CN218648721U - 电力转换装置和马达单元 - Google Patents

Abstract

一种电力转换装置和马达单元，有助于在电路基板与噪声源彼此靠近配置时抑制噪声。本实用新型的电力转换装置具有：壳体；以及收纳于壳体的电容器、开关元件模块和电路基板，电容器与开关元件模块经由母线电连接，电容器、开关元件模块和母线中的至少一方与电路基板相邻设置，其中，电路基板设有接地图案、滤波电路以及用于将滤波电路与外部电连接的连接器，电路基板具有沿该电路基板的厚度方向贯穿的第一通孔和第二通孔，且经由穿过第一通孔的第一螺纹件以及经由穿过第二通孔的第二螺纹件固定于壳体，从而使接地图案经由第一通孔和第一螺纹件以及经由第二通孔和第二螺纹件而与壳体电连接，第一通孔、连接器和第二通孔沿直线依次相邻排列。

Description

电力转换装置和马达单元

技术领域

本实用新型涉及电力转换装置和马达单元。

背景技术

在电动汽车中使用的逆变器(例如牵引逆变器)通常具有壳体以及收纳于壳体的电容器、开关元件模块和电路基板，其中，电容器与开关元件模块经由母线电连接，电路基板呈非接地形态。

上述逆变器在实际使用时需要满足EMC(电磁兼容性)要求。

为了满足上述要求，需要针对传导噪声采取措施。传导噪声可分为高电压类噪声和低电压类噪声。高电压类噪声是在主电路(开关元件模块、电容器和母线)中产生的噪声。低电压类噪声是在控制电路(电路基板)中产生的噪声。针对高电压类噪声，以往通过在母线上安装铁氧体铁芯或者使用Y电容器(有时也使用XY电容器)等，能较好地进行应对。另一方面，针对低电压类噪声，以往通过在与电路基板连接的各种线束上安装铁氧体铁芯、在基板内部设置各种过滤器等进行应对。

不过，在电路基板与主电路(开关元件模块、电容器和母线)彼此靠近时，在主电路中产生的高电压类噪声会传递到电路基板，有时很难抑制低电压类噪声。

实用新型内容

本实用新型正是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种电力转换装置和马达单元，有助于在电路基板与噪声源彼此靠近配置时抑制噪声。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电力转换装置，具有：壳体；以及收纳于所述壳体的电容器、开关元件模块和电路基板，所述电容器与所述开关元件模块经由母线电连接，所述电容器、所述开关元件模块和所述母线中的至少一方与所述电路基板相邻设置，其中，所述电路基板设有接地图案、滤波电路以及用于将所述滤波电路与外部电连接的连接器，所述电路基板具有沿该电路基板的厚度方向贯穿的第一通孔和第二通孔，且经由穿过所述第一通孔的第一螺纹件以及经由穿过所述第二通孔的第二螺纹件固定于所述壳体，从而使所述接地图案经由所述第一通孔和所述第一螺纹件以及经由所述第二通孔和所述第二螺纹件而与所述壳体电连接，所述第一通孔、所述连接器和所述第二通孔沿直线依次相邻排列。

此处，所谓“通孔”，是指孔壁设有导电材料(例如铜箔等)的过孔(VIA)，并且，所谓“第一通孔、连接器和第二通孔沿直线依次相邻排列”，只要第一通孔、连接器和第二通孔大致排列在一直线上即可。

根据本实用新型的电力转换装置，电路基板设有接地图案、滤波电路以及用于将滤波电路与外部电连接的连接器，电路基板具有沿该电路基板的厚度方向贯穿的第一通孔和第二通孔，且经由穿过第一通孔的第一螺纹件以及经由穿过第二通孔的第二螺纹件固定于壳体，从而使接地图案经由第一通孔和第一螺纹件以及经由第二通孔和第二螺纹件而与壳体电连接，第一通孔、连接器和第二通孔沿直线依次相邻排列，因此，与以往的高阻抗的非接地结构的情况不同，可通过形成多点接地结构而实现低阻抗电路，能抑制噪声电位，并且，原本经由连接器全部流入滤波电路的噪声可通过多点接地向壳体分流，从而能降低噪声。

此外，在本实用新型的电力转换装置中，优选所述电路基板包括多层基板，该多层基板具有至少一个设有所述接地图案的接地层，所述第一通孔和所述第二通孔分别在周围设有与所述接地层电连接且外轮廓呈直径为8～10mm的圆形的电极，在沿所述电路基板的厚度方向观察时，所述第一通孔的周围所设有的所述电极的边缘与所述连接器的距离以及所述第二通孔的周围所设有的所述电极的边缘与所述连接器的距离分别为10mm。

