CN218041205U - 一种电机控制器用电磁滤波电路及其装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机控制器用电磁滤波电路及其装置，在输入端和输出端之间设置有二级滤波电路，二级滤波电路中包括前置滤波电路和后置滤波电路，在前置、后置滤波电路中分别设置有差模电容、共模电容组、电感等电路元件，在第一、二级共模电容组上设置有阻尼电阻。本实用新型通过在共模电容组之中设置阻尼电阻，并且将阻尼电阻串联在共模电容与壳体地之间，实现LC产生的谐振峰的抑制，解决部分频点共模EMI超标的问题，能够更好的实现干扰抑制，克服了现有技术中所存在的EMI抑制效果差的缺陷。通过运行电路仿真软件，观察阻尼电阻插入损耗波形可知，本实用新型能够有效抑制谐振波峰，使谐振波峰衰减3dB左右，成本低，产生热量少。

Description

一种电机控制器用电磁滤波电路及其装置

技术领域

本实用新型涉及一种电磁滤波电路及其装置，尤其涉及一种电机控制器用电磁滤波电路及其装置。

背景技术

受全球能源危机与环境污染影响，汽车电动化已逐渐成为趋势，电机控制器系统作为车载大功率部件，并不断向轻小化、高效化的方向发展，功率模块的开关速度也越来越高，产生的电磁干扰能量大、频带宽，是新能源车内的主要干扰源，其产生的电磁干扰不仅会影响车内外无线电接收设备，也会影响其他车载高低压部件。此外，电机驱动系统产生的这种电磁噪声，不仅会使自身设备不能满足EMC标准限值要求，还会导致整车不能满足EMC标准限值要求。因此，如何降低或消除电磁干扰就显得尤为重要。电磁滤波器作为抑制电磁干扰的主要手段，逐渐成为电机控制器系统中不可缺少的一部分。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电机控制器用电磁滤波电路及其装置，通过多个电路元件的配合，形成了兼具共模滤波器与差模滤波器的结构，通过设置阻尼电阻，能够对电机控制器高压电源线上的共模干扰和差模干扰进行有效的抑制，显著地压平LC谐振波的尖峰，解决现有技术存在的缺憾。

本实用新型提供了下述方案：

一种电机控制器用电磁滤波电路，包括输入端和输出端，在所述输入端和输出端之间设置有二级滤波电路，二级滤波电路中包括前置滤波电路和后置滤波电路，其中：

所述前置滤波电路中的第一级差模电容跨接在输入端之间，第一级共模电容组一端跨接在输入端之间，另一端接地，第二级差模电容跨接在输入端之间，第一级共模电容组和第二级差模电容之间设置有第一级电感；

所述后置滤波电路中的第三级差模电容跨接在输出端之间，第二级共模电容组一端跨接在输出端之间，另一端接地，第三级差模电容跨接在输出端之间，第二级共模电容组和第三级差模电容之间设置有第二级电感；

在所述第一级共模电容组和第二级共模电容组上设置有阻尼电阻。

进一步的，第一级共模电容组中包括第一共模电容、第二共模电容、第一阻尼电阻、第二阻尼电阻，所述第一共模电容一端连接在输入端的负极，另一端与第一阻尼电阻相连，所述第一阻尼电阻的另一端接地，所述第二共模电容的一端与输入端的正极相连，另一端与第二阻尼电阻相连，所述第二阻尼电阻的另一端接地。

进一步的，第二级共模电容组包括第三共模电容、第四共模电容、第三阻尼电阻、第四阻尼电阻，所述第三共模电容一端连接在输出端的一极，另一端与第三阻尼电阻相连，所述第三阻尼电阻的另一端接地，所述第四共模电容一端连接在输出端的另一极，另一端与第四阻尼电阻相连，所述第四阻尼电阻的另一端接地。

