电马达控制电路的电磁滤波制造技术

本发明专利技术涉及一种电马达(4)的控制电路(1)，该控制电路(1)包括滤波装置(13)，以便在电马达(4)被驱动时过滤可能产生干扰性电磁辐射的高频。为此，滤波装置(13)包括从驱动电马达(4)的功率桥(12)分支出来的一个或多个滤波电容器(132A‑132D)，至少一部分滤波电容器(132A‑132D)是聚合物混合类型的，以便改善滤波装置(13)的动态性能并减小其尺寸。本发明专利技术还涉及一种用于机动车辆的机动风扇单元(8)，其包括这种控制电路(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电马达控制电路的电磁滤波
本专利技术的技术背景是电磁辐射防护。更具体地，本专利技术涉及一种电马达的控制电路，特别是用于机动车辆前部面风扇组件的那些类型的电马达的控制电路。本专利技术还涉及由这种马达控制电路驱动的用于机动车辆的机动风扇单元。
技术介绍
允许调节足以冷却机动车辆的多个元件(例如内燃机或电路)的气流的机动风扇单元是已知的。这种机动风扇单元包括可旋转的风扇和用于旋转风扇的电马达，电马达由控制电路驱动。机动车辆中电气设备的不断增加的集成导致所述电气设备之间更大的接近度。因此，各种电气设备的操作会干扰邻近的电气设备。因此，汽车制造商施加了越来越大的电磁兼容性(EMC)约束，以首先保证汽车的可靠操作，其次保证所提供的各种功能。这些电磁兼容性要求也施加在机动风扇单元的电马达的控制电路上。这是因为脉宽调制控制信号的生成会产生电磁辐射，可能会干扰其他电气设备。本专利技术的一个目的是提出一种新颖的控制电路，以便至少在很大程度上克服先前的问题，并且还带来进一步的优点。更具体地说，本专利技术的目的是减少这种控制电路在其操作期间的电磁辐射。另一个目的是减小控制电路的机械尺寸。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，上述目的中的至少一个是通过电马达的电马达控制电路来实现的，该控制电路包括(i)包括至少一个功率分支的功率桥，该功率桥被配置为驱动电马达，以及(ii)与该至少一个功率分支并联布置的滤波装置，以便从该功率桥过滤电磁辐射，所述滤波装置包括至少一个滤波电容器，该滤波装置的至少一个滤波电容器是聚合物混合类型(thepolymer-hybridtype)的。由电开关驱动的电马达有利地是DC电马达的类型。功率桥的每个功率分支包括一个或多个(优选是两个)功率开关。每个功率开关被配置成产生电脉宽调制功率信号，以便控制控制电路所连接的电马达的旋转和/或旋转速度。为此，每个功率开关交替地配置在导通状态和关断状态，在导通状态下，其端子之间的电阻非常低，在关断状态下，其端子之间的电阻非常高。因此，在功率开关的导通和关断状态之间切换功率开关允许产生脉宽调制类型的功率信号，并允许控制其特性，例如所述功率信号的频率和/或占空比。在其操作期间，控制电路是电磁辐射的来源，主要是由于功率桥的(多个)功率开关的相继切换。该过滤装置允许能够在电马达旋转时出现的电流的突然变化，特别是当功率开关从其导通状态切换到其关断状态时断开或闭合时，或者反之亦然。这是因为滤波装置的电阻抗取决于流经它的电流的频率：对于电流的突然变化——在建立功率开关的电气切换的时刻——滤波装置的电阻抗非常高。另一方面，对于较小的电流变化——当功率开关切换到其导通状态之一时——滤波装置的电阻抗非常低。换句话说，滤波装置本质上表现为低通型滤波器，其关断频率决定了其相对于流经它的电流的行为：-超过关断频率，通过滤波装置的电流所看到的电阻抗非常大，因此通过所述滤波装置的电流被大大衰减；-在关断频率以下，通过滤波装置的电流所看到的电阻抗非常小，通过所述滤波装置的电流衰减很少或根本不衰减。如后面将要讨论的，滤波装置的关断频率取决于形成滤波装置的元件的电特性，特别是取决于至少一个聚合物混合滤波电容器的电特性。根据本专利技术，聚合物混合技术在过滤装置中的单一使用使得可以优化其尺寸，包括电气和维度尺寸。原因是聚合物混合滤波电容器的使用使得可以增加滤波装置的(多个)滤波电容器的每单位体积的电容。换句话说，对于给定的体积，聚合物混合滤波电容器的电容大于在另一种非聚合物混合技术中对于相同体积获得的电容。因此，聚合物混合技术可以提高根据本专利技术第一方面的控制电路的滤波装置的紧凑性。此外，将聚合物混合技术用于(多个)滤波电容器使得可以在电磁滤波方面提供更好的性能，特别是对于低频。根据本专利技术第一方面的控制电路有利地包括以下改进中的至少一个，形成这些改进的技术特征能够单独或组合采用:-功率桥的(多个)功率开关属于功率晶体管类型。根据特定实施例，(多个)功率开关是场效应晶体管的类型。更具体地说，(多个)功率开关是MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)类型的；-所述至少一个聚合物混合滤波电容器的电容值大于200μF。优选地，所述至少一个聚合物滤波电容器的电容值大约等于330μF，多或少10％；-所述至少一个聚合物混合滤波电容器被容纳在直径小于或等于12mm和/或高度小于或等于12mm的圆柱形外壳中。优选地，容纳所述至少一个聚合物滤波电容器的外壳的直径和/或高度大约等于10mm，多或少10％；根据第一实施例，滤波装置的每个滤波电容器是聚合物混合类型的。根据第二替代实施例，第一比例的滤波电容器是电解型的，第二比例的滤波电容器是聚合物混合型的；-滤波装置包括滤波电感器。这种有利的配置使得可以优化滤波装置的频率特性。将聚合物混合技术结合用于(多个)滤波电容器使得可以降低滤波电感器的电感值。因此，这种有利的构造使得可以降低过滤装置的成本及其尺寸和重量；-滤波装置的滤波电容器中的仅一个是聚合物混合类型的，聚合物混合类型的滤波电容器相对于功率桥位于滤波电感器的对面。可选地，滤波装置的一部分滤波电容器是聚合物混合类型的，相对于功率桥位于滤波电感器对面的滤波电容器是聚合物混合类型的那些滤波电容器之一；-滤波电感器的电感值在24.75μH至62.5μH之间，关断频率大于或等于100kHz；-滤波电感器与所述至少一个滤波电容器并联布置；-滤波装置是PI滤波器的类型，所述PI滤波器由位于彼此并联的两个滤波电容器之间的滤波电感器形成。这种有利的配置使得有可以获得低通滤波器，其关断频率由滤波电感器和滤波电容器的阻抗值决定；-滤波装置包括多个滤波电容器，其数量等于功率桥的功率分支数量。特别地，根据本专利技术的一个特定实施例，控制电路是三相的，功率桥的功率分支的数量等于三，并且滤波电容器的数量等于三。根据本专利技术的第二方面，提出了一种用于机动车辆的机动风扇单元，所述机动风扇单元包括(i)由电马达旋转的风扇，和(ii)根据本专利技术的第一方面或根据其任何一种改进的控制电路，所述控制电路被配置为驱动电马达。控制电路被配置成控制电马达的旋转速度和/或旋转方向，并因此控制相关风扇的旋转速度和/或旋转方向。如上所述，由于在过滤装置中使用了聚合物混合电容器，根据第二方面的机动风扇单元相对于先前的机动风扇单元具有更高水平的电磁兼容性，从而减小了尺寸。本专利技术的各种实施例是可预见的，这些实施例以其所有可能的组合结合了这里解释的各种可选特征。附图说明参考所附的示意图，从下面的描述以及通过以非限制性的方式提供的几个示例性实施例，本专利技术的其他特征和优点将变得显而易见，在附图中：图1示出了由根据本专利技术第一方面的控制电路驱动的电马达的电路图；图2示出了根据本专利技术第一方面的这种控制电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电马达(4)的控制电路(1)，所述控制电路(1)包括：/n功率桥(12)，包括至少一个功率分支(A，B，C)，所述功率桥(12)被配置为驱动所述电马达(4)；/n滤波装置(13)，与所述至少一个功率分支(A，B，C)并联布置，以过滤来自所述功率桥(12)的电磁辐射，所述滤波装置(13)包括至少一个滤波电容器(132A-132D)；/n其特征在于，所述过滤装置(13)的所述至少一个过滤电容器(132A-132D)是聚合物混合类型的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180925 FR 18587701.一种电马达(4)的控制电路(1)，所述控制电路(1)包括：
功率桥(12)，包括至少一个功率分支(A，B，C)，所述功率桥(12)被配置为驱动所述电马达(4)；
滤波装置(13)，与所述至少一个功率分支(A，B，C)并联布置，以过滤来自所述功率桥(12)的电磁辐射，所述滤波装置(13)包括至少一个滤波电容器(132A-132D)；
其特征在于，所述过滤装置(13)的所述至少一个过滤电容器(132A-132D)是聚合物混合类型的。


2.根据权利要求1所述的控制电路(1)，其中，至少一个聚合物混合滤波电容器(132A-132D)的电容值大于200μF。


3.根据前述权利要求中任一项所述的控制电路(1)，其中，至少一个聚合物混合滤波电容器(132A-132D)容纳在直径小于或等于12mm和/或高度小于或等于12mm的圆柱形外壳中。


4.根据前述权利要求中任一项所述的控制电路(1)，其中，所述过滤装置(13)的每个过滤电容器(132A-132D)是聚合物混合类型的。


5.根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：W拉皮埃尔，D邦诺，L勒库里尤斯贝尔芬德，
申请(专利权)人：法雷奥热系统公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR