频带衰减滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于具有电刷的DC马达的电磁发射的频带衰减/消除滤波器（F）。所述滤波器包括至少一个伽马滤波器（G），具有电容阻抗（C1）/无功阻抗（L1），所述伽马滤波器要被连接在马达的正电源输入端（M+）、马达的负电源输入端（M-）和电池的负端子（B-）之间。电容阻抗部件（C1）要被连接在马达的负电源输入端（M-）和马达的正电源输入端（M+）之间。无功阻抗部件（L2）被提供，且要被串联地连接在马达的正电源输入端（M+）和电池的正端子（B+）之间。本发明可用于机动车辆的风挡擦拭器马达。
【专利说明】频带衰减滤波器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于有刷DC马达的电磁发射的频带衰减器/消除器滤波器。
【背景技术】
[0002]用于机动车辆设备的DC马达，特别是风挡擦拭器马达，包括旋转换向器，在所述旋转换向器的扇形体上，与这些扇形体接触的电刷向电枢供电，以驱动马达。
[0003]当该类型的马达处于操作中时，电刷和换向器的相继不连续扇形体之间的接触导致在电刷的相继电接触在旋转换向器的不连续扇形体之间切换时的瞬时切换现象。
[0004]这些瞬时现象产生寄生噪音和/或干扰，瞬时噪音和/或干扰可被分析为具有不规律谐波频率结构的脉冲，在非常高的频率下但在高振幅下，特别是当电刷切换与换向器的相继扇形区的接触时。
[0005]该寄生噪音和/或干扰沿机动车辆电源和/或信号传输线路没有很大困难地传播。
[0006]因为如此，它们会呈现为，不仅当该寄生噪音和/或干扰例如在车辆的射频接收器的音频电路上传播时有损于车辆用户的舒适度，而且还当其沿车辆的操作部件的命令、控制或调制线路(尤其诸如控制速度和/或制动的部件)传播时有损于车辆的正确操作，或甚至安全性。
[0007]该寄生噪音和/或干扰还有损于当今机动车辆配备有的车载存储器和计算电路的正确操作。
[0008]用于减少该寄生噪音和/或干扰的振幅的现有技术的解决方案中所包括的，可提及的是EMC滤波器(EMC代表电磁兼容性)，其通常包括电感/电容滤波系统，该系统插置在马达的连接端子和电池的电源端子之间。
[0009]记住电感/电容值通常被采用，该类型的滤波器使得可以实现寄生噪音和/或干扰的合适的衰减，用于具有低于约IOOMHz的谐波分量的频率。
[0010]已经提出其他解决方案尝试减少或消除由DC马达中的换向器的扇形区和电刷之间的接触产生的寄生噪音和/或干扰。
[0011]被包括在这些提出的解决方案中的是电容滤波器类型的电路，一个或多个二极管被添加到所述电路。被添加的二极管具有大致修剪寄生噪音和/或干扰信号上的脉冲或尖峰的目的。例如，在专利US3 732 285中描述了这样的解决方案。
[0012]另一解决方案，类似于申请EP336 530锁描述的解决方案，包括例如使用HF电路提供HF带滤波和使用LF电路提供LF带滤波。
[0013]该解决方案呈现为对实施和实现多个电路的构件和安装较为复杂。
【发明内容】
[0014]本发明的目标是通过使用60MHz至1.5GHz频率范围下单带滤波结构来克服现有技术解决方案的缺陷，用于对DC马达的电磁发射进行滤波。[0015]本发明的另一目标是实现用于有刷DC马达的电磁发射的频带衰减器/消除器滤波器，所述滤波器与当前EMC滤波器完全兼容且可因此级联添加至EMC滤波器和/或并入到EMC滤波器中。
[0016]形成本发明的主题的用于有刷DC马达的电磁发射的频带衰减器/消除器滤波器更特别地用于风挡擦拭器马达。尤其是其包括至少至少一个伽马滤波器，具有电容阻抗/无功阻抗，意图连接在马达正电源输入端、马达负电源输入端和电池负端子之间，电容阻抗意图连接在马达负电源输入端和马达正电源输入端之间，以及包括无功阻抗，意图串联连接在马达正电源输入端和电池正端子之间。
[0017]根据形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器显著之处在于，所述无功阻抗在60MHz至1.5GHz的频带下具有超过IOOOhm的阻抗。
[0018]形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器的显著之处还在于，所述电容阻抗包括具有IpF至500nF的电容值的电容器，优选地为5至10pF。
[0019]形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器的显著之处还在于，其进一步包括电容阻抗，该电容阻抗作为分路器跨过无功阻抗的自由端子连接，以形成由第一伽马滤波器和第二伽马滤波器形成的对称封闭滤波单元，第一伽马滤波器包括伽马滤波器，第二伽马滤波器相对于第一伽马滤波器头对脚安装且由连接作为分路器的所述电容阻抗和所述串联无功阻抗形成。
[0020]形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器的显著之处在于，连接作为分路器的电容阻抗包括具有IpF至500nF的电容值的电容阻抗。
[0021]形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器的显著之处在于，连接作为分路器的所述电容阻抗由第一电容器和第二电容器形成，它们串联连接，且其中点意图连接至马达的地电势。
[0022]形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器的显著之处在于，串联连接的第一电容器和第二电容器包括具有相同电容量的电容器。
[0023]根据一个特别实施例，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器还显著在于，该滤波器连接在马达正电源端子和马达负电源端子以及电池的正电源端子和负电源端子之间，该频带衰减器/消除器滤波器插入在并入到马达的电磁兼容滤波器和电源电池之间。
