一种多级滤波结构、电机控制器及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电机控制器技术领域，具体地涉及一种多级滤波结构、具有该多级滤波结构的电机控制器以及具有该电机控制器的车辆。


背景技术：

2.电磁兼容性emc，是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受电磁骚扰的能力。根据emc定义，电子设备要满足emc设计指标，一方面需要保证电子设备对所在环境存在的电磁干扰有一定程度的抗扰度，另一方面要求电子设备在运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过规定的限值。
3.汽车电机控制器为一典型的电子设备，其上布局了连接线束、pcb、功率模块和电容模块等电子零部件。在进行emc方案设计时，一般的设计思路是，在直流端和三相端增加磁环、磁扣等滤波器件，在传输路径上增加滤波pcb上会增加滤波电容、屏蔽罩、接地设计等措施。为了满足emc设计指标，在有限的空间尽可能布置更多的滤波器件，以提高滤波水平。
4.在进行控制器dc端（直流端）emc设计时，传统的设计方法是，在电流传输路径会增加若干个大大小小的滤波电容、磁环、磁扣、滤波电路板等滤波元件。但传统的emc设计方法有两个弊端：一方面，由于这些滤波元件都是独立的个体，故在安装的时候，要腾出一部分空间固定元件。当滤波元件足够多的时候，控制器dc端容纳滤波模块的空间会放大，dc/ac端的设计空间会被压缩，设计难度显著提高；另一方面，滤波元件为独立个体，滤波模块的集成化程度低，安装过程繁琐，控制器产品的生产节拍会拉大，生产效率显著降低。


技术实现要素：

5.针对上述存在的至少一个技术问题，本实用新型目的是：提供一种多级滤波结构、电机控制器及车辆，二级滤波固定座组件中无滤波线路板结构，结构得到简化。同时将磁环代替磁芯，实现一级滤波固定座组件和二级滤波固定座组件合二为一，采用模块化设计，结构新颖。通过一体化、模块化设计将众多滤波器件集合到一起，能保证在有限的空间内，最大程度地提高控制器dc端的emc能力。
6.本实用新型的技术方案是：
7.本实用新型的其中一个目的在于提供一种多级滤波结构，固定在控制器外壳内的dc端，所述dc端的首端为高压母线，末端为薄膜电容，所述多级滤波结构包括一级滤波固定座组件和二级滤波固定座组件，所述一级滤波固定座组件和二级滤波固定座组件设置在所述控制器外壳内；
8.所述高压母线的输入端与所述一级滤波固定座组件的正负极输入端对应连接；所述一级滤波固定座组件的正负极输出端分别与所述二级滤波固定座组件的正负极输入端对应连接；
9.所述二级滤波固定座组件的正负极输出端分别与所述薄膜电容的正负极输入端对应连接。
10.可选的，所述一级滤波固定座组件包括第一注塑件外壳和第一滤波器件；所述第一注塑件外壳内具有第一正极铜排、第一负极铜排及第一沟槽；所述第一滤波器件包括一个第一磁芯和一个滤波电路，所述第一磁芯固定在所述第一沟槽内；
11.所述二级滤波固定座组件包括第二注塑件外壳和第二滤波器件；所述第二注塑件外壳内具有第二正极铜排、第二负极铜排和接地铜排及多个第二沟槽；
12.所述第二滤波器件包括一个磁环、一个第二磁芯、四个第二y电容和一个第二x电容；
13.所述第二磁芯位于四个所述第二y电容之间；所述磁环固定在所述第二注塑件外壳的靠近所述一级滤波固定座组件一侧的一个所述第二沟槽内。
14.可选的，所述第一磁芯上部设置有两个第一过孔，所述两个第一过孔分别穿过所述第一正极铜排和第一负极铜排；
15.所述第二磁芯上部设置有两个第二过孔，所述两个第二过孔分别穿过所述第二正极铜排和第二负极铜排；
16.所述磁环中部设置磁环过孔，所述磁环过孔穿过所述第二正极铜排和第二负极铜排。
17.可选的，所述第一磁芯由e型磁芯和i型磁芯组成；
