EP2724452A1 - Band attenuation filter - Google Patents

Band attenuation filter

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Publication number
EP2724452A1
EP2724452A1 EP12728593.0A EP12728593A EP2724452A1 EP 2724452 A1 EP2724452 A1 EP 2724452A1 EP 12728593 A EP12728593 A EP 12728593A EP 2724452 A1 EP2724452 A1 EP 2724452A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
motor
attenuator
band
impedance
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12728593.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pierre PILARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes dEssuyage SAS
Original Assignee
Valeo Systemes dEssuyage SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes dEssuyage SAS filed Critical Valeo Systemes dEssuyage SAS
Publication of EP2724452A1 publication Critical patent/EP2724452A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/02—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for suppression of electromagnetic interference
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/02—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for suppression of electromagnetic interference
    • H02K11/026—Suppressors associated with brushes, brush holders or their supports
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H1/0007—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network of radio frequency interference filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115—Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/42—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns
    • H03H7/425—Balance-balance networks
    • H03H7/427—Common-mode filters

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic emission band attenuator / eliminator filter for a brush DC motor.
  • DC motors used for the equipment of motor vehicles comprise a commutator rotating on the sectors of which brushes in contact with these sectors allow the supply of the armature and the drive. of the motor.
  • transient phenomena are generators of noise and / or interference, which can be analyzed in pulses with an erratic harmonic frequency structure, at very high frequency, but with a high amplitude level, in particular when switching the contact of the brushes. on the successive sectors of the collector.
  • this type of filter makes it possible to obtain a suitable attenuation of the parasites and / or the interference for frequencies whose harmonic components are lower than approximately 100 MHz.
  • Another solution as described by the application EP 336 530, consists, for example, in providing an HF band filtering by an HF circuit and a BF band filtering by a BF circuit.
  • the present invention aims to overcome the drawbacks of electromagnetic emission filtering solutions of DC motors of the prior art by implementing a single band filtering structure in a frequency range between 60 MHz and 1.5 GHz.
  • Another object of the present invention is furthermore the implementation of an electromagnetic emission band attenuator / eliminator filter for a brush DC motor which is fully compatible with current EMC filters and which can therefore be added in cascade. and / or integrated with these.
  • the electromagnetic emissions band attenuator / eliminator filter for a brushed DC motor which is the subject of the invention, is more particularly intended for windscreen wiper motors. It is remarkable in that it comprises at least one gamma filter with capacitive / reactive impedance intended to be connected between the positive motor supply input, the negative motor supply input and the negative terminal of the motor. battery, the capacitive impedance being intended to be connected between the negative motor supply input and the positive motor supply input, and a reactive impedance intended to be connected in series between the positive motor supply input and the positive terminal of the battery.
  • the band attenuator / eliminator filter object of the invention is remarkable in that the reactive impedances have an impedance greater than 100 ohms in a frequency band between 60 MHz and 1.5 GHz.
  • the band attenuator / eliminator filter object of the invention is also remarkable in that the capacitive impedance consists of a capacitor with capacitance between 1 pF and 500 nF, preferably between 5 and 10 pF.
  • the attenuator / band eliminator filter which is the subject of the invention, is also remarkable in that it furthermore comprises a capacitive impedance connected in shunt across the free terminals of the reactive impedances, to form a symmetrical closed filtering cell formed of a first gamma filter constituted by the gamma filter and a second gamma filter, mounted opposite the first gamma filter, and formed by the series reactive impedance and the capacitive impedance connected to the first gamma filter; shunt.
  • the attenuator / band eliminator filter, object of the invention is also remarkable in that the capacitive impedance connected in shunt is constituted by a capacitive impedance capacitance of between 1 pF and 500 nF.
  • the attenuator / band eliminator filter, object of the invention is also remarkable in that the capacitive impedance connected in shunt is formed by a first and a second capacitor, connected in series and whose midpoint is intended to be connected to the ground potential of the motor.
  • the attenuator / band eliminator filter, object of the invention is remarkable in that the first and second capacitors connected in series are constituted by a capacitor of the same electrical capacitance.
  • the attenuator / band eliminator filter according to a particular embodiment is characterized in that this filter is connected between the positive and negative motor supply terminals and the positive and negative supply terminals of the battery, this attenuator / band eliminator filