CN219938234U - 一种24v三相风机的emc优化电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种24V三相风机的EMC优化电路,涉及EMC优化电路技术领域,包括电子控制单元、逆变器电路和电机,所述电子控制单元通过逆变器电路控制电机,所述电子控制单元包含共模滤波器和常态滤波器;其中,共模滤波器包含电感L1、电机壳体CON1、电机壳体CON2、电容C1、电容C2、电容C3、场效应晶体管FET7;常态滤波器包含电容C4和铝电解电容C5;电机包含U相绕组、V相绕组、W相绕组;逆变器电路包含场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6和电阻R1。本实用新型利用电容对高频噪声的低阻抗特性与电机壳体之间搭建EMC抑制电路,有效降低控制器的EMC噪声,提高电子控制单元的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及EMC优化电路技术领域,尤其涉及一种24V三相风机的EMC优化电路。
背景技术
电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,缩写为EMC)干扰与水、土、大气污染一样,也是一种环境干扰,EMC干扰并不能被直接观察到,长期接触会对人体本身造成不良的影响,甚至会引发严重慢性疾病。EMC干扰无处不在,任何电子产品都会产生一定程度的EMC干扰,其并不能被完全消除,故减小EMC干扰是目前解决的首要任务。
目前主要缺陷在于:
1.大容值电解电容一般体积较大,不利于电子控制单元的小型化;
2.电解电容成本高;
3.电解电容一般有极性,其反接会损坏,影响控制器耐反接能力;另一方面,如果不使用电解电容又不能有效降低EMC干扰。
在直流无刷电机控制系统中,EMC干扰成为其中一个越来越严重的问题,目前车载三相风机普遍为12V系统,其系统电压较低,EMC干扰也相对来说好解决一些,24V系统三相风机电压幅值更高,其EMC干扰水平较12V系统更难抑制。在现已知的24V三相风机是通过在电源端口增加大容值电解电容来抑制EMC干扰的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种24V三相风机的EMC优化电路,可利用电容对高频噪声的低阻抗特性与电机壳体之间搭建EMC抑制电路,有效降低控制器的EMC噪声,提高电子控制单元的稳定性。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种24V三相风机的EMC优化电路,包括电子控制单元、逆变器电路和电机,所述电子控制单元通过逆变器电路控制电机,所述电子控制单元包含共模滤波器和常态滤波器;
其中,共模滤波器包含电感L1、电机壳体CON1、电机壳体CON2、电容C1、电容C2、电容C3、场效应晶体管FET7;
常态滤波器包含电容C4和铝电解电容C5;
电机包含U相绕组、V相绕组、W相绕组;
逆变器电路包含场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6和电阻R1;
所述场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6连接于控制器正极24V和负极线GND之间;
场效应晶体管FET1和场效应晶体管FET2串联连接于24V正极线与负极线之间,场效应晶体管FET1和场效应晶体管FET2将U相电流提供给电机的U相绕组;
场效应晶体管FET3和场效应晶体管FET4串联连接于24V正极线与负极线之间,场效应晶体管FET3和场效应晶体管FET4将V相电流提供给电机的V相绕组;
场效应晶体管FET5和场效应晶体管FET6串联连接于24V正极线与负极线之间,场效应晶体管FET5和场效应晶体管FET6将W相电流提供给电机的W相绕组;
作为本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的进一步优选方案,场效应晶体管FET7为防反接电路,位于控制器负极端口GND和逆变器负极经电阻R1后的GND1之间,使控制器具备防反接功能。
作为本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的进一步优选方案,电阻R1的一端与场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET6源极连接,电阻R1的另一端与GND1连接,流过电阻R1的电流转换为电压信号传递至相应传感器,用于以诊断控制器运行电流,实现电流检测功能。
作为本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的进一步优选方案,铝电解电容C5在24V正极线与负极线之间与逆变器电路并联连接,铝电解电容C5对电源电压24V与负极线之差进行滤波稳压。
作为本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的进一步优选方案,逆变器电路的输出端子U_OUT经由电源线与电机的电机电源端子U连接;
逆变器电路的输出端子V_OUT经由电源线与电机的电机电源端子V连接;
逆变器电路的输出端子W_OUT经由电源线与电机的电机电源端子W连接。
作为本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的进一步优选方案,场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6通过分别被进行PWM控制而将U相电流、V相电流和W相电流提供给电机。