18.所述第二磁芯由e型磁芯和i型磁芯组成。
19.可选的，所述第一磁芯通过灌封形式固定在所述第一注塑件外壳的远离所述二级滤波固定座组件的一侧的所述第一沟槽内；
20.所述磁环通过灌胶或点胶加封盖的形式固定在所述第二注塑件外壳的靠近所述一级滤波固定座组件的一侧；和/或
21.所述第二磁芯通过灌封形式固定在所述第二注塑件外壳的远离所述一级滤波固定座组件的一侧的所述第二沟槽内。
22.可选的，所述高压母线的输入端与所述一级滤波固定座组件的正负极输入端通过螺钉锁紧连接；
23.所述一级滤波固定座组件的正负极输出端分别与所述二级滤波固定座组件的正负极输入端通过螺钉锁紧连接；
24.所述二级滤波固定座组件的正负极输出端分别与所述薄膜电容的正负极输入端通过螺钉锁紧连接。
25.可选的，所述滤波电路包括线路板和设置在所述线路板上的两个第一x电容与两个第一y电容；
26.所述线路板的四周开设有四个安装孔，其中两个孔为取电端，另外两个孔为接地端，所述取电端与第一正极铜排及第一负极铜排对应搭接，为第一x电容的两极和第一y电容的一级取电；所述接地端与所述控制器外壳搭接，为第一y电容的另一极接地。
27.所述两个第一x电容间隔设置，所述两个第一y电容对称设置在其中一个第一x电容的两侧。
28.可选的，所述四个第二y电容和所述一个第二x电容灌封在所述第二注塑件外壳内的其余第二沟槽内，其中两个第二y电容并排布置在所述第二注塑件外壳的远离所述一级滤波固定座组件的一侧，其余两个第二y电容和所述一个第二x电容并排布置在所述第二注
塑件外壳的靠近所述一级滤波固定座组件的一侧且靠近所述磁环；
29.所述第二正极铜排和第二负极铜排上分别引出取电焊脚，所述接地铜排上引出接地焊脚，所述取电焊脚与所述第二x电容、第二y电容上的取电引脚焊接固定，为第二x电容和第二y电容取电；所述接地焊脚与所述第二y电容上的接地引脚焊接固定，为第二y电容接地。
30.本实用新型的另一个目的在于提供一种电机控制器，包括上述任一项所述的多级滤波结构。
31.本实用新型还有一个目的在于提供一种车辆，包括上述的电机控制器。
32.与现有技术相比，本实用新型的优点是：
33.本实用新型的多级滤波结构，二级滤波固定座组件中无滤波线路板结构，结构得到简化。同时将磁环代替磁芯，实现一级滤波固定座组件和二级滤波固定座组件合二为一，采用模块化设计，结构新颖。通过一体化、模块化设计将众多滤波器件集合到一起，能保证在有限的空间内，最大程度地提高控制器dc端的emc能力。
附图说明
34.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
35.图1为本实用新型实施例的多级滤波结构在控制器外壳内的安装结构示意图；
36.图2为本实用新型实施例的多级滤波结构的一级滤波固定座组件的结构示意图；
37.图3为本实用新型实施例的多级滤波结构的一级滤波固定座组件的第一磁芯或第二磁芯的结构示意图；
38.图4为本实用新型实施例的多级滤波结构的一级滤波固定座组件的滤波电路的结构示意图；
39.图5为本实用新型实施例的多级滤波结构的二级滤波固定座组件的结构示意图；
40.图6为本实用新型实施例的多级滤波结构的二级滤波固定座组件的磁环的结构示意图。
41.其中：1、一级滤波固定座组件；2、二级滤波固定座组件；3、第一正极输入端；4、第一负极输入端；5、第一正极输出端；6、第一负极输出端；7、第二正极输入端；8、第二负极输入端；9、第二正极输出端；10、第二负极输出端；11a、第一磁芯；11b、第二磁芯；12、滤波电路；13、磁环；14、取电端；15、接地端；16、取电焊脚；17、接地焊脚；18、e型磁芯；19、i型磁芯；20a、第一x电容；20b、第二x电容；21a、第一y电容；21b、第二y电容；22、控制器外壳；23、高压母线；24、薄膜电容。
具体实施方式
42.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
