特開 2024-91637 減衰が改善されたＤＣリンクを備えるＥＭＣフィルタコンポーネント、半導体コンポーネント、及び／又はＤＣリンクＥＭＣシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024091637

(43)【公開日】2024-07-05

(54)【発明の名称】減衰が改善されたＤＣリンクを備えるＥＭＣフィルタコンポーネント、半導体コンポーネント、及び／又はＤＣリンクＥＭＣシステム

(51)【国際特許分類】

   H03H 7/09 20060101AFI20240628BHJP

【ＦＩ】

H03H7/09 A

【審査請求】有

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024044243

(22)【出願日】2024-03-19

(62)【分割の表示】P 2022518954の分割

【原出願日】2021-03-24

(31)【優先権主張番号】102020108879.5

(32)【優先日】2020-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】518379278

【氏名又は名称】テーデーカー エレクトロニクス アーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ベック，ファビアン

(72)【発明者】

【氏名】ニクラス，カール

(72)【発明者】

【氏名】ランボー，ウルフガング

(57)【要約】

【課題】出力側でノイズレベルが低減されたＥＭＣフィルタを提供する。
【解決手段】ノイズレベルが改良されたＥＭＣフィルタコンポーネントが提供される。コンポーネントは、第１のインターフェース、第２のインターフェース、フィルタ回路、及び／又は機械的接続部を含む。フィルタ回路は、第１のインターフェースと第２のインターフェースとの間に電気的に接続される。機械的接続部は、コンポーネントを外部取付場所に機械的に接続するように設けられ且つ構成される。機械的接続部は、フィルタ回路を外部取付場所の接地電位に電気的に接続するようにも設けられ且つ構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のインターフェースと、第２のインターフェースと、フィルタ回路と、機械的接続部と、回路素子としてのＤＣリンクコンデンサと、を含む、
ＥＭＣフィルタコンポーネントであって、
前記フィルタ回路は、前記第１のインターフェースと前記第２のインターフェースとの間に電気的に接続され、
前記機械的接続部は、当該ＥＭＣフィルタコンポーネントを外部取付場所に機械的に接続するように提供され且つ構成され、
前記機械的接続部は、前記フィルタ回路を前記外部取付場所の接地電位に電気的に接続するために提供され且つ構成され、
前記第１のインターフェースは、電気的接続部を含み、
前記機械的接続部は、少なくとも２つの部品を含み、
前記電気的接続部は、前記機械的接続部の前記２つの部品の間の水平面に配置される、
ＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項2】

前記外部取付場所は、当該ＥＭＣフィルタコンポーネントに接地電位をもたらす半導体コンポーネントの取付場所である、請求項１に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項3】

前記機械的接続部は、導電性材料、金属、合金から選択される材料を含み、或いはそのような材料から構成される、請求項１又は２に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項4】

前記機械的接続部は、当該ＥＭＣフィルタコンポーネントから離れるように方向付けられた延長部を有する細長い形状を有する、請求項１～３のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項5】

前記細長い形状は、均一な断面を備える前記延長部の方向に沿う区域を有する、請求項４に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項6】

前記細長い形状は、二次断面、長方形断面、円形断面、楕円形断面から選択される断面を有する、請求項４又は５に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項7】

前記機械的接続部は、穴を備える平坦な区域を含む遠位端を有する、請求項１～６のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項8】

前記機械的接続部は、３つ又はそれよりも多くの部品を含む、請求項１～７のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項9】

前記機械的接続部の全ての部品は、当該ＥＭＣフィルタコンポーネントの同じ側に配置される、請求項１～８のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項10】

前記第１のインターフェースは、更なる電気的コンポーネント、半導体コンポーネント、インバータ、バッテリ、電気モータ駆動装置から選択されるコンポーネントへの電気的接続のために提供され且つ構成される、請求項１～９のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項11】

前記第１のインターフェースは、
第１の電位に接続されるべき１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部と、
第２の電位への接続のための１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部と、を含む、
請求項１～１０のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項12】

前記第２のインターフェースは、更なる電気的コンポーネント、半導体コンポーネント、インバータ、バッテリ、電気モータ駆動装置から選択されるコンポーネントへの電気的接続のために提供され且つ構成される、請求項１～１１のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項13】