作为本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的进一步优选方案,所述常态滤波器设置于24V正极线和GND1之间:线圈L1连接于24V正极输入线与逆变器电路正极之间,电容器C4连接于24V正极线和GND1之间,铝电解电容C5连接于24V正极线和GND1之间,用以抑制控制器的常态噪声。
作为本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的进一步优选方案,所述共模滤波器位于常态滤波器前级,第一电容器C1的一端连接电机壳体CON1,第一电容器C1的另一端连接控制器正极,第二电容器C2的一端连接电机壳体CON1,第二电容器C2的另一端连接控制器24V负极GND,第三电容器C3的一端连接电机壳体CON2,第三电容器C3的另一端连接控制器负极GND1。
作为本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的进一步优选方案,所述共模滤波器连接于24V正极线与负极线之间,第一电容器C1的一端经由24V正极线与逆变器电路的正极连接,第二电容器C2的一端与负极线GND连接,第一电容器C1的另一端、第二电容器C2的另一端与机壳CON1连接,第三电容器C3的一端经由控制器负极线GND过FET7与GND1连接,第三电容器C3的另一端与机壳CON2连接。
作为本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的进一步优选方案,所述机壳CON1和机壳CON2均通过螺钉与电机壳体相连接;机壳CON1与和第一电容器C1的另一端电连接,并且与和第二电容器C2的另一端电连接,机壳CON2与第三电容器C3的另一端电连接,在机壳CON1中,电流在第一电容器C1与第二电容器C2之间流动,并且,电流在第一电容器C1和第二电容器C2与电机壳体之间流动,场效应晶体管FET7用于阻碍作用,第三电容器C3用于对电流导通。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
1、本实用新型一种24V四相无刷直流电机反电动势检测电路,包括电子控制单元、逆变器电路和电机,本实用新型利用电容对高频噪声的低阻抗特性与电机壳体之间搭建EMC抑制电路,有效降低控制器的EMC噪声,提高电子控制单元的稳定性;
2、本实用新型共模滤波器包含电感L1、电机壳体CON1、电机壳体CON2、电容C1、电容C2、电容C3、场效应晶体管FET7,将机壳CON1形成在第一电容器C1与第二电容器C2之间,使共模噪声可通过第一电容器C1和第二电容器C2传递至电机壳体CON1,同时因为FET7对电流的抑制作用,增加第三电容器C3,连接机壳CON2,是的共模噪声通过基板到达三个电容器上,再传递至电机外壳,增加对共模噪声的抑制回路,从而抑制共模噪声;
3、本实用新型电阻R1的一端与场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET6源极连接,电阻R1的另一端与GND1连接,流过电阻R1的电流转换为电压信号传递至相应传感器,用于以诊断控制器运行电流,实现电流检测功能;
4、本实用新型铝电解电容C5在24V正极线与负极线之间与逆变器电路30并联连接,有效的对电源电压24V与负极线之差进行滤波稳压;
5、本实用新型常态滤波器20设置于24V正极线和GND1之间:线圈L1连接于24V正极输入线与逆变器电路正极之间,电容器C4连接于24V正极线和GND1之间,铝电解电容C5连接于24V正极线和GND1之间,有效的抑制控制器的常态噪声。
附图说明
图1是本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路的电路图;
图2是本实用新型电路基板中的机壳CON1和CON2的侧视图。
图中标号具体如下:
10-共模滤波器,20-常态滤波器,30-逆变器电路,40-电机,22-螺钉,32-电机壳体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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。
三相电机运行产生的EMC干扰主要来源于电机本身,电机壳体为金属结构,其对电机线圈和磁瓦提供金属屏蔽作用,但由于电机壳体悬空,其屏蔽作用有限,故可利用电容对高频噪声的低阻抗特性与电机壳体之间搭建EMC抑制电路,有效降低控制器的EMC噪声,提高电子控制单元的稳定性。
一种24V三相风机的EMC优化电路,如图1所示,包括电子控制单元、逆变器电路30和电机40,所述电子控制单元通过逆变器电路30控制电机40,所述电子控制单元包含共模滤波器10和常态滤波器20;
其中,共模滤波器10包含电感L1、电机壳体CON1、电机壳体CON2、电容C1、电容C2、电容C3、场效应晶体管FET7;
常态滤波器20包含电容C4和铝电解电容C5;
电机40包含U相绕组、V相绕组、W相绕组;
逆变器电路30包含场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6和电阻R1;
所述场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6连接于控制器正极24V和负极线GND之间;
场效应晶体管FET1和场效应晶体管FET2串联连接于24V正极线与负极线之间,场效应晶体管FET1和场效应晶体管FET2将U相电流提供给电机40的U相绕组;
场效应晶体管FET3和场效应晶体管FET4串联连接于24V正极线与负极线之间,场效应晶体管FET3和场效应晶体管FET4将V相电流提供给电机40的V相绕组;
场效应晶体管FET5和场效应晶体管FET6串联连接于24V正极线与负极线之间,场效应晶体管FET51和场效应晶体管FET6将W相电流提供给电机40的W相绕组;
场效应晶体管FET7为防反接电路,位于控制器负极端口GND和逆变器负极经电阻R1后的GND1之间,使控制器具备防反接功能;
电阻R1的一端与场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET6源极连接,电阻R1的另一端与GND1连接,流过电阻R1的电流转换为电压信号传递至相应传感器,用于以诊断控制器运行电流,实现电流检测功能;
铝电解电容C5在24V正极线与负极线之间与逆变器电路30并联连接,铝电解电容C5对电源电压24V与负极线之差进行滤波稳压;
逆变器电路的输出端子U_OUT经由电源线与电机40的电机电源端子U连接;
逆变器电路的输出端子V_OUT经由电源线与电机40的电机电源端子V连接;
逆变器电路的输出端子W_OUT经由电源线与电机40的电机电源端子W连接;
场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6通过分别被进行PWM控制而将U相电流、V相电流和W相电流提供给电机40。
所述常态滤波器20设置于24V正极线和GND1之间:线圈L1连接于24V正极输入线与逆变器电路正极之间,电容器C4连接于24V正极线和GND1之间,铝电解电容C5连接于24V正极线和GND1之间,用以抑制控制器的常态噪声。
所述共模滤波器10位于常态滤波器20前级,第一电容器C1的一端连接电机壳体CON1,第一电容器C1的另一端连接控制器正极,第二电容器C2的一端连接电机壳体CON1,第二电容器C2的另一端连接控制器24V负极GND,第三电容器C3的一端连接电机壳体CON2,第三电容器C3的另一端连接控制器负极GND1。
所述共模滤波器10连接于24V正极线与负极线之间,第一电容器C1的一端经由24V正极线与逆变器电路的正极连接,第二电容器C2的一端与负极线GND连接,第一电容器C1的另一端、第二电容器C2的另一端与机壳CON1连接,第三电容器C3的一端经由控制器负极线GND过FET7与GND1连接,第三电容器C3的另一端与机壳CON2连接。
所述机壳CON1和机壳CON2均通过螺钉22与电机壳体32相连接;机壳CON1与和第一电容器C1的另一端电连接,并且与和第二电容器C2的另一端电连接,机壳CON2与第三电容器C3的另一端电连接,在机壳CON1中,电流在第一电容器C1与第二电容器C2之间流动,并且,电流在第一电容器C1和第二电容器C2与电机壳体32之间流动,场效应晶体管FET7用于阻碍作用,第三电容器C3用于对电流导通。
电路基板中的机壳CON1和CON2的侧视图如图2所示,其通过过孔与另一层相连接,所述机壳CON1和机壳CON2均通过螺钉22与电机壳体32相连接;机壳CON1与和第一电容器C1的另一端电连接,并且与和第二电容器C2的另一端电连接,机壳CON2与第三电容器C3的另一端电连接,在机壳CON1中,电流在第一电容器C1与第二电容器C2之间流动,并且,电流在第一电容器C1和第二电容器C2与电机壳体32之间流动,场效应晶体管FET7用于阻碍作用,第三电容器C3用于对电流导通。
共模噪声是由于施加至电机40的线圈的电压发生变动而产生的交流电(包含大量AC分量的电流)。
该共模噪声经由电机40的线圈的寄生电容传递至基板,并经由车体等GND导体从基板传递至电源负极。由此使得负极电位(GND电位)发生变动。假设未增加电容和机壳CON1和CON2时,共模噪声无抑制回路,从而产生干扰。
与此相对,通过如本实用新型一种24V三相风机的EMC优化电路,将机壳CON1形成在第一电容器C1与第二电容器C2之间,使共模噪声可通过第一电容器C1和第二电容器C2传递至电机壳体CON1,同时因为FET7对电流的抑制作用,增加第三电容器C3,连接机壳CON2,是的共模噪声通过基板到达三个电容器上,再传递至电机外壳,增加对共模噪声的抑制回路,从而抑制共模噪声。
本技术领域技术人员可以理解的是,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想,不能以此限定本实用新型的保护范围,凡是按照本实用新型提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本实用新型保护范围之内。上面对本实用新型的实施方式作了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (10)
1.一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:包括电子控制单元、逆变器电路(30)和电机(40),所述电子控制单元通过逆变器电路(30)控制电机(40),所述电子控制单元包含共模滤波器(10)和常态滤波器(20);
其中,共模滤波器(10)包含电感L1、电机壳体CON1、电机壳体CON2、电容C1、电容C2、电容C3、场效应晶体管FET7;
常态滤波器(20)包含电容C4和铝电解电容C5;
电机(40)包含U相绕组、V相绕组、W相绕组;