43.实施例：
44.参见图1至图6，本实用新型实施例的一种多级滤波结构，固定在控制器外壳22内
的dc端也即直流端，dc端的首端也即如图1所示的上端右侧为高压母线23，末端也即如图1所示的下端为薄膜电容24。多级滤波结构包括一级滤波固定座组件1和二级滤波固定座组件2。一级滤波固定座组件1和二级滤波固定座组件2横向布置在控制器外壳22内。如图1所示，控制器外壳22的左侧是一级滤波固定座组件1，控制器外壳22的右侧是二级滤波固定座组件2，两者左右横向布置，能够很好的控制dc端emc的设计空间。
45.高压母线23的输入端与一级滤波固定座组件1的正负极输入端对应连接。一级滤波固定座组件1的正负极输出端分别与二级滤波固定座组件2的正负极输入端对应连接。二级滤波固定座组件2的正负极输出端分别与薄膜电容24的正负极输入端对应连接。具体的，如图1所示，高压母线23的输入端与一级滤波固定座组件1的正负极输入端通过螺钉锁紧连接。一级滤波固定座组件1的正负极输出端分别与二级滤波固定座组件2的正负极输入端通过螺钉锁紧连接。二级滤波固定座组件2的正负极输出端分别与薄膜电容24的正负极输入端通过螺钉锁紧连接。
46.如图2至图4所示，一级滤波固定座组件1包括第一注塑件外壳和第一滤波器件。其中第一注塑件外壳呈大致方形，第一注塑件外壳内具有第一正极铜排和第一负极铜排及若干第一沟槽（图中未示出）。第一正极铜排的两端分别为一级滤波固定座组件1的正极输入端和正极输出端，第一负极铜排的两端分别为一级滤波固定座组件1的负极输入端和负极输出端。为了便于描述和区分，此处将一级滤波固定座组件1的正极输入端和正极输出端分别描述为第一正极输入端3和第一正极输出端5，将一级滤波固定座组件1的负极输入端和负极输出端分别描述为第一负极输入端4和第一负极输出端6。如图2所示，第一正极输入端3和第一负极输入端4左右并排设置在第一注塑件外壳的右侧前端，第一正极输出端5和第一负极输出端6左右并排设置在第一注塑件外壳的左侧前端。
47.第一滤波器件包括一个第一磁芯11a和一个滤波电路12，第一磁芯11a灌封固定在第一沟槽内且其上具有两个第一过孔，两个第一过孔分别穿过第一正极铜排和第一负极铜排。能有效抑制差模或共模干扰。如图2所示，第一磁芯11a设置在第一注塑件外壳的中部偏后端，第一滤波电路12设置在第一注塑件外壳的左端且位于第一正极输出端5和第一负极输出端6的后端。如图3所示，第一磁芯11a由e型磁芯18和i型磁芯19组成，e型磁芯18的开口端朝下固定在i型磁芯19上。本实施例中，线路板为现有常规的pcba也即印刷电路板或印刷线路板。
48.更具体的，滤波电路12包括线路板和设置在线路板上的两个第一x电容20a与两个第一y电容21a，两个第一x电容20a间隔设置，两个第一y电容21a对称设置在其中一个第一x电容20a的两侧。如图4所示，线路板为方形线路板，一个尺寸较大的第一x电容20a设置在线路板的右后侧，另一个尺寸较小的第一x电容20a设置在线路板的左前侧且与另一个第一x电容20a之间具有间隔，两个第一y电容21a对称设置在尺寸较小的第一x电容20a的左右两侧。线路板的四周开设有四个安装孔，其中两个孔具体为尺寸较大的第一x电容20a两侧的两个孔为取电端14，另外两个接地端15，取电端14与第一正极铜排及第一负极铜排对应搭接，为第一x电容20a的两极和第一y电容21a的一级取电。接地端15与控制器外壳22搭接，为y电容的另一极接地。第一x电容20a能有效抑制差模干扰，第一y电容21a能有效抑制共模干扰。
49.一些优选实施例中，第一磁芯11a通过灌封形式固定在第一注塑件外壳的远离二
级滤波固定座组件2的一侧也即如图2所示的第一注塑件外壳的左侧的第一沟槽内。