进一步的，所述第一级电感与输入端串联，第一级电感套设于输入端的正极和负极上。

进一步的，所述第二级电感与输出端串联，第二级电感套设于输出端的两极。

进一步的，所述电磁滤波电路的输入端与逆变器相连。

进一步的，所述电磁滤波电路的输入端正、负极分别与逆变器的直流母线相连。

进一步的，在前置滤波电路中，LC谐振频率为

以L＝15μH、 Cy＝0.15μF计算得到

在频率106kHz处的谐振尖峰为+33.5dB。

进一步的，前置滤波电路中，阻尼电阻大小为

在频率 106kHz处的谐振尖峰下降+3dB。

一种电机控制器用电磁滤波装置，所述电机控制器用电磁滤波装置中设置有电机控制器用电磁滤波电路。

本实用新型与现有技术相比具有以下的优点：

在共模电容组之中设置阻尼电阻，并且将阻尼电阻串联在共模电容与壳体地之间，阻尼电阻实现LC产生的谐振波峰的抑制，解决部分频点共模EMI 超标的问题，能够更好的实现干扰抑制，成本付出低，产生热量少，克服了现有技术中所存在的EMI抑制效果差的缺陷。

通过运行电路仿真软件，观察阻尼电阻插入损耗波形可知，通过合理调整阻尼电阻的大小，可以有效抑制谐振波峰，使谐振波峰衰减3dB左右，显著地压平LC谐振的尖峰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为二级滤波器电路原理图。

图2为一级滤波器电路原理图。

图3为一级滤波器共模电路没有串联阻尼电阻时的电路原理图。

图4为一级滤波器共模电路时串联阻尼电阻的电路原理图。

图5为一级滤波器电路没有串联阻尼电阻时插入损耗波形示意图。

图6为图5的局部放大图。

图7为一级滤波器电路串联阻尼电阻后插入损耗波形示意图。

图8为图7的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图4所示的电机控制器用电磁滤波电路，包括输入端In和输出端Out，在输入端In和输出端Out之间设置有二级滤波电路，滤波器级数定义主要取决于电感数量。二级滤波电路中包括前置滤波电路A和后置滤波电路B，前置滤波电路A中的第一级差模电容C_X1跨接在输入端In之间，第一级共模电容组一端跨接在输入端In之间，即：第一级共模电容组与输入端In之间是并联的关系，第一级共模电容组的另一端接地，第二级差模电容C_X2跨接在二级滤波电路的输入端In之间，即：第二级差模电容C_X2与输入端In是并联的关系，第一级共模电容组和第二级差模电容C_X2之间设置有第一级电感L1，第一级电感L1套设于正极和负极上，相当于串联在电路中。

后置滤波电路B中的第三级差模电容C_X3跨接在输出端Out之间，第二级共模电容组一端跨接在输出端Out之间，另一端接地，即：第二级共模电容组与输出端Out之间为并联的关系，第二级共模电容组和第三级差模电容C_X3之间设置有第二级电感L2；

在第一级共模电容组和第二级共模电容组上设置有阻尼电阻。

在本实施例中，由于在第一、二级共模电容组上设置有阻尼电阻，

第一共模电容组连接在滤波电路输出端的正极HV+与地之间、负极HV- 与地之间，在共模电容组与地之间串联有第一阻尼电阻R1、第二阻尼电阻R2，第一、二阻尼电阻的作用在于实现LC产生的谐振峰的抑制，解决部分频点共模电磁干扰超标的问题。

优选的，第一级共模电容组中包括第一共模电容C_y1、第二共模电容C_y2、第一阻尼电阻R1、第二阻尼电阻R2，第一共模电容C_y1一端连接在输入端In 的负极HV-，另一端与第一阻尼电阻R1相连，第一阻尼电阻R1的另一端接地，第二共模电容C_y2的一端与输入端In的正极HV+相连，另一端与第二阻尼电阻R2相连，第二阻尼电阻R2的另一端接地。

第二级共模电容组包括第三共模电容C_y3、第四共模电容C_y4、第三阻尼电阻R3、第四阻尼电阻R4，第三共模电容C_y3一端连接在输出端Out的一极，另一端与第三阻尼电阻R3相连，第三阻尼电阻R3的另一端接地，第四共模电容C_y4一端连接在输出端Out的另一极，另一端与第四阻尼电阻R4相连，第四阻尼电阻R4的另一端接地。

优选的，第一级电感L1与输入端In串联，第一级电感L1套设于输入端 In的正极HV+和负极HV-上，第二级电感L2与输出端Out串联，第二级电感 L2套设于输出端Out的两极。