前記第２のインターフェースの側にある第２の機械的接続部を更に含み、
前記第２の機械的接続部は、当該ＥＭＣフィルタコンポーネントを第２の外部取付場所に機械的に接続するために提供され且つ構成され、
前記第２の機械的接続部は、前記フィルタ回路を前記第２の外部取付場所の接地電位に電気的に接続するためにも提供され且つ構成される、
請求項１～１２のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項14】

前記第２のインターフェースは、
第１の電位のための１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部と、
第２の電位のための１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部と、
接地電位のための１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部と、を含む、
請求項１～１３のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項15】

前記フィルタ回路は、抵抗素子と、キャパシタンス素子と、インダクタンス素子とを含む、請求項１～１４のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項16】

２つのインダクタンス素子が機械的に連結される、請求項１～１５のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント。

【請求項17】

請求項１５又は１６のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネントと、
第１のインターフェース、第２のインターフェース、半導体回路、及び機械的接続部を含む、半導体コンポーネントと、を含み、
前記半導体回路は、前記第１のインターフェースと前記第２のインターフェースとの間に電気的に接続され、前記機械的接続部は、前記ＥＭＣフィルタコンポーネントを外部取付場所に機械的に接続するために提供され且つ構成され、前記機械的接続部は、前記半導体回路を前記ＥＭＣフィルタコンポーネントの機械的接続部に電気的に接続するためにも提供され且つ構成され、
前記ＥＭＣフィルタコンポーネント及び前記半導体コンポーネントは、それらの機械的接続部を介して互いに電気的に及び機械的に接続される、
ＤＣリンクＥＭＣシステム。

【請求項18】

前記半導体コンポーネントは、インバータである、請求項１７に記載のＤＣリンクＥＭＣシステム。

【請求項19】

バッテリと電気モータ駆動装置との間での、
電気システム、車両の前記電気システムから選択される、システムにおける、
請求項１～１６のうちのいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタコンポーネント又は請求項１７～１８のうちのいずれか１項に記載のＤＣリンクＥＭＣシステムの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、改善されたノイズレベルを有する、例えば、増大した減衰(attenuation)を有する、ＥＭＣフィルタコンポーネントに関し、ＥＭＣフィルタコンポーネントに接続されることができる半導体コンポーネントに関し、ＥＭＣフィルタコンポーネントと、半導体コンポーネントとを含むことができる、対応するＤＣリンク(ＤＣ－Ｌｉｎｋ)ＥＭＣシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

電磁コンポーネントを１つ又は幾つかの他の電気コンポーネント又は電子コンポーネントと共に或いは他の電気コンポーネントの近傍で使用することができるように、ＥＭＣフィルタ（ＥＭＣ＝電磁場適合性(electromagnetic compatibility)）を使用して、電気コンポーネント又は電子コンポーネントの望ましくない寄与を低減又は除去することができる。

【0003】

例えば、電気モータ駆動装置は、他の回路コンポーネントとの望ましくない干渉を回避するために低減又は除去されるべきそのような望ましくない放射(emissions)の発生源(source)となり得る。その目的を達成するために、ＥＭＣフィルタは、例えば、電源と電気モータ駆動装置との間で、電気的に接続されることができる。

【0004】

例えば、電気的に駆動される車両では、バッテリが電気モータ駆動装置に電気エネルギを提供する。バッテリは、特定の電圧でＤＣ（直流）電流を提供する。電気モータ駆動装置が、別の形態の電気エネルギ、例えば、ＡＣ（交流）又は別の電圧を必要とするときには、電気モータ駆動装置がバッテリを十分に利用することができるように、インバータを利用してバッテリの電気エネルギを変換することができる。しかしながら、インバータは、望ましくない放射の発生源でもあり得る。相応して、ＥＭＣフィルタを使用してインバータからの望ましくない放射を低減又は除去することができる。

【0005】

ＥＭＣフィルタの性能は、望ましくない放射、すなわち、ＥＭＣフィルタの出力部でもたらされるノイズの量の低減によって特徴付けられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

相応して、その出力側でノイズレベルが低減されたＥＭＣフィルタを提供することが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的を達成するために、独立項に従ったＥＭＣフィルタコンポーネント及びＥＭＣフィルタコンポーネントに接続されるべき対応する更なるコンポーネントが提供される。従属項は、フィルタコンポーネントと更なる電気コンポーネントとを含むシステムのような、好ましい実施形態を提供する。

