一种滤波电路、电机控制器及汽车的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种滤波电路、电机控制器及汽车。

背景技术：

在汽车中，一般采用12V直流电源为汽车上的电气化设备进行供电，同时也能够通过专用的接口为车身外的用电设备进行供电，如手机、平板电脑等，实用性较强。由于汽车上的很多电气化设备都是由12V直流电源进行供电的，因此，存在多个电气化设备共用12V直流电源的问题，这样一个电气化设备自身产生的干扰，就有可能通过12V直流电源耦合到其他电气化设备上，对其他电气化设备产生干扰。如，电机控制器中的驱动板、驱动电源等功率器件快速开关时的电流变化率di/dt、电压变化率dv/dt带来的干扰，会通过12V直流电源耦合到车载收音机，对车载收音机产生干扰，影响车载收音机的性能。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种滤波电路、电机控制器及汽车，以解决现有技术中由于电机控制器产生的干扰耦合到其他电气设备，从而对其他电气设备产生干扰的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

依据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种滤波电路，包括：

第一级滤波电路；

与所述第一级滤波电路连接的第二级滤波电路；

其中，所述第一级滤波电路滤除第一频率范围的电磁干扰，所述第二级滤波电路滤除第二频率范围的电磁干扰，所述第一频率范围内的最大值小于所述第二频率范围的最小值。

进一步地，所述第一级滤波电路包括：

第一电容，所述第一电容的第一端与所述滤波电路的正极输入端连接，所述第一电容的第二端与所述滤波电路的负极输入端连接；

第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一电容的第一端连接；

第三电容，所述第三电容的第一端与所述第二电容的第二端连接，所述第三电容的第二端与所述第一电容的第二端连接；

第一电感，所述第一电感的第一端与所述第二电容的第一端连接；

第二电感，所述第二电感的第一端与所述第三电容的第二端连接；

第四电容，所述第四电容的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第四电容的第二端与所述第二电感的第二端连接；所述第四电容的第一端和第二端还分别与所述第二级滤波电路连接；

其中，所述第二电容和所述第三电容接地。

进一步地，所述第一电感和所述第二电感为电感值相同的差模电感。

进一步地，所述第一电容和所述第四电容为差模电容；所述第二电容和所述第三电容为共模电容。

进一步地，所述第一级滤波电路还包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第三电容的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第三电容的第二端连接；

其中，所述第一电阻接地。

进一步地，所述第二级滤波电路包括：

分别与所述第一级滤波电路连接的第五电容和第六电容，所述第五电容的第二端与所述第六电容的第一端连接；

第三电感，所述第三电感的第一端与所述第五电容的第一端连接，所述第三电感的第二端与所述第六电容的第二端连接；

第七电容，所述第七电容的第一端与所述第三电感的第三端连接；所述第七电容的第一端还与所述滤波电路的正极输出端连接；

第八电容，所述第八电容的第一端与所述第七电容的第二端连接，所述第八电容的第二端与所述第三电感的第四端连接；所述第八电容的第二端还与所述滤波电路的负极输出端连接；

其中，所述第五电容、所述第六电容、所述第七电容和所述第八电容接地。

进一步地，所述第三电感为共模电感。

进一步地，所述第五电容、所述第六电容、所述第七电容和所述第八电容为共模电容。

进一步地，所述第二级滤波电路还包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第八电容的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第八电容的第二端连接；

其中，所述第二电阻接地。

依据本实用新型实施例的另一个方面，提供了一种电机控制器，包括如上所述的滤波电路；

所述滤波电路的输入端与所述电机控制器的电源输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述电机控制器中的驱动电源连接。

进一步地，所述滤波电路设置于所述电机控制器的驱动电路板上；

其中，所述滤波电路的输入信号线与输出信号线分别设置于所述驱动电路电路板的两侧。

依据本实用新型实施例的另一个方面，提供了一种汽车，包括如上所述的电机控制器。

本实用新型的有益效果是：

上述技术方案，提供了一种两级滤波电路，能够逐级滤除不同频率范围的电磁干扰。而设置有该滤波电路的电机控制器，在该滤波电路的作用下，既可以抑制电机控制器产生的电磁干扰，降低这些电磁干扰对其他电气设备造成的影响，又可以抑制其他电气设备产生的电磁干扰，对电机控制器产生的影响，提高电机控制器的电磁兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本实用新型实施例提供的滤波电路的示意图之一；

图2表示本实用新型实施例提供的滤波电路的示意图之二；

图3表示本实用新型实施例提供的12V直流电源的供电系统的示意图；

图4表示本实用新型实施例提供的滤波电路的PCB布线的示意图。

附图标记说明如下：

1、电机控制器；2、12V直流电路；3、车载收音机；101、滤波电路；102、驱动电源；103、驱动电路板；1011、第一级滤波电路；1012、第二级滤波电路；1013、输入信号线；1014、输出信号线；1031、地层；

C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；C6、第六电容；C7、第七电容；C8、第八电容；L1、第一电感；L2、第二电感；L3、第三电感L3；R1、第一电阻；R2、第二电阻。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