根据本实用新型的电力转换装置，电路基板包括多层基板，该多层基板具有至少一个设有接地图案的接地层，第一通孔和第二通孔分别在周围设有与接地层电连接且外轮廓呈直径为8～10mm的圆形的电极，在沿电路基板的厚度方向观察时，第一通孔的周围所设有的电极的边缘与连接器的距离以及第二通孔的周围所设有的电极的边缘与连接器的距离分别为10mm，因此，能更有效地降低噪声。

此外，在本实用新型的电力转换装置中，优选所述滤波电路包括对噪声进行过滤前的第一电路段和对噪声进行过滤后的第二电路段，所述第一电路段的信号线与所述第二电路段的信号线不并排配线。

根据本实用新型的电力转换装置，滤波电路包括对噪声进行过滤前的第一电路段和对噪声进行过滤后的第二电路段，第一电路段的信号线与第二电路段的信号线不并排配线，因此，能避免第一电路段的噪声再次叠加在第二电路段上而影响噪声抑制效果。

此外，在本实用新型的电力转换装置中，优选所述滤波电路沿直线状、弧线状或折线状的路径配线，或者沿由直线和弧线依次连接而形成的路径配线。

此外，在本实用新型的电力转换装置中，优选所述滤波电路是π型滤波电路。

此外，在本实用新型的电力转换装置中，优选所述电路基板呈多边形，所述第一通孔、所述连接器和所述第二通孔设于所述电路基板的一个角部。

此外，在本实用新型的电力转换装置中，优选所述壳体是金属制的，且具有与所述第一螺纹件和所述第二螺纹件分别螺合的螺纹孔，所述第一螺纹件和所述第二螺纹件分别是金属螺钉。

根据本实用新型的电力转换装置，壳体是金属制的，且具有与第一螺纹件和第二螺纹件分别螺合的螺纹孔，第一螺纹件和第二螺纹件分别是金属螺钉，因此，有助于利用第一螺纹件和第二螺纹件使电路基板可靠地接地。

此外，在本实用新型的电力转换装置中，优选所述电路基板还具有沿该电路基板的厚度方向贯穿的除了所述第一通孔和所述第二通孔之外的至少一个通孔，且经由穿过所述至少一个通孔的至少一个螺纹件固定于所述壳体，从而使所述接地图案经由所述至少一个通孔和所述至少一个螺纹件而与所述壳体电连接。

根据本实用新型的电力转换装置，电路基板还具有沿该电路基板的厚度方向贯穿的除了第一通孔和第二通孔之外的至少一个通孔，且经由穿过至少一个通孔的第三螺纹件固定于壳体，从而使接地图案经由至少一个通孔和第三螺纹件而与壳体电连接，因此，有助于进一步抑制噪声。

此外，在本实用新型的电力转换装置中，优选所述电容器和所述开关元件模块沿第一方向排列，所述电路基板沿与所述第一方向垂直的第二方向覆盖所述电容器和所述开关元件模块。

根据本实用新型的电力转换装置，电容器和开关元件模块沿第一方向排列，电路基板沿与第一方向垂直的第二方向覆盖电容器和开关元件模块，因此，有助于实现电力转换装置在第二方向上的小型化。

此外，为了实现上述目的，本实用新型提供一种马达单元，其具有上述任一项的电力转换装置以及由所述电力转换装置驱动的马达。

(实用新型效果)

根据本实用新型，电路基板设有接地图案、滤波电路以及用于将滤波电路与外部电连接的连接器，电路基板具有沿该电路基板的厚度方向贯穿的第一通孔和第二通孔，且经由穿过第一通孔的第一螺纹件和穿过第二通孔的第二螺纹件固定于壳体，从而使接地图案经由第一通孔和第一螺纹件以及经由第二通孔和第二螺纹件而与壳体电连接，第一通孔、连接器和第二通孔沿直线依次相邻排列，因此，与以往的高阻抗的非接地结构的情况不同，可通过形成多点接地结构而实现低阻抗电路，能抑制噪声电位，并且，原本经由连接器全部流入滤波电路的噪声可通过多点接地向壳体分流，从而能降低噪声。