优选的，电磁滤波电路的输入端与逆变器相连，电磁滤波电路的输入端正、负极分别与逆变器的直流母线相连。

本实用新型还公开了一种电机控制器用电磁滤波装置，电机控制器用电磁滤波装置中设置有电机控制器用电磁滤波电路，能够实现电磁滤波电路的功能，对电机控制器高压电源线上的共模干扰和差模干扰进行有效的抑制，显著地压平LC谐振的尖峰。

通过运行电路仿真软件并观察效果图，再对比串联阻尼电阻、未串联阻尼电阻的不同电路，可以很明显地看出阻尼电阻对于滤波电路的影响：

如图5和图6所示，一级滤波器正极对地的共模电路、没有串联阻尼电阻时，LC谐振频率为

以L＝15μH、Cy＝0.15μF计算得到

仿真得到插入损耗波形图，可以看到在106k附近有个谐振的尖峰为+33.5dB左右。

如图7和图8所示，为一级滤波器正极对地的共模电路、串联阻尼电阻，阻尼电阻大小为

仿真得到插入损耗波形图，可以看到在106k 附近有个谐振的尖峰下降为+3dB左右。

通过对设置阻尼电阻与未设置阻尼电阻的滤波电路进行比较，并观察插入损耗波形图可以看出，阻尼电阻能够抑制谐振峰，从而解决部分频点共模EMI 超标的问题，能够更好的实现干扰抑制，克服了现有技术中所存在的EMI抑制效果差的缺陷。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电机控制器用电磁滤波电路，包括输入端和输出端，其特征在于，在所述输入端和输出端之间设置有二级滤波电路，二级滤波电路中包括前置滤波电路和后置滤波电路，其中：

所述前置滤波电路中的第一级差模电容跨接在输入端之间，第一级共模电容组一端跨接在输入端之间，另一端接地，第二级差模电容跨接在输入端之间，第一级共模电容组和第二级差模电容之间设置有第一级电感；

所述后置滤波电路中的第三级差模电容跨接在输出端之间，第二级共模电容组一端跨接在输出端之间，另一端接地，第三级差模电容跨接在输出端之间，第二级共模电容组和第三级差模电容之间设置有第二级电感；

在所述第一级共模电容组和第二级共模电容组上设置有阻尼电阻。

2.根据权利要求1所述的电机控制器用电磁滤波电路，其特征在于，第一级共模电容组中包括第一共模电容、第二共模电容、第一阻尼电阻、第二阻尼电阻，所述第一共模电容一端连接在输入端的负极，另一端与第一阻尼电阻相连，所述第一阻尼电阻的另一端接地，所述第二共模电容的一端与输入端的正极相连，另一端与第二阻尼电阻相连，所述第二阻尼电阻的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的电机控制器用电磁滤波电路，其特征在于，第二级共模电容组包括第三共模电容、第四共模电容、第三阻尼电阻、第四阻尼电阻，所述第三共模电容一端连接在输出端的一极，另一端与第三阻尼电阻相连，所述第三阻尼电阻的另一端接地，所述第四共模电容一端连接在输出端的另一极，另一端与第四阻尼电阻相连，所述第四阻尼电阻的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的电机控制器用电磁滤波电路，其特征在于，所述第一级电感与输入端串联，第一级电感套设于输入端的正极和负极上。

5.根据权利要求1所述的电机控制器用电磁滤波电路，其特征在于，所述第二级电感与输出端串联，第二级电感套设于输出端的两极。

6.根据权利要求1所述的电机控制器用电磁滤波电路，其特征在于，所述电磁滤波电路的输入端与逆变器相连。

7.根据权利要求6所述的电机控制器用电磁滤波电路，其特征在于，所述电磁滤波电路的输入端正、负极分别与逆变器的直流母线相连。

8.根据权利要求1所述的电机控制器用电磁滤波电路，其特征在于，在前置滤波电路中，LC谐振频率为

以L＝15μH、Cy＝0.15μF计算得到

在频率106kHz处的谐振尖峰为+33.5dB。

9.根据权利要求1所述的电机控制器用电磁滤波电路，其特征在于，前置滤波电路中，阻尼电阻大小为

在频率106kHz处的谐振尖峰下降+3dB。

10.一种电机控制器用电磁滤波装置，其特征在于，所述电机控制器用电磁滤波装置中设置有如权利要求1至9中任一项所述的电机控制器用电磁滤波电路。

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