【0008】

ＥＭＣフィルタコンポーネントが、第１のインターフェースと、第２のインターフェースと、フィルタ回路と、機械的接続部とを含む。フィルタ回路は、第１のインターフェースと第２のインターフェースとの間に電気的に接続される。電気的接続部は、ＥＭＣフィルタコンポーネントを外部取付場所に機械的に接続するように提供され且つ構成される。機械的接続部は、フィルタ回路を外部取付場所の接地電位に電気的に接続するために提供され且つ構成される。

【0009】

本発明のＥＭＣフィルタコンポーネントは、ＥＭＣフィルタコンポーネントの出力側で提供されるノイズレベルを低減するために改良された接地接続を提供するという着想に基づいている。従来のＥＭＣフィルタコンポーネントは、電力接続部に加えて、別個の接続部を有し、別個の接続部は、専らＥＭＣフィルタコンポーネントの環境の接地電位に接続される。

【0010】

明らかに、接地接続を改良することによって減衰を強化する直感的なアプローチは、例えば、接地に並列シャント経路(parallel shunt paths)を加えることによって、別個の接地接続を拡張することになる。よって、直感的なアプローチは、従来のＥＭＣフィルタコンポーネントと比較して、接地電位への接地接続部及び導体の数を増加させることになる。

【0011】

よって、本発明のＥＭＣフィルタコンポーネントによって提案されるアプローチは、直観に反するもの(counterintuitive)である。何故ならば、接地コネクタの数を増加させ、追加の接地導体を提供することによって努力を向上させる代わりに、特定の専用接地導体の数は減少させるからである。具体的には、接地接続を提供することにのみ捧げられた接地導体は、完全に除去される。代わりに、別の回路コンポーネントへの実装接続及び／又は他の回路コンポーネントの接地接続部を使用することが提案される。

【0012】

しかしながら、特別の専用接地接続部を省略がコンポーネントの接地接続の劣化を招くという共通認識はあるものの、ノイズレベルの低下をもたらす改良された接地接続を得ることができることが分かった。この驚くべき効果の原因は、結果として生じる接地接続部がより短い有効コネクタ長を有し得ることである。よって、接地接続を得るための努力の減少は、より少ないスペース、より小さなコンポーネント、より削減された導体材料、及び／又は改良された性能についての必要性をもたらす。

【0013】

ＥＭＣフィルタコンポーネントにおいて、第１のインターフェースは、ＥＭＣフィルタが電気エネルギを得る電気コンポーネントへの電気接続部を含むことができる。第２のインターフェースは、ＥＭＣフィルタコンポーネントが－削減されたノイズレベル及び削減された量の望ましくない放射で－電力を外部回路環境に供給する電気接続部を含むことができる。具体的には、第１のインターフェースは、ＥＭＣフィルタコンポーネントをバッテリ又はバッテリとＥＭＣフィルタコンポーネントとの間に電気的に接続されたインバータと接続するために提供され且つ構成されることができる。第２のインターフェースは、ＥＭＣフィルタコンポーネントを、例えば、電気車両の、電気モータ駆動装置に電気的に接続するために使用されることができる。

【0014】

ＥＭＣフィルタコンポーネントのフィルタ回路は、フィルタネットワークを構築するインダクタンス素子、抵抗素子及び／又はキャパシタンス素子のような能動又は受動フィルタ素子のようなフィルタ素子を含むことができる。従来のフィルタネットワークトポロジは、現在のＥＭＣフィルタコンポーネントについて可能である。外部取付場所は、ＥＭＣフィルタコンポーネントの直接的な近傍内に配置される。機械的接続部は、振動又は慣性力がＥＭＣフィルタコンポーネントを再配置し得ないような機械的に安定した構成でＥＭＣフィルタコンポーネントを取り付けるために使用されることができる。外部取付場所は、ＥＭＣフィルタコンポーネントの近傍内の更なる電気コンポーネントの取付場所であることができる。具体的には、外部取付場所はＥＭＣフィルタコンポーネントが直接接続される電気コンポーネント、例えば、バッテリ、インバータ又は電気モータ駆動装置にある取付場所であることが可能である。