附图说明

图1是示意表示本实用新型实施方式的马达单元的电路图。

图2是示意表示本实用新型实施方式的马达单元所具有的电力转换装置的立体图，其中省略了壳体的一部分，且将电路基板分离示出。

图3是示意表示图2所示的电力转换装置中的电路基板的俯视图。

图4是示意表示图3所示的电路基板上所设有的连接器和滤波电路的电路图。

(符号说明)

1 电力转换装置

10 壳体

20 电容器

30 开关元件模块

40 电路基板

41 滤波电路

42 连接器

50 母线

TH1 第一通孔

TH2 第二通孔

TH3 第三通孔

TH4 第四通孔

TH5 第五通孔

SC1 第一螺纹件

SC2 第二螺纹件

SC3 第三螺纹件

SC4 第四螺纹件

SC5 第五螺纹件

SH1 螺纹孔

SH2 螺纹孔

SH3 螺纹孔

SH4 螺纹孔

SH5 螺纹孔

L1 正极侧电线

L2 负极侧电线

C1 扼流线圈

C2 扼流线圈

C3 电容器

MT 马达

BT 电池

具体实施方式

下面，结合图1至图4对本实用新型实施方式的马达单元进行说明，其中，图1是示意表示本实用新型实施方式的马达单元的电路图，图2是示意表示本实用新型实施方式的马达单元所具有的电力转换装置的立体图，其中省略了壳体的一部分，且将电路基板分离示出，图3是示意表示图2所示的电力转换装置中的电路基板的俯视图，图4是示意表示图3所示的电路基板上所设有的连接器和滤波电路的电路图。

此处，为方便说明，将相互正交的三个方向设为X方向、Y方向和Z方向，且将X方向的一侧设为X1，将X方向的另一侧设为X2，将Y方向的一侧设为Y1，将Y方向的另一侧设为Y2，将Z方向的一侧设为Z1，将Z方向的另一侧设为Z2。

(马达单元的电路结构)

如图1所示，马达单元具有电力转换装置1以及由电力转换装置1驱动的马达MT。电力转换装置1从电池BT获取直流电力，电力转换装置1通过电容器20将电池BT供给来的直流电力平滑化并通过开关元件模块30转换成交流电力，然后供给至马达MT。

此处，马达MT是具有u相、v相和w相的三相马达。

此外，电容器20例如由薄膜电容器构成。

此外，开关元件模块30例如由IGBT(绝缘栅双极型功率管)模块、MOSFET(场效应晶体管)等构成。

(电力转换装置的结构)

如图2所示，电力转换装置1具有：壳体10；以及收纳于壳体10的电容器20、开关元件模块30和电路基板40，电容器20与开关元件模块30经由母线50电连接，电容器20、开关元件模块30和母线50中的至少一方与电路基板40相邻设置。

此处，壳体10为金属制，整体呈长方体盒状。

此外，电容器20、开关元件模块30和母线50均与电路基板40相邻设置。具体而言，如图2所示，电容器20和开关元件模块30沿X方向(相当于本实用新型中的第一方向)排列，电路基板40沿Z方向(相当于本实用新型中的第二方向)覆盖电容器20和开关元件模块30(在图示的例子中，电路基板40也沿Z方向覆盖母线50，但并不局限于此，也可在电路基板40上开孔而使母线50的一部分在Z方向上露出)。

此外，如图3所示，电路基板40设有接地图案(未图示)、滤波电路41以及用于将滤波电路41与外部(在图示的例子中是电池BT)电连接的连接器42(低频连接器)。并且，电路基板40具有沿该电路基板40的厚度方向(在图示的例子中与Z方向一致)贯穿的第一通孔TH1和第二通孔TH2，且经由穿过第一通孔TH1的第一螺纹件SC1以及经由穿过第二通孔TH2的第二螺纹件SC2固定于壳体10，从而使上述接地图案经由第一通孔TH1和第一螺纹件SC1以及经由第二通孔TH2和第二螺纹件SC2而与壳体10电连接。并且，第一通孔TH1、连接器42和第二通孔TH2沿直线依次相邻排列。

此处，电路基板包括多层基板，该多层基板具有至少一个设有上述接地图案的接地层。

此外，如图2和图3所示，电路基板40呈多边形(在图示的例子中为矩形，但并不局限于此)，第一通孔TH1、连接器42和第二通孔TH2设于电路基板40的一个角部。并且，穿过第一通孔TH1的第一螺纹件SC1和穿过第二通孔TH2的第二螺纹件SC2分别是金属螺钉，第一螺纹件SC1和第二螺纹件SC2分别与壳体10具有的螺纹孔SH1、SH2螺合。