[0024]根据一个有利实施例，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器还显著在于，该滤波器直接并入到电磁兼容滤波器的壳体中。
[0025]根据另一有利实施例，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器还显著在于，该滤波器被改装在并入到马达的电磁兼容滤波器和电源电池之间。
[0026]根据另一实施例，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器还显著在于，至少一个无功阻抗包括铁氧体芯部自感应线圈。
[0027]根据又一实施例，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器还显著在于，至少一个电容器是陶瓷电容器类型。
[0028]根据本发明的频带衰减器/消除器滤波器可因此应用于用于机动车辆的有刷DC马达，尤其是风挡擦拭器马达。
[0029]本发明因此还涵盖包括根据上述限定中的任一项的频带衰减器/消除器的有刷DC马达，以及机动车辆中的这样的马达的用途，尤其是作为风挡擦拭器马达。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]用于形成本发明的主题的带刷DC马达的电磁发射的频带衰减器/消除器将从阅读说明以及研究以下附图被更好地理解，在图中:
[0031]图1通过示例描绘了根据本发明的主题的用于有刷DC马达的电磁发射的频带衰减器/消除器的电配线图；
[0032]图2通过示例描绘了形成本发明的主题的频带衰减器/消除器的优选非限制性替换形式；
[0033]图3通过示例描绘了跨过DC马达的马达电源端子测量的电源电压的频谱，所述DC马达配备有常规电磁兼容性滤波器，不具有形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器；和
[0034]图4通过示例描绘了跨过DC马达的马达电源端子测量的电源电压的频谱，所述DC马达不仅配备有常规电磁兼容性滤波器，还配备有形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器。
【具体实施方式】
[0035]现在将结合图1来描述形成本发明的主题的用于有刷DC马达的电磁发射的频带衰减器/消除器滤波器。
[0036]参考上述图，将示出，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器包括至少一个伽马滤波器，参照希腊字母G命名且标注为G，具有电容阻抗Cl/无功阻抗LI，如上图中描述的，其意图连接在马达负电源输入端M-、马达正电源输入端M+和电池的负端子B-之间。电容阻抗Cl因此意图在马达正电源输入端M+和马达负电源输入端M-之间并联连接，且无功阻抗LI意图连接在马达负电源输入端M-和电池的负端子B-之间。以常规方式，电磁兼容滤波器FEMC包括电容CO和两个无功阻抗L01、L02，它们插入在马达正M+以及负M-电源端子和马达M之间。
[0037]此外，如可从图1中看到的，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器包括无功阻抗L2，所述无功阻抗意图在马达正电源输入端M+和电池的正端子B+之间串联连接。
[0038]通常地，伽马滤波器的意图相对于由电池传递的电流I的方向限定，电容阻抗Cl和无功阻抗LI被视为构成上述伽马滤波器G。
[0039]经由电池的正电源端子B+将无功阻抗L2串联地添加到电源线路上使得可以平衡跨过两个马达电源线路(连接至电池的正端子B+和负端子B-)电刷在换向器扇形区之间的切换的瞬间的脉冲的平均水平的衰减。电容阻抗Cl使得可以减少脉冲的峰振幅，且因此改进通常模式滤波器相消比。
[0040]根据形成本发明的主题的频带衰减器/消除器的一个显著特征，无功阻抗LI和L2有利地具有，在被包括在60MHz和1.5GHz之间的频带中，超过IOOOhm的阻抗。电容阻抗Cl包括陶瓷电容器类型的电容器，具有被包括在IpF和500nF之间的电容值。无功阻抗LI和L2优选地包括铁氧体芯部自感应线圈。
[0041]现在结合图2描述形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器的优选实施例。参考前述图，其示出，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器包括电容阻抗C2，该电容阻抗C2作为分路器跨过无功阻抗LI和L2的自由端子连接，所述自由端子是不连接至电容阻抗Cl的端子，以形成由第一伽马滤波器Gl和第二伽马滤波器G2形成的对称封闭单元，第一伽马滤波器Gl包括图1的伽马滤波器G，第二伽马滤波器G2相对于第一伽马滤波器Gl头对脚安装且由连接作为分路器的电容阻抗C2和串联无功阻抗L2形成。
[0042]连接作为分路器的电容阻抗C2包括陶瓷电容器类型的电容器，具有被包括在5和IOpF之间的电容值。优选地，电容阻抗C2由第一电容器C21和第二电容器C22形成，它们串联连接，且其中点意图连接至马达的地电势。第一电容阻抗C21和第二电容阻抗C22包括具有相同电容量的陶瓷电容器。
[0043]参考图2，将理解的是，第一伽马滤波器Gl和第二伽马滤波器G2 (它们构成对称封闭结构，该结构构成形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器F)大致执行分别关于马达负电源管线M-、B-和关于马达正电源管线M+、B+相同的任务。进一步地，因为具有连接作为分路器的电容阻抗C2的中点的结构，该对称结构还相对于马达的地电势对称。将该中点连接至马达的地电势使得可以改进形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器的通常模式相消比。