【0015】

ＥＭＣフィルタコンポーネントは、回路素子としてＤＣリンクコンデンサを更に含むことが可能である。

【0016】

外部取付場所は、ＥＭＣフィルタコンポーネントに接地電位を提供する、例えば、半導体部品、例えば、インバータのようなコンポーネントの取付場所であることが可能である。

【0017】

よって、機械的接続部は、機械的に安定した接続と、短い有効導体長を有する接地電位への電気的接続部とを提供する、二重目的接続部である。

【0018】

機械的接続部は、導電性材料、金属及び／又は合金から選択される材料を含むか、或いはそれらから構成されることが可能である。

【0019】

具体的には、導電性材料は、銅、アルミニウム、銀、金又はそれらの合金を含むことができ、或いはそれらから構成されることができる。

【0020】

機械的接続部は、コンポーネントから離れるように方向付けられた延長部を有する細長い形状を有することが可能である。

【0021】

コンポーネントは、フィルタ回路の電気要素が配置されるハウジング又はシャーシを有することができる。ＥＭＣフィルタコンポーネントの環境に電気的に及び機械的に安定した接続を提供するために、コンポーネントのハウジング又はシャーシから離れるよう方向付けられた延長部及び細長い形状は、外部取付場所への可能な限り最短の接続を確実にする。

【0022】

細長い形状は、均一な断面(cross section)を備える延長方向に沿う区域(section)を有することが可能である。

【0023】

細長い形状は、二次断面、長方形断面、円形断面、楕円形断面、又は他の形状、例えば、機械的及び／又は電気的接続の可能性を提供するＬ形状から選択されることができる断面を有することが可能である。

【0024】

更に、機械的接続部は、平坦な区域を含むことが可能であり、平坦な区域は、穴を有する。

【0025】

この点において、機械的接続部の遠位端は、接続部をＥＭＣフィルタコンポーネントの他の要素に直接的に取り付ける端に対向する機械的接続部の端である。

【0026】

機械的接続部の平坦な区域を設けることは、外部取付場所の対応する接続端への大きな接触面積が提供されることを保証する。

【0027】

機械的接続部の平坦な区域に穴を設けることは、例えば、ボルト及びナットを利用して、機械的に安定した接続を保証し得ることを保証する。

【0028】

機械的接続部は、１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの部品(pieces)を含むことが可能である。

【0029】

機械的接続部の各部品は、別個の機械的に安定した接続と、短い有効導体長を有する電気的接続部とを提供する。部品の各々は、例えば、フィルタコンポーネントの本体から離れるように向けられた細長い形状を有し、穴を有する平坦な遠位端を備える、類似の構造を有することができる。

【0030】

少なくとも、２つのインターフェースのうちの１つに関連する、機械的接続部の全ての部品は、コンポーネントの同じ側に配置されることが可能である。

【0031】

これは、短い導体長と、機械的に安定した接続とを保証する。

【0032】

更に、純粋な電気的接続部が、少なくとも機械的接続部の部品の間の水平面において、機械的接続部の部品のうちの２つの部品の間に配置されることが可能である。

【0033】

第１のインターフェースは、更なる電気コンポーネント、半導体コンポーネント、インバータ、バッテリ、電気モータ駆動装置から選択されるコンポーネントへの電気的接続部のために提供され且つ構成されることが可能である。

【0034】

第１のインターフェースは、第１の電位への接続のための１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部と、第２の電位に接続すされるべき１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部とを含むことが可能である。第１の電位及び第２の電位は、接地電位とは異なることが可能である。

【0035】

同様に、第２のインターフェースは、更なる電気コンポーネント、半導体コンポーネント、インバータ、バッテリ、電気モータ駆動装置から選択されるコンポーネントへの電気的接続部のために提供され且つ構成されることが可能である。

【0036】

この点において、電気モータは、発電機として考えられることもできる。

【0037】

ＥＭＣフィルタコンポーネントは、第２のインターフェースの側面に第２の機械的接続部を更に含むことが可能である。上述の記述と同様に、第２の機械的接続部は、コンポーネントを第２の外部取付場所に機械的に接続するために提供され且つ構成されることができる。第２の機械的接続部は、フィルタコンポーネントを第２の外部取付場所の接地電位に電気的に接続するために提供され且つ構成されることもできる。

