EMI滤波器制造技术

公开了一种EMI滤波器。用于DC电气网络的滤波器(50)包括：正输入端子和负输入端子(91a，92a)以及正输出端子和负输出端子(91b，92b)，用于将滤波器连接在DC功率线(15)上；被布置成滤除DC功率线(15)上的噪声分量的滤波电路(51)，其特征在于，滤波器(50)中的耗散元件(Rx)是选择性地可连接在一个正输入端子或输出端子(91a，91b)和一个负输入端子或输出端子(92a，92b)之间的。92b)之间的。92b)之间的。

【技术实现步骤摘要】
EMI滤波器


[0001]本专利技术涉及一种用于电磁干扰的滤波器。

技术介绍

[0002]车辆和工业中的电气系统变得与以往任何时候相比更复杂并且包括与以往任何时候相比更多的生成电磁干扰或者易于受电磁干扰侵扰的部件。例如，AC电马达是由电子逆变器驱动的，电子逆变器通过生成具有可变频率和电压的波形来控制马达速度和转矩。这些系统提供了高效率，但是生成强大的电磁噪声。
[0003]有时，使用其它种类的电马达，诸如DC无刷马达，并且一些马达是通过生成梯形波或通过DC/DC转换器而被控制的。
[0004]开关功率转换器被用于驱动电动车辆和混合动力电动车辆中的电马达，并且被使用在数不清的应用中，诸如固定马达的驱动、电池充电器、光伏系统、照明控制、高性能计算机和许多其它应用。在所有这些情况下，转换器的开关动作是电磁噪声源，其必须被通过EMI滤波器来减轻。
[0005]例如，US 20180269781公开了这一种类的功率滤波器，其被设计用于汽车应用。
[0006]EMI滤波器、逆变器和功率电子系统总是包括能够存储能量例如作为电容器中的剩余电荷的电抗元件。安全考虑和许多技术规范要求滤波器包括耗散元件，例如泄放电阻器，其引起所存储的能量自发地放电。然而，为了限制能量损失，泄放电阻器的欧姆值被选取为尽可能高，并且放电相当缓慢。
[0007]电子设备中的剩余能量的存留可能是若干问题的根源。在电动车辆中，HVDC总线将电池组连接到高电压组件，诸如马达驱动系统。HVDC总线必须被以特定的时间放电。例如，在一些车辆中，HVDC总线必须在切断事件之后的规定时间内被放电至安全水平，例如低于60V。尽管为安全考虑，但电子设备中的剩余能量还可能在许多方面是有害的。例如，某些高级驱动系统可能具有瞬时故障模式，其可以利用用于快速地耗散剩余能量的装置来更好地进行应对。
[0008]US 7944161公开了一种具有DC链路和用于驱动AC马达的逆变器的驱动系统，其中逆变器被配置为根据请求而通过在马达的绕组中注入纹波电流来使DC链路放电。US 9018865公开了一种用于电动车辆的主动放电电阻器。
[0009]其中快速地耗散能量的能力可能是合期望的另一种情况是再生制动。该技术被使用在电动车辆和固定应用(例如电梯)这两者中，并且在于使用AC马达作为发电机并且将其产生的电能发送到存储设备中。以这种方式，生成制动转矩。
[0010]当再生制动系统中的存储设备达到其最大容量时，或者在失效的情况下，必须以某种其它方式耗散由马达产生的能量，以保持制动转矩。已知的是在这些情况下使用制动电阻器。然而，制动电阻器体积大、昂贵，并且要求实质的冷却来起作用。
[0011]与电子设备中的剩余能量相关的问题不限制于车辆中的马达驱动系统而是出现在许多功率应用中，并且本专利技术可以被应用于电池充电和若干其它领域。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是提供一种克服现有技术的缺点和限制的设备。
[0013]根据本专利技术，这些目的是通过所附权利要求的主题并且尤其是通过用于DC电气网络的滤波器来达成的，所述滤波器包括：正输入端子和负输入端子以及正输出端子和负输出端子，用于将滤波器连接在DC功率线上；被布置成滤除DC功率线上的噪声分量的滤波电路，其特征在于，滤波器中的功率电阻器是选择性地可连接在一个正输入端子或输出端子和一个负输入端子或输出端子之间的。
[0014]从属权利要求的特征涉及有利的或优选的变型但并非是不可或缺的。它们包括直接地或通过滤波器的金属外壳或通过母线与功率电阻器热接触的热耗散器或热沉。优选地，热焊盘或热膏被放置在功率电阻器和热耗散器或热沉之间，以改进它们之间的热交换系数。这种部署是有利的，因为其使用现有的元件来提供到主动放电电阻器的优良的热耗散路径。本专利技术的滤波器还可以包括用于保护的接地导体，其可以是与金属外壳等电势的。