50.如图5至图6所示，二级滤波固定座组件包括第二注塑件外壳和第二滤波器件。其中第二注塑件外壳横向也即如图1和图5所示的左右方向延伸，第二注塑件外壳内具有第二正极铜排、第二负极铜排和接地铜排及多个第二沟槽（图中未示出）。第二正极铜排的两端分别为二级滤波固定座组件2的正极输入端和正极输出端，第二负极铜排的两端分别为二级滤波固定座组件2的负极输入端和负极输出端。为了便于描述和区分，此处将二级滤波固定座组件2的正极输入端和正极输出端分别描述为第二正极输入端7和第二正极输出端9，将二级滤波固定座组件2的负极输入端和负极输出端分别描述为第二负极输入端8和第二负极输出端10。如图5所示，第二正极输入端7和第二负极输入端8前后并排设置在第二注塑件外壳的左侧，第二正极输出端9和第二负极输出端10左右并排设置在第二注塑件外壳的右侧前端。
51.第二滤波器件包括一个磁环13、一个第二磁芯11b、四个第二y电容21b和一个第二x电容20b。如图5和图6所示，磁环13为椭圆形磁环13，其中部设有磁环13过孔，磁环13过孔穿过第二正极铜排和第二负极铜排。如图5所示，磁环13固定在第二注塑件外壳的靠近一级滤波固定座组件1一侧也即如图5所示的左侧的一个第二沟槽（图中未示出）内，该第二沟槽为与磁环13相匹配的椭圆形沟槽。
52.第二磁芯11b灌封在第二注塑件外壳内且其上具有两个第二过孔，两个第二过孔分别穿过第二正极铜排和第二负极铜排。能有效抑制差模或共模干扰。对于第二磁芯11b的结构，与第一磁芯11a的结构相同，也由e型磁芯18和i型磁芯19组成，e型磁芯18的开口端朝下固定在i型磁芯19上。
53.四个第二y电容21b和一个第二x电容20b灌封在第二注塑件外壳内的其余第二沟槽内。具体的，如图5所示，其中两个第二y电容21b前后并排布置在第二注塑件外壳的远离一级滤波固定座组件1的一侧也即如图5所示的第二注塑件外壳的右侧，其余两个第二y电容21b和一个第二x电容20b前中后并排布置在第二注塑件外壳的靠近一级滤波固定座组件1的一侧且靠近磁环13也即如图5所示的第二注塑件外壳的左侧具体为磁环13的右侧。
54.如图5所示，第二磁芯11b位于四个第二y电容21b之间具体为设置在第二注塑件外壳的中间位置。
55.第二正极铜排和第二负极铜排上分别引出取电焊脚16，接地铜排上引出接地焊脚17，取电焊脚16与所述第二x电容20b、第二y电容21b上的取电引脚焊接固定，为第二x电容20b和第二y电容21b取电。接地焊脚17与第二y电容21b上的接地引脚焊接固定，为第二y电容21b接地。第二x电容20b能有效抑制差模干扰，第二y电容21b能有效抑制共模干扰。
56.一些优选的实施例中，磁环13通过灌胶或点胶加封盖的形式固定在第二注塑件外壳的靠近一级滤波固定座组件1的一侧也即如图5所示的第二注塑件外壳的左侧。
57.一些优选的实施例中，第二磁芯11b通过灌封形式固定在第二注塑件外壳的远离一级滤波固定座组件1的一侧的第二沟槽内也即如图5所示的第二注塑件外壳的中部位置。
58.本实用新型实施例中，二级滤波固定座组件2中无滤波线路板结构，结构得到简化。同时将磁环13代替磁芯，实现一级滤波固定座组件1和二级滤波固定座组件2合二为一，采用模块化设计，结构新颖。
59.本实用新型实施例的多级滤波结构，通过一体化、模块化设计将众多滤波器件集
合到一起，能保证在有限的空间内，最大程度地提高控制器dc端的emc能力。本实用新型实施例的多级滤波结构可以依据客户或成本需求，通过增加或删减滤波电容、磁环13、磁芯、滤波线路板，能使得滤波结构满足emc等级3、等级4、等级5等不同等级要求。
60.本实用新型实施例还提供了一种电机控制器，包括上述实施例的多级滤波结构。对于电机控制器中其他结构及工作原理在此不做详细描述和限定，为现有常规结构。
61.本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例的电机控制器。
62.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。