依据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种滤波电路101。

如图1所示，该滤波电路101包括：第一级滤波电路1011和与第一级滤波电路1011连接的第二级滤波电路1012。

其中，第一级滤波电路1011滤除第一频率范围的电磁干扰，第二级滤波电路1012滤除第二频率范围的电磁干扰，第一频率范围内的最大值小于第二频率范围的最小值，例如，第一频率范围为[0.15，1]MHz，第二频率范围为(1，108]MHz。

本实用新型实施例提供了一种两级滤波电路101，每一级滤波电路101可以滤除不同频率范围的电磁干扰。在该滤波电路101的一个应用实施例中，该滤波电路101被应用于电机控制器1中。在该电机控制器1中，滤波电路101设置于电机控制器1的电源输入端与驱动电源102之间，这样可抑制驱动电源102等功率器件快速开关的di/dt、dv/dt带来的电磁干扰，防止这些电磁干扰通过12V直流电源耦合到其他电气设备(即与电机控制器1共用12V直流电路2的电气设备，如车载收音机3)，降低对其他电气设备造成的干扰。同时，也能够抑制其他电气设备对电机控制器1产生的电磁干扰，提高电机控制器1的电磁兼容性。

具体地，如图2所示，该第一级滤波电路1011包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电感L1和第二电感L2。

其中，第一电容C1的第一端与滤波电路101的正极输入端连接，第一电容C1的第二端与滤波电路101的负极输入端连接。第一电容C1还分别与第二电容C2和第三电容C3连接，具体为：第一电容C1的第一端与第二电容C2的第一端连接，第一电容C1的第二端与第三电容C3的第二端连接。

其中，第二电容C2和第三电容C3连接，具体为：第二电容C2的第二端与第三电容C3的第一端连接。同时，第二电容C2和第三电容C3接地，这样能够为第二电容C2和第三电容C3提供公共参考点，以达到更好的抗干扰作用。

其中，第一电感L1的第一端与第二电容C2的第一端连接，第一电感L1的第二端与第四电容C4的第一端连接。第二电感L2的第一端与第三电容C3的第二端连接，第二电感L2的第二端与第四电容C4的第二端连接。第四电容C4的第一端和第二端还分别与第二级滤波电路1012连接。

其中，第一电感L1和第二电感L2为电感值相同的差模电感。第一电容C1和第四电容C4为差模电容，第二电容C2和第三电容C3为共模电容。

本实用新型实施例中，第一级滤波电路1011通过第一电容C1、第四电容C4、第一电感L1和第二电感L2抑制差模干扰，通过第二电容C2和第三电容C3抑制共模干扰，具体地，通过第一电感L1L1可抑制较低频率的电磁干扰。

优选地，如图2所示，第一级滤波电路1011还包括：第一电阻R1。

其中，第一电阻R1的第一端与第三电容C3的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第三电容C3的第二端连接，同时第一电阻R1接地。

第一电阻R1可匹配滤波电路101与地之间的阻抗，在靠近滤波电路101的输入端的位置设置电阻，可减少从输入端通过公共地线耦合到滤波电路101中的外界的电磁干扰，保证滤波电路101高频滤波的效果。

优选地，本实用新型实施例中，第二电容C2和第三电容C3为三端电容器。三端电容器的高频等效电感(Equivalent Series Inductance，简称ESL)要低于普通的电容，确保了高频电磁干扰的抑制能力。

具体地，如图2所示，第二级滤波电路1012包括：第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8和第三电感L3。

其中，第五电容C5和第六电容C6分别与第一级滤波电路1011连接，具体为：第五电容C5的第一端与第四电容C4的第一端连接，第六电容C6的第二端与第四电容C4的第二端连接。

其中，第五电容C5与第六电容C6连接，具体为：第五电容C5的第二端与第六电容C6的第一端连接。同时，第五电容C5和第六电容C6接地，这样能够为第五电容C5和第六电容C6提供公共参考点，以达到更好的抗干扰作用。

其中，第三电感L3的第一端与第五电容C5的第一端连接，第三电感L3的第二端与第六电容C6的第二端连接，第三电感L3的第三端与第七电容C7的第一端连接，第三电感L3的第四端与第八电容C8的第二端连接。其中，第七电容C7的第一端还与滤波电路101的正极输出端连接，第八电容C8的第二端还与滤波电路101的负极输出端连接。

其中，第七电容C7与第八电容C8连接，具体为：第七电容C7的第二端与第八电容C8的第一端连接。同时，第七电容C7和第八电容C8接地，这样能够为第七电容C7和第八电容C8提供公共参考点，以达到更好的抗干扰作用。

其中，第三电感L3为共模电感。第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8为共模电容。

本实用新型实施例中，第二级滤波电路1012通过第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8和第三电感L3抑制共模干扰，具体地，通过第三电感L3可抑制较高频率的电磁干扰。

优选地，如图2所示，第二级滤波电路1012还包括：第二电阻R2。

其中，第二电阻R2的第一端与第八电容C8的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第八电容C8的第二端连接，同时，第二电阻R2接地。