[0044]结合图3和4将给出有刷DC马达产生的感应寄生噪音或干扰的比较评价，所述马达为机动车辆风挡擦拭器马达类型，配备由电磁兼容滤波器FEMC，分别不具有和具有根据本发明的主题带消除器滤波器F。
[0045]在前述图中，横坐标轴刻度为频率，从200MHz至1GHz，电磁消除频率，如果不是形成本发明的主题的带消除器滤波器的消除带，以及纵坐标轴刻度为(ΙΒμ V/m，表示马达电源电压振幅值。在两个图中，被记录的曲线I表示通过振幅-峰值检测器测量的电场，且曲线II表示通过平均值检测器测量的电场，在图3的情况下没有频带衰减器/消除器滤波器F，且在在图4的情况下具有频带衰减器/消除器滤波器F。可看到，插入如图2所示的带消除器滤波器F引入电场的被检测振幅峰值(在曲线I中)10至25dByV/m量级的减少，且几乎完全消除与马达的旋转相关联的平均振幅寄生噪音尖峰(在曲线II中)。
[0046]通常，可最终示出，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器F可被直接并入到电磁兼容滤波器FEMC的壳体，且因此直接安装在意图作为原始设备装配到机动车辆的任何马达上。相反地，作为改进，形成本发明的主题的频带衰减器/消除器滤波器F还可被插入在马达正电源端子M+和马达负电源端子M-以及电池的正端子B+和负端子B-之间，在风挡擦拭器马达类型的马达上，在已经存在的车辆上。
【权利要求】
1.一种用于有刷DC马达(M)的电磁发射的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于，其至少包括: 一个伽马滤波器(G)，具有电容阻抗(Cl)/无功阻抗(LI)，意图连接在马达正电源输入端(M+)、马达负电源输入端(M-)和电池负端子(B)之间，电容阻抗(Cl)意图连接在马达负电源输入端(M-)和马达正电源输入端(M+)之间； 无功阻抗(L2)意图串联连接在马达正电源输入端(M+)和电池正端子(B+)之间。
2.如权利要求1所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于所述无功阻抗(L1、L2)在60MHz至1.5GHz的频带中具有超过IOOOhm的阻抗。
3.如权利要求1或2所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于所述电容阻抗(Cl)包括具有IpF至500nF的电容值的电容器。
4.如权利要求1至3中任一项所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于其进一步包括电容阻抗(C2)，该电容阻抗(C2)作为分路器跨过无功阻抗(L1、L2)的自由端子连接，以形成由第一伽马滤波器(Gl)和第二伽马滤波器(G2)形成的对称封闭滤波单元，第一伽马滤波器包括所述伽马滤波器(G)，第二伽马滤波器相对于第一伽马滤波器(Gl)头对脚安装且由连接作为分路器的所述电容阻抗(C2)和所述串联无功阻抗(L2)形成。
5.如权利要求4所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于连结作为分路器的所述电容阻抗(C2)包括具有IpF至500nF的电容值的电容阻抗，优选具有5至IOpF的电容值。
6.如权利要求4或5所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于连接作为分路器的所述电容阻抗(C2)由第一电容器(C21)和第二电容器(C22)形成，它们串联连接，且其中点意图连接至马达的地电位。
7.如权利要求6所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于第一电容(C21)和第二电容(C22)包括具有相同电容量的电容器。
8.如权利要求1至7中任一项所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于所述滤波器(F)连接在马达正电源端子(M+)和马达负电源端子(M-)以及电池的正电源端子(B+)和负电源端子(B-)之间，所述带消除器滤波器(F)插入在并入到马达的电磁兼容滤波器(FEMC )和电源电池(B )之间。
9.如权利要求7所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于所述滤波器(F)直接并入到电磁兼容滤波器(FEMC)的壳体中。
10.如权利要求7所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于所述滤波器(F)改装在并入到马达的电磁兼容滤波器(FEMC)和电源电池之间。
11.如前述权利要求中任一项所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于至少一个无功阻抗(L1、L2)包括铁氧体芯部自感应线圈。
12.如前述权利要求中任一项所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)，其特征在于至少一个电容器((:1、02、021、022)是陶瓷电容器类型。
13.一种有刷DC马达，其特征在于，其包括如权利要求1至12中任一项所述的频带衰减器/消除器滤波器(F)。
14.如限定在前一权利要求中的有刷DC马达的用途，用在机动车辆中，尤其是作为风挡擦拭器马达。
【文档编号】H02K11/02GK103782492SQ201280040942
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2011年6月21日
【发明者】P.皮拉德 申请人:法雷奥系统公司