【0038】

よって、第２のインターフェースは、第１の電位のための１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部と、第２の電位のための１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部と、接地電位のための１つ、２つ、３つ又はそれよりも多くの接続部を含むことが可能である。

【0039】

この点において、電気的接続部は、それぞれ、第１及び／又は第２のインターフェースの接続部であることができる。

【0040】

フィルタ回路は、回路素子として抵抗素子、キャパシタンス素子及びインダクタンス素子を含むことが更に可能である。

【0041】

フィルタ回路の２つのインダクタンス素子が磁気的に結合されることが可能である。

【0042】

ＥＭＣフィルタコンポーネントの第１の実施形態において、ＥＭＣフィルタは、２つの電力線を含む。各電力線において、２つのインダクタンス素子が直列に電気的に接続される。インダクタンス素子の各々は、それぞれの他の電力線の対応するインダクタンス素子に磁気的に結合される。３つのキャパシタンス素子は、２つの電力線の間に電気的に接続されることができる。第１のインターフェースは、２つの電力線のうちの１つに電気的に接続される３つの接続部と、それぞれの他の電力線に電気的に接続される３つの他の接続部とを含むことができる。

【0043】

更に、第１のインターフェースは、機械的接続部の第１の部品及び第２の部品を含む。更に、第１のインターフェースの２つの機械的接続部の各々は、フィルタの２つの電力線のうちの１つに電気的に結合される。具体的には、結合(カップリング)は、抵抗素子の直列接続と２つのキャパシタンス素子の並列接続とによって行われることができる。キャパシタンス素子の並列接続は、Ｙ２クラス安全コンデンサ(キャパシタ)、すなわち、５０００Ｖの電圧までのパルス能力を有する安全コンデンサを確立することができる。

【0044】

更に、第２のインターフェースで、ＥＭＣフィルタコンポーネントは、第１の電力線に電気的に接続された第１の接続部と、第２の電力線に電気的に接続された第２の接続部と、例えば、第２のインターフェースの側部にある上述のような機械的接続部を介した、追加の接地接続部とを有することができる。接地接続部は、抵抗素子及び／又はキャパシタンス素子のそれぞれの直列接続で、２つの電力線の各々に電気的に接続されることができる。キャパシタンス素子は、相応して、Ｙ２クラス安全コンデンサを確立することもできる。

【0045】

第２の実施形態において、第１のインターフェースは、１つだけの機械的接続部が存在するという点で、上述の第１のインターフェースと異なる。この１つの機械的接続部は、それぞれ、２つのキャパシタンス素子及び抵抗素子の並列接続の直列接続を介して、２つの電力線の各々に電気的に接続される。

【0046】

ＤＣリンクＥＭＣシステムは、上述のようなＥＭＣフィルタコンポーネントと、以下に記載するような半導体コンポーネントとを含むことができる。ＥＭＣフィルタコンポーネント及び／又は半導体コンポーネントは、それらの機械的接続部を介して互いに電気的に及び／又は機械的に接続されることができる。

【0047】

半導体コンポーネントは、更なる電気コンポーネントがＥＭＣフィルタコンポーネントに電気的に及び機械的に接続される可能性を確立する。半導体コンポーネントは、機械的接続部と共に、第１のインターフェース、第２のインターフェース、及び半導体回路を含むことができる。半導体回路は、第１のインターフェースと第２のインターフェースとの間に電気的に接続される。機械的接続部は、コンポーネントを、例えば、ＥＭＣフィルタコンポーネントの外部取付場所に機械的に接続するように提供され且つ構成される。機械的接続部は、半導体回路をＥＭＣフィルタコンポーネントの機械的接続部に電気的に接続するようにも提供され且つ構成される。

【0048】

半導体部品はインバータであることが可能である。よって、半導体コンポーネントの半導体回路は、対応する半導体スイッチと、インバータ機能を確立するために、例えば、バッテリによって供給される電力エネルギを、電気モータ駆動装置によって必要とされる電力エネルギに変換するために必要とされる更なる回路とを含む。