逆变器电路(30)包含场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6和电阻R1;
所述场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6连接于控制器正极24V和负极线GND之间;
场效应晶体管FET1和场效应晶体管FET2串联连接于24V正极线与负极线之间,场效应晶体管FET1和场效应晶体管FET2将U相电流提供给电机(40)的U相绕组;
场效应晶体管FET3和场效应晶体管FET4串联连接于24V正极线与负极线之间,场效应晶体管FET3和场效应晶体管FET4将V相电流提供给电机(40)的V相绕组;
场效应晶体管FET5和场效应晶体管FET6串联连接于24V正极线与负极线之间,场效应晶体管FET5和场效应晶体管FET6将W相电流提供给电机(40)的W相绕组。
2.根据权利要求1所述的一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:场效应晶体管FET7为防反接电路,位于控制器负极端口GND和逆变器负极经电阻R1后的GND1之间,使控制器具备防反接功能。
3.根据权利要求1所述的一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:电阻R1的一端与场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET6源极连接,电阻R1的另一端与GND1连接,流过电阻R1的电流转换为电压信号传递至相应传感器,用于以诊断控制器运行电流,实现电流检测功能。
4.根据权利要求1所述的一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:铝电解电容C5在24V正极线与负极线之间与逆变器电路(30)并联连接,铝电解电容C5对电源电压24V与负极线之差进行滤波稳压。
5.根据权利要求1所述的一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:逆变器电路的输出端子U_OUT经由电源线与电机(40)的电机电源端子U连接;
逆变器电路的输出端子V_OUT经由电源线与电机(40)的电机电源端子V连接;
逆变器电路的输出端子W_OUT经由电源线与电机(40)的电机电源端子W连接。
6.根据权利要求1所述的一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:场效应晶体管FET1、场效应晶体管FET2、场效应晶体管FET3、场效应晶体管FET4、场效应晶体管FET5、场效应晶体管FET6通过分别被进行PWM控制而将U相电流、V相电流和W相电流提供给电机(40)。
7.根据权利要求1所述的一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:所述常态滤波器(20)设置于24V正极线和GND1之间:线圈L1连接于24V正极输入线与逆变器电路正极之间,电容器C4连接于24V正极线和GND1之间,铝电解电容C5连接于24V正极线和GND1之间,用以抑制控制器的常态噪声。
8.根据权利要求1所述的一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:所述共模滤波器(10)位于常态滤波器(20)前级,第一电容器C1的一端连接电机壳体CON1,第一电容器C1的另一端连接控制器正极,第二电容器C2的一端连接电机壳体CON1,第二电容器C2的另一端连接控制器24V负极GND,第三电容器C3的一端连接电机壳体CON2,第三电容器C3的另一端连接控制器负极GND1。
9.根据权利要求1所述的一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:所述共模滤波器(10)连接于24V正极线与负极线之间,第一电容器C1的一端经由24V正极线与逆变器电路的正极连接,第二电容器C2的一端与负极线GND连接,第一电容器C1的另一端、第二电容器C2的另一端与机壳CON1连接,第三电容器C3的一端经由控制器负极线GND过FET7与GND1连接,第三电容器C3的另一端与机壳CON2连接。
10.根据权利要求9所述的一种24V三相风机的EMC优化电路,其特征在于:所述机壳CON1和机壳CON2均通过螺钉(22)与电机壳体(32)相连接;机壳CON1与和第一电容器C1的另一端电连接,并且与和第二电容器C2的另一端电连接,机壳CON2与第三电容器C3的另一端电连接,在机壳CON1中,电流在第一电容器C1与第二电容器C2之间流动,并且,电流在第一电容器C1和第二电容器C2与电机壳体(32)之间流动,场效应晶体管FET7用于阻碍作用,第三电容器C3用于对电流导通。
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CN202223070038.5U CN219938234U (zh) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 一种24v三相风机的emc优化电路 |
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GR01 | Patent grant | ||
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