,
所述旁路电路具有以电的方式介于所述第1基板布线与所述第2基板布线之间并相互串联连接的变阻器和电阻元件,
所述变阻器以电的方式介于所述第1基板布线与所述第3基板布线之间,
所述电阻元件以电的方式介于所述第3基板布线与所述第2基板布线之间,
所述变阻器的变阻器电压比所述MOSFET的栅极-源极之间的耐电压低。
4.根据权利要求2或3所述的电路板,其特征在于,
该电路板具有:
第1测试点,其与所述第1基板布线导通;以及
第2测试点,其与所述第3基板布线导通。
5.根据权利要求2所述的电路板,其特征在于,
该电路板具有电解电容器和马达驱动电路,
所述电解电容器以电的方式介于所述第1基板布线和第4基板布线中的任意一方与所述第2基板布线之间,该第4基板布线在比所述第1基板布线靠下游侧的位置经由电子元件与所述第1基板布线连接,
所述马达驱动电路配置于比所述电解电容器靠下游侧的位置。
6.根据权利要求3所述的电路板,其特征在于,
该电路板具有电解电容器和马达驱动电路,
所述电解电容器以电的方式介于所述第1基板布线和第4基板布线中的任意一方与所述第2基板布线之间,该第4基板布线在比所述第1基板布线靠下游侧的位置经由电子元件与所述第1基板布线连接,
所述马达驱动电路配置于比所述电解电容器靠下游侧的位置。
7.根据权利要求4所述的电路板,其特征在于,
该电路板具有电解电容器和马达驱动电路,
所述电解电容器以电的方式介于所述第1基板布线和第4基板布线中的任意一方与所述第2基板布线之间,该第4基板布线在比所述第1基板布线靠下游侧的位置经由电子元件与所述第1基板布线连接,
所述马达驱动电路配置于比所述电解电容器靠下游侧的位置。
8.一种电动油泵,其具有泵部、对所述泵部进行驱动的马达部以及电路板,
所述电路板具有对所述马达部的马达进行驱动的马达驱动电路,
其特征在于,
所述电路板是权利要求5所述的电路板。
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