【0049】

例えば、コンポーネント、例えば、フィルタコンポーネント又は半導体コンポーネント又は半導体コンポーネントとフィルタコンポーネントとを含むシステムを、電気システム及び車両の電気システムから選択されるシステム内で使用することが可能である。具体的には、バッテリと電気モータ駆動装置との間で対応するコンポーネント又はコンポーネントのシステムを使用することが可能である。

【0050】

好ましい実施形態の中心的な動作原理及び／又は詳細が、添付の概略図に示されている。

【図面の簡単な説明】

【0051】

【図1】ＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣの基本要素を示している。

【図2】半導体回路ＳＣの基本要素を示している。

【図3】半導体コンポーネントＳＣとＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣとを含むシステムを示している。

【図4】ＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣの第１のインターフェースの斜視図を示している。

【図5】半導体コンポーネントとフィルタコンポーネントとを含むシステムの斜視図を示している。

【図6】機械的接続部の実際の接触領域の拡大図を示している。

【図7】１つの可能なフィルタ回路の等価回路図を示している。

【図8】フィルタ回路ＦＣの代替的な等価回路図を示している。

【図9】従来の接地接続部を有するＥＭＣフィルタコンポーネントの性能を図示している。

【図10】従来のコンポーネント及び改良されたＥＭＣフィルタコンポーネントの性能レベルの間の比較を示している。

【発明を実施するための形態】

【0052】

図１は、ＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣの基本要素を示している。フィルタコンポーネントＥＦＣは、第１のインターフェースＩ１と、第２のインターフェースＩ２とを含む。第１のインターフェースＩ１の側面に、機械的接続部ＭＣが配置される。機械的接続部ＭＣは、ＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣを外部取付場所にしっかりと取り付けるのに十分な機械的強度を備えて作られる。加えて、機械的接続部ＭＣは、電気的機能性を更に提供する。何故ならば、機械的接続部ＭＣは、ＥＭＣフィルタコンポーネントを外部取付場所の接地電位に電気的に接続するように設けられ且つ構成されるからである。

【0053】

よって、図１において、第１のインターフェースは、機械的接続部ＭＣと、コンポーネントＥＦＣを外部回路環境に機械的に及び／又は電気的に接続するための２つの更なる二重目的の機械的接続部ＭＣとの間に配置された、２つの純粋な電気接続部を含む。

【0054】

それぞれの他の側で、第２のインターフェースＩ２は、電力をフィルタコンポーネントに或いはフィルタコンポーネントから伝搬させるための専用の電気接続部を含む。

【0055】

もちろん、第１のインターフェースＩ１で提供されるような機械的接続部ＭＣの提供も、第２のインターフェースＩ２で可能である。

【0056】

相応して、図２は、図１に示すように、ＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣに接続される専用の回路コンポーネントの基本要素を示している。ほんの一例として、コンポーネントは、第２のインターフェースＩ２での電気接続部に加えて、第２のインターフェースＩ２での機械的接続部ＭＣを有する、半導体コンポーネントＳＣであることができる。半導体コンポーネントＳＣは、第１のインターフェースＩ１で更なる電気的接続部を有する。

【0057】

図３は、図１に示すようなＥＭＣフィルタコンポーネントに電気的に及び機械的に接続された図２の半導体コンポーネントＳＣを含むシステムを示している。ＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣの機械的接続部ＭＣは、半導体コンポーネントＳＣの対応する機械的接続部ＭＣに機械的に及び電気的に接続される。具体的には、ＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣの第１のインターフェースＩ１は、機械的接続部を介して第２のインターフェースＩ２に電気的に及び／又は機械的に接続される。

【0058】

第１のインターフェースが外部回路環境から電気エネルギを受け取るように電気的に構成されたインターフェースである一方で、第２のインターフェースが電気回路環境の他の要素に電気エネルギを転送するために設けられたインターフェースであることが、本願に示すコンポーネントのために可能である。相応して、半導体回路は、その第１のインターフェースＩ１で電気エネルギを受け取り、その第２のインターフェースＩ２でＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣに電気エネルギを提供することができる一方で、ＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣは、その第１のインターフェースＩ１で電気エネルギを受け取り、その第２のインターフェースＩ２を介して、例えば、モータ駆動装置に、電気エネルギを提供する。