此外，如图2和图3所示，电路基板40还具有沿该电路基板40的厚度方向贯穿的第三通孔TH3、第四通孔TH4和第五通孔TH5。电路基板40还经由穿过第三通孔TH3的第三螺纹件SC3、穿过第四通孔TH4的第四螺纹件SC4以及穿过第五通孔TH5的第五螺纹件SC5固定于壳体10，从而使上述导电图案经由第三通孔TH3和第三螺纹件SC3、经由第四通孔TH4和第四螺纹件SC4以及经由第五通孔TH5和第五螺纹件SC5而与壳体10电连接。并且，第三通孔TH3、第四通孔TH4和第五通孔TH5分别设置于电路基板40的不同的角部。并且，穿过第三通孔TH3的第三螺纹件SC3、穿过第四通孔TH4的第四螺纹件SC4和穿过第五通孔TH5的第五螺纹件SC5分别是金属螺钉。并且，第三螺纹件SC3、第四螺纹件SC4和第五螺纹件SC5分别与壳体10具有的螺纹孔SH3、SH4、SH5螺合。

此外，例如，第一通孔TH1和第二通孔TH2分别在周围设有与上述接地层电连接且外轮廓呈直径为8～10mm的圆形的电极，在沿电路基板40的厚度方向观察时，第一通孔TH1的周围所设有的电极的边缘与连接器42的距离以及第二通孔TH2的周围所设有的电极的边缘与连接器42的距离分别为10mm。并且，第三通孔TH3、第四通孔TH4和第五通孔TH5也分别在周围设有与上述接地层电连接且外轮廓呈直径为8～10mm的圆形的电极。

此外，滤波电路41包括对噪声进行过滤前的第一电路段和对噪声进行过滤后的第二电路段，第一电路段的信号线与第二电路段的信号线不并排配线，即第一电路段的信号线与第二电路段的信号线彼此没有并排配线的部分。具体而言，滤波电路41沿直线状、弧线状或折线状的路径配线，或者沿由直线和弧线依次连接而形成的路径配线(在图3所示的例子中，滤波电路41沿大致呈L字状的路径配线)。并且，如图4所示，滤波电路4可以是π型滤波电路，例如包括共模扼流线圈和陶瓷电容器(在图示的例子中，滤波电路4包括连接在正极侧电线L1与负极侧电线L2之间的扼流线圈C1、扼流线圈C2和电容器C3，但并不局限于此，滤波电路4的具体结构可根据需要适当变更)。

此外，虽未图示，但电路基板40例如用于对开关元件模块30的动作进行控制，还设有信号电路和信号接地，滤波电路41例如将信号电路与连接器42电连接。

(本实施方式的主要效果)

根据本实施方式的马达单元，在电力转换装置1中，电路基板40设有滤波电路41以及用于将滤波电路41与外部电连接的连接器42，电路基板40具有沿该电路基板40的厚度方向贯穿的第一通孔TH1和第二通孔TH2，且经由穿过第一通孔TH1的第一螺纹件SC1以及经由穿过第二通孔TH2的第二螺纹件SC2固定于壳体10，从而使电路基板40所具有的接地图案经由第一通孔TH1和第一螺纹件SC1以及经由第二通孔TH2和第二螺纹件SC3而与壳体10电连接，第一通孔TH1、连接器42和第二通孔TH2沿直线依次相邻排列，因此，与以往的高阻抗的非接地结构的情况不同，可通过形成多点接地结构而实现低阻抗电路，能抑制噪声电位，并且，原本经由连接器全部流入滤波电路的噪声可通过多点接地向壳体分流，从而能降低噪声。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型的具体实现并不受上述实施方式的限制。

例如，在上述实施方式中，电力转换装置10用于对马达MT进行控制，但并不局限于此，电力转换装置10也可用于对马达MT以外的装置进行控制等。

此外，在上述实施方式中，壳体10为金属制，但并不局限于此，也可以只是一部分由金属构成。并且，也可以是壳体10的一部分或整体由金属以外的导电性材料构成。

此外，在上述实施方式中，螺纹件40是金属螺钉，但并不局限于此，也可以只是一部分由金属构成，并且，螺纹件40也可以是螺栓等。

此外，在上述实施方式中，电容器20和开关元件模块30沿X方向排列，电路基板40沿Z方向覆盖电容器20和开关元件模块30，但并不局限于此，电容器20、开关元件模块30和电路基板40的位置关系也可根据需要适当变更，例如，电容器20、开关元件模块30和电路基板40也可沿Z方向层叠。