[0015]本专利技术还具有如下的变型，其中功率电阻器被连接到受控开关，受控开关可以在滤波器内部或者是外部组件。在前者的情况下，滤波器具有放电信号端子，该放电信号端子从控制单元接受例如逻辑电平，并且确定滤波器被连接到其上的DC总线的放电。在后者的情况下，滤波器具有带有高电流能力的放电端子，用于连接到外部开关。
[0016]所要求保护的使用情况是其中滤波器被安装在电动车辆的马达驱动单元上并且在马达驱动单元的供给点处对DC驱动系进行滤波。在该变型中，在放电期间在电阻器中耗散的功率被容易地通过滤波器的外壳或通过母线传导到驱动单元的冷却系统。
[0017]附加地，主动放电电阻器需要连接在DC总线的正导体和负导体之间，正如EMI滤波器的许多组件——例如“X”电容器——那样。因此，主动放电电阻器可以被方便地放到EMI滤波器中而没有或有很少的在大小或成本上的增加，同时外部组件可能难以放置在其中空间非常宝贵的设施中，诸如在车辆中。
[0018]本专利技术人已经认识到，虽然EMI滤波器和放电设备的功能是相当不同的，但是它们的要求是兼容的，例如对于热管理所关注的内容而言。将主动放电设备集成在EMI滤波器中提供了导致成本和空间节约的协同优势。
[0019]在本公开中，表述“高电压”指示在汽车工业中被认为高的电压水平，也就是高于车辆的辅助设备的电压（例如12或24V）的任何电压。60V以上的DC电压一般被认为是车辆中的“高电压”。相反，低于60V的DC电压水平被认为是“安全的”。在许多车辆中，HV驱动系具有在275V和800V之间的标称值，但是更高和更低的值是已知的。
[0020]在本公开中，表述“电连接”和“热连接”包括被直接连接的两个组件的情况以及其中两个元件通过中间的第三组件交换电能或热能的布置。
附图说明
[0021]在描述中公开了本专利技术的示例性实施例并且通过附图图示本专利技术的示例性实施例，在附图中：图1以单线表示示意性地图示电动车辆的电路；图2是用于DC功率线的EMI滤波器的简化表示；图3图示具有外部开关的本专利技术的实施例；
图4图示具有内部开关的本专利技术的实施例。
具体实施方式
[0022]图1以非常简化的方式示出电动车辆的主要组件。牵引所需要的能量被存储在电池组45中，并且可以被由充电器45补充或者——在混合动力车辆的情况下——由未图示的内燃机补充。电池组25被连接到功率分配单元30，功率分配单元30将功率分配给各种负载，例如用于生成用于辅助设备(娱乐、照明、车载计算机等)的12V电压的DC/DC转换器40以及用于加热/空调的热泵20。重要的是，高电压DC总线15将电池的电压传输到马达驱动单元60，马达驱动单元60包括生成适于电牵引马达70的多相AC波形的逆变器。EMI滤波器50在驱动单元60的供给点处插入在DC总线15上，以滤除逆变器中由其生成的噪声。
[0023]图1的配置仅是各种可能性中的一种并且仅是作为本专利技术的一种可能的用途的非限制性示例而提供的。本专利技术可以被使用在呈现各种配置（例如串联混合动力配置、并联混合动力配置、插接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于DC电气网络的滤波器，包括：正输入端子和负输入端子以及正输出端子和负输出端子，用于将所述滤波器连接在DC功率线上；被布置成滤除DC功率线上的噪声分量的滤波电路，其特征在于，所述滤波器中的耗散元件是选择性地可连接在一个正输入端子或输出端子和一个负输入端子或输出端子之间的。2.根据权利要求1所述的滤波器，包括保护接地。3.根据权利要求1所述的滤波器，其中耗散元件与热耗散器或热沉热接触。4.根据权利要求3所述的滤波器，其中热耗散器或热沉通过所述滤波器的导热外壳与耗散元件热接触。5.根据权利要求3所述的滤波器，其中热焊盘或热膏被放置在耗散元件和热耗散器或热沉之间。6.根据权利要求1所述的滤波器，其中耗散元件是功率电阻器。7.根据权利要求1所述的滤波器，耗散元件具有第一端子和至少一个开关，第一端子被连接到正的或负的输入或输出端子中的具有第一极性的第一输入或输出端子，所述至少一个开关是由信号选择性地可控的以用于将耗散元件的第二端子与正的或负的输入或输出端子中的具有与第一极性相反的极性的第二输入或输出端子连接。8.根据权利要求7所述的滤波器，其中开关被包括在所述滤波器中，并且具有连接到耗散元件的第二端子的一个端子，以及连接到正的或负的输入或输出端子中的第二输入或输出端子的端子，并且信号在所述滤波器的放电信号端子处可用。9.根据权利要求7所述的滤波器，其中开关是所述滤波器外部的组件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：沙夫纳EMV股份公司，
类型：发明
国别省市：