[发明专利]集成式EMC滤波器和电力电子装置

说明书

本发明公开了一种具有电流测量功能的集成式EMC滤波器和电力电子装置，该集成式EMC滤波器包括用于被电感绕组缠绕的第一磁芯元件和第二磁芯元件，在所述第一磁芯元件和所述第二磁芯元件之间设有气隙间隔，由所述电感绕组形成的感应磁场穿过所述气隙间隔。根据本发明的设计方案，在所述气隙间隔内设置用于测量所述感应磁场的磁感应强度的测量单元，以便根据所述磁感应强度得到所述集成式EMC滤波器的输出电流。

技术领域

本发明涉及一种集成式EMC滤波器，具有用于被电感绕组缠绕的第一磁芯元件和第二磁芯元件，在所述第一磁芯元件和所述第二磁芯元件之间设有气隙间隔，由所述电感绕组形成的感应磁场穿过所述气隙间隔。

背景技术

在当今的电动汽车或者混合动力汽车的电力电子装置(PEU)中，电压的大小取决于汽车实际负载的大小、运行工况(电机是处于电动状况还是发电状况)以及电机是否弱磁运行等等，典型的母线电压波动范围是标称值的-30％～+25％，因此在汽车工况频繁变化的情况下，需要实时监测母线电流。在现有技术中，通常通过设置单独的电流测量传感器来进行测量。

为了适应汽车工况的频繁变化，需要使用很多大功率电能变化设备。他们的安装使用不可避免存在严重电磁干扰。因此，需要在电力电子装置中安设EMC滤波器。电磁兼容性噪声主要由差模噪声和共模噪声组成。电路系统中，差模噪声主要通过差模电感和差模电容等匹配的滤波网络抑制，共模噪声主要由共模电感和Y电容等匹配的滤波网络抑制。然后在EMC滤波器下游安置用于电流测量的单独的电流测量传感器。

通常，单独的电流测量传感器都比较昂贵，从而增加了电力电子装置的硬件成本。并且由于单独的安装方式，使得电力电子装置的电路更加复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种集成电流测量功能的EMC滤波器，从而省略了单独的电流测量传感器，降低了硬件成本并简化了系统结构。

所述技术问题通过一种用于混合动力汽车或者纯电动汽车的电力电子装置的集成式EMC滤波器，它能够集成测量电流的功能。该集成式EMC滤波器具有被电感绕组缠绕的第一磁芯元件和第二磁芯元件，在所述第一磁芯元件和所述第二磁芯之间设有气隙间隔。根据本发明的技术方案，在所述气隙间隔内设置用于测量感应磁场的磁感应强度的测量单元，该测量单元能够根据该磁感应强度计算出EMC滤波器的输出电流大小。因而，通过该测量单元能够取代设置在EMC滤波器下游的单独的电流测量传感器，从而降低了硬件成本并简化了系统结构。

根据本发明的一个优选实施方式，第一磁芯元件和第二磁芯元件是一副EE型铁氧体元件，即第一磁芯元件和第二磁芯元件具有E型的形状并且由铁氧体构成。进一步的是，E型的磁芯元件具有具有两个侧柱和一个中间柱，相互对置地安置两个E型的磁芯元件，并且在两个相互对置的中间柱之间设置气隙间隔，并在该气隙间隔内设置测量单元。有利的是，在侧柱上缠绕差模电感绕组，在中间柱上缠绕共模电感绕组，气隙间隔能够调整差模电感量和共模电感量，因此能够根据气隙间隔的大小选择相适应的测量单元。气隙间隔越小，其内的感应磁场的磁感应强度越大，因此就应该设置测量范围更大的测量单元。另外优选的是，也可以考虑其它形状的磁芯元件，比如U型，开口环型或者C型。

根据本发明的另外的优选实施方式，所述测量单元是霍尔元件。霍尔元件成本较低且容易获得，因此与使用独立的电流测量传感器相比，能够大大地降低硬件成本。另外优选的是，将根据本发明的EMC滤波电路布置在印刷电路板上。

所述技术问题根据本发明还被一种用于机动车的、尤其用于混合动力汽车或者电动车的电力电子装置所解决，该电力电子装置具有根据上述的集成式EMC滤波器。

附图说明

下面通过附图来示意性地阐述本发明的具体实施例。附图为：

图1示出根据本发明的EMC滤波器1的铁芯元件的立体图，

图2示出图1所示的铁芯元件的俯视图，