此外，在上述实施方式中，电路基板40包括多层基板，但并不局限于此，电路基板40也可以是单层基板。

此外，在上述实施方式中，电路基板40呈矩形(并非必须是严格意义上的矩形，例如也可以将角部形成为圆角)，但并不局限于此，电路基板40也可形成为矩形以外的多边形(并非必须是严格意义上的多边形，例如也可以将角部形成为圆角)，还能形成为其它形状。

此外，在上述实施方式中，第一通孔TH1、第二通孔TH2、第三通孔TH3、第四通孔TH4和第五通孔TH5分别在周围设有外轮廓呈直径为8～10mm的圆形的电极，但并不局限于此，第一通孔TH1、第二通孔TH2、第三通孔TH3、第四通孔TH4和第五通孔TH5的周围所设有的电极的形状和大小可根据需要进行变更。

此外，在上述实施方式中，电路基板40具有第三通孔TH3、第四通孔TH4和第五通孔TH5以及第三螺纹件SC3、第四螺纹件SC4和第五螺纹件SC5，但并不局限于此，电路基板40还可以具有其它通孔以及穿过该其它通孔而使电路基板40与壳体10连接并接地的其它螺纹件，或者也可省略第三通孔TH3、第四通孔TH4和第五通孔TH5以及第三螺纹件SC3、第四螺纹件SC4和第五螺纹件SC5中的一个或多个。

应当理解，本实用新型在其范围内，能将实施方式中的各个部分自由组合，或是将实施方式中的各个部分适当变形、省略。

Claims (10)

1.一种电力转换装置，具有：壳体；以及收纳于所述壳体的电容器、开关元件模块和电路基板，所述电容器与所述开关元件模块经由母线电连接，所述电容器、所述开关元件模块和所述母线中的至少一方与所述电路基板相邻设置，其特征在于，

所述电路基板设有接地图案、滤波电路以及用于将所述滤波电路与外部电连接的连接器，

所述电路基板具有沿该电路基板的厚度方向贯穿的第一通孔和第二通孔，且经由穿过所述第一通孔的第一螺纹件以及经由穿过所述第二通孔的第二螺纹件固定于所述壳体，从而使所述接地图案经由所述第一通孔和所述第一螺纹件以及经由所述第二通孔和所述第二螺纹件而与所述壳体电连接，

所述第一通孔、所述连接器和所述第二通孔沿直线依次相邻排列。

2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电路基板包括多层基板，该多层基板具有至少一个设有所述接地图案的接地层，

所述第一通孔和所述第二通孔分别在周围设有与所述接地层电连接且外轮廓呈直径为8～10mm的圆形的电极，

在沿所述电路基板的厚度方向观察时，所述第一通孔的周围所设有的所述电极的边缘与所述连接器的距离以及所述第二通孔的周围所设有的所述电极的边缘与所述连接器的距离分别为10mm。

3.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述滤波电路包括对噪声进行过滤前的第一电路段和对噪声进行过滤后的第二电路段，

所述第一电路段的信号线与所述第二电路段的信号线不并排配线。

4.如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，

所述滤波电路沿直线状、弧线状或折线状的路径配线，或者沿由直线和弧线依次连接而形成的路径配线。

5.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述滤波电路是π型滤波电路。

6.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电路基板呈多边形，

所述第一通孔、所述连接器和所述第二通孔设于所述电路基板的一个角部。

7.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述壳体是金属制的，且具有与所述第一螺纹件和所述第二螺纹件分别螺合的螺纹孔，

所述第一螺纹件和所述第二螺纹件分别是金属螺钉。

8.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电路基板还具有沿该电路基板的厚度方向贯穿的除了所述第一通孔和所述第二通孔之外的至少一个通孔，且经由穿过所述至少一个通孔的至少一个螺纹件固定于所述壳体，从而使所述接地图案经由所述至少一个通孔和所述至少一个螺纹件而与所述壳体电连接。

9.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电容器和所述开关元件模块沿第一方向排列，

所述电路基板沿与所述第一方向垂直的第二方向覆盖所述电容器和所述开关元件模块。

10.一种马达单元，其特征在于，具有：

权利要求1至9中任一项所述的电力转换装置；以及

由所述电力转换装置驱动的马达。

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