【0059】

半導体回路ＳＣは、システムの回路環境の接地電位に良好な接続を有することが可能である。この場合、機械的接続部ＭＣは、ＥＭＣフィルタコンポーネントの性能を向上させながら、ＥＭＣフィルタコンポーネントの側面で別個の接地接続を形成する努力が必要とされないように、ＥＭＣフィルタコンポーネントの回路コンポーネントのための半導体コンポーネントの接地接続を使用するためにも利用されることができる。

【0060】

インターフェース当たりの接続の数は、（図２に示すように）２、（図２の第１のインターフェースに関して示すように）３、又はそれよりも多い数であることができる。接続の数が３であるとき、インターフェースは、３相電力信号を処理するように構成されることができる。

【0061】

図４は、第１のインターフェースＩ１の接続部が配置される、ＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣのハウジング側面の斜視図である。具体的には、第１のインターフェースは、機械的接続部ＭＣの第１の部品(piece)と、機械的接続部ＭＣの第２の部品とを含むことができ、その場合、２つの部品は、フィルタコンポーネントＥＦＣの本体の両側に配置される。機械的接続部ＭＣの２つの部品の間には、第１のインターフェースは、第１の電位に電気的に接続されるための専用の３つの接続部Ｃ１と、第２の電位に接続されるための専用の３つの更なる電気的接続部Ｃ２とがある。更に、コンポーネントは、機械的接続部ＭＣの対応する部品の側面にＹ２コンデンサを収容する１つの区画(compartment)を有する。機械的接続部自体の部品は、フィルタコンポーネントＥＦＣの本体から離れるように向いている細長い形状を有する。細長い部分は、長方形又は二次断面を有する区域(section)を有する。部品の遠位端は、ボルト及び／又はナットを介した、遂行が容易でありながら剛性のある接続を可能にする穴を備える平坦な区域(section)を有する。

【0062】

インターフェースの接続部Ｃ１、Ｃ２の各々のために、並びに機械的接続部ＭＣの部品の各々のために、良好な電気的及び／又は機械的接続が得られるように、対応する対向要素(counter element)が外部取付場所を有するコンポーネントの側面に設けられる。

【0063】

この点に関して、電気接続を提供する接続部Ｃ１、Ｃ２は、それらの対応する対応物(counterparts)に接続されるときに、ある程度の機械的安定性をもたらすこともできることが留意されるべきである。しかしながら、機械的接続部を介した接続の機械的安定性は、引張力又は剪断力に関して、例えば、２、５又は１０倍だけ、実質的により強い。

【0064】

図５は、一方の側面にＥＭＣフィルタコンポーネントＥＦＣを含み、それぞれの他方の側面に半導体コンポーネントＳＣを含む、システムの斜視図を示している。

【0065】

半導体コンポーネントは、電力を受け取るための第１のインターフェースＩ１も有し、フィルタコンポーネントＥＦＣは、電力を提供するための対応する第２のインターフェースＩ２を有する。

【0066】

図６は、図５に示す部品の１つの部品の機械的接続部ＭＣの接続領域の拡大図を図示している。フィルタコンポーネントの機械的接続部の遠位端の平坦な表面が、半導体コンポーネントの機械的接続部ＭＣの対応する平坦な表面と直接的に接触している。対応する遠位端の各々は、穴を有する。取付けは、共通のボルトを使用して機械的接続部の共通の穴に挿入することができるように、穴がそれらの位置に対して重なり合うように行われる。

【0067】

図７は、フィルタ回路ＦＣの一実施形態の等価回路図を示している。フィルタ回路ＦＣは、第１の電力線ＰＬ１と、第２の電力線ＰＬ２とを有する。第１の電力線ＰＬ１は、第２のインターフェースＩ２の接続部を第１のインターフェースの３つの接続部に電気的に接続する。第２の電力線ＰＬ２は、第２のインターフェースＩ２のそれぞれの他の接続部を第１のインターフェースＩ１の３つの接続部に電気的に接続する。各電力線は、互いに直列に電気的に接続された２つのインダクタンス素子を含む。各インダクタンス素子は、それぞれの他の電力線のインダクタンス素子に磁気的に結合される。更に、３つのキャパシタンス素子Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７が、２つの電力線ＰＬ１、ＰＬ２を互いに電気的に接続する。第２のインターフェースＩ２の機械的接続部ＭＣ２によって確立された接地接続ＧＮＤが、キャパシタンス素子Ｃ９と抵抗素子Ｒ４との直列接続を介して第１の電力線に電気的に接続され、キャパシタンス素子Ｃ８と抵抗素子Ｒ３との直列接続を介して第２の電力線ＰＬ２に電気的に接続される。