第二电阻R2可匹配滤波电路101与地之间的阻抗，在靠近滤波电路101的输出端的位置设置电阻，可减少从输出端通过公共地线耦合到滤波电路101中的外界的电磁干扰，保证滤波电路101高频滤波的效果。

优选地，本实用新型实施例中，第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8为三端电容器。三端电容器的高频等效电感要低于普通的电容，确保了高频电磁干扰的抑制能力。

优选地，本实用新型实施例中，滤波电路101中的电感均采用DMR40材料的，该材料的磁芯具有良好的频率特性，温度特性。

本实用新型实施例提供的滤波电路101，通过两级滤波电路101逐级抑制不同频段的电磁干扰，实现宽频带滤波。此外，通过分别在滤波电路101的输入端和输出端设置电阻，来匹配滤波电路101与地之间的阻抗，减少输入输出的耦合，保证滤波电路101高频滤波的效果。

最后，需要说明的是，对于本实用新型实施例中所涉及到的电容、电感和电阻，其电容值、电感值或电阻值可根据实际需求选择，本实用新型实施例对此不进行限制。

依据本实用新型实施例的另一个方面，提供了一种电机控制器1。

如图3所示，该电机控制器1包括：如上所述的滤波电路101。

其中，该滤波电路101的输入端与电机控制器1的电源输入端连接，该滤波电路101的输出端与电机控制器1中的驱动电源102连接。

将滤波电路101设置于电机控制器1的电源输入端，这样可通过滤波电路101抑制驱动电源102等功率器件快速开关的di/dt、dv/dt带来的电磁干扰，防止这些电磁干扰通过12V直流电源耦合到其他电气设备，降低对其他电气设备造成的干扰。同时，也能够抑制其他电气设备对电机控制器1产生的电磁干扰，提高电机控制器1的电磁兼容性。

其中，在电机控制器1中设置该滤波电路101，尤其能够降低电机控制器1对车载收音机3产生的干扰。

如图3所示，车载收音机3与电机控制器1共用12V直流电源，电机控制器1产生的电磁干扰，会通过12V直流电源耦合到车载收音机3，对车载收音机3产生干扰，影响车载收音机3的使用性能。

但在电机控制器1中设置该滤波电路101后，由于滤波电路101抑制了电机控制器1产生的电磁干扰，从而能够减少通过12V直流电源耦合到车载收音机3中的干扰，对车载收音机3起到了有效的保护作用。其中，该滤波电路101中的共模电感和差模电感同时应用能够确保在150kHz至108MHz频率范围内都有良好的抑制干扰的能力，而搭载该滤波电路101的电机控制器1的低压传导满足GB/T18655的等级三的要求，78MHz～108MHz满足等级四的要求。

其中，差模电感抑制频率范围为150kHz至1MHz的电磁干扰，共模电感抑制频率范围为1MHz至108MHz的电磁干扰。

进一步地，一般汽车只有参考地，车内所有的电气部件都接到车身的参考地上，整车内其他电气设备产生的电磁干扰易通过公共地线，耦合到滤波电路101中。为了降低公共地线的耦合，在滤波电路101中靠近输入端和靠近输出端的位置，分别设置了第一电阻R1和第二电阻R2，这两个电阻能够起到匹配滤波电路101与电机控制外壳阻抗的作用，保证滤波电路101高频滤波的效果。

需要说明的是，第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值可根据实际需求选择，本实用新型实施例中优选为2欧姆。

进一步地，本实用新型实施例中，滤波电路101设置于电机控制器1的驱动电路板103上。

其中，如图4所示，为了确保滤波电路101的高频滤波特性，在滤波电路101的输入端采用了法拉第屏蔽，将滤波电路101的输入信号线1013与输出信号线1014分别设置于驱动电路电路板的两侧，通过驱动电路板103中的地层1031，将滤波电路101的输入端与输出端进行隔离，降低输入输出耦合的强度。优选地，输入信号线1013设置于驱动电路板103的不洁净区域，输出信号线1014设置于驱动电路板103的洁净区域。

综上所述，本实用新型实施例中，在电机控制器1中设置了一个两级滤波电路101，该滤波电路101既可以抑制电机控制器1产生的电磁干扰，降低电机控制器1对其他电气产生的干扰，尤其对于车载收音机3，对车载收音机3起到了有效的保护作用，又可以抑制其他电气设备对电机控制器1产生的电磁干扰，提高电机控制器1的电磁兼容性。

依据本实用新型实施例的另一个方面，提供了一种汽车，包括如上所述的电机控制器1。

本实用新型实施例提供的汽车中的电机控制器1，其内设置了一个两级滤波电路101，该滤波电路101既可以抑制电机控制器1产生的电磁干扰，降低电机控制器1对其他电气产生的干扰，尤其对于车载收音机3，对车载收音机3起到了有效的保护作用，又可以抑制其他电气设备对电机控制器1产生的电磁干扰，提高电机控制器1的电磁兼容性。对于设置有该电机控制器1的汽车，能够提升汽车的整车性能，提高整车的市场竞争力。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。