【0068】

第１のインターフェースＩ１の側面には、機械的接続部ＭＣの第１の部品及び／又は第２の部品が配置される。第１の部品は、直列接続部を介して第１の電力線ＰＬ１と電気的に接続される。直列接続部は、抵抗素子Ｒ２と、Ｙ２クラスの安全コンデンサを確立するキャパシタンス素子Ｃ３及びＣ４の並列接続部とを含む。更に、機械的接続部ＭＣのそれぞれの第２の部品は、直列接続部を介して第２の電力線ＰＬ２に電気的に接続される。直列接続部は、抵抗素子Ｒ１と、Ｙ２クラスの安全コンデンサを同様に確立する２つのキャパシタンス素子Ｃ１、Ｃ２の並列接続部とを含む。

【0069】

非常に短い導体を介した接地接続部の提供は、接地接続部の労力を減らし、コンポーネントに必要な空間領域を減らし、フィルタコンポーネントの性能を強化する。

【0070】

フィルタ回路ＦＣの代替的な可能性が図８に示されている。フィルタ機能性の回路構成及び第２のインターフェースの側面にある回路構成は、図７に示すものに対応する。しかしながら、図８に示すコンポーネントは、機械的接続部ＭＣの１つの部品のみを有する。この部品は、抵抗素子Ｒ２とキャパシタンス素子Ｃ３及び／又はＣ４の並列接続部とからなる直列接続部を介して第２の電力線ＰＬ２に電気的に接続される。機械的接続部ＭＣの部品と第１の電力線ＰＬ１との間の接続は、抵抗素子Ｒ１の直列接続と、キャパシタンス素子Ｃ１、Ｃ２の並列接続とを介して確立される。

【0071】

図９及び／又は図１０は、上述のような改良されたＥＭＣフィルタコンポーネントと比較した従来のＥＭＣフィルタコンポーネントの電気的性能を図示している。特に、図９の左上部分は、（曲線Ａ）差動モード減衰と、（曲線Ｂ）典型的な共通モード減衰とを示している。

【0072】

図９の右上は、フィルタリングされたモータ駆動装置からの典型的なノイズを曲線Ｃで示している。

【0073】

図９の右下部分は、接地電位に関するコモンモードノイズＣＭＮ及び典型的なノイズについての電位間のノイズとしての差動モードノイズＤＭＮをそれぞれ示している。

【0074】

対照的に、図１０の左上は、（曲線Ｄ）差動モード減衰と、最適化されていない接地接続部を伴う共通モード減衰（曲線Ｆ）と、（曲線Ｅ）上述のように改良された接地接続部の共通モード減衰とを示している。

【0075】

図１０の右上部分は、（曲線のピークＧ）フィルタを備えたインバータシステムの典型的なノイズを示している。

【0076】

図１０の右下部分は、ノイズレベルに関する性能の差を図示している。具体的には、４００ＫＨｚの動作周波数で、、改良されたＥＭＣフィルタコンポーネント（曲線Ｉ）は、その直感的ではないが効果的な接地接続部の故に、上述のフィルタのないノイズレベル（曲線Ｈ）と比較して約２０ｄＢだけ減少したノイズレベルを有する。

【符号の説明】

【0077】

Ｃ１、Ｃ２ 第１の電気接続部、第２の電気接続部
ＣＭＮ 共通モードノイズ
ＤＭＮ 差動モードノイズ
ＥＦＣ ＥＭＣフィルタコンポーネント
ＦＣ フィルタ回路
ＧＮＤ 接地への接続部
ＨＶ－、ＨＶ＋ 第１の電位、第２の電位
Ｉ１、１２ 第１のインターフェース、第２のインターフェース
ＭＣ： 機械的接続部
ＭＣ２： 機械的接続部
ＰＬ１、ＰＬ２ フィルタ回路の第１の電力線、第２の電力線
ＳＣ 半導体コンポーネント
Ｙ２ Ｙ２クラス安全コンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【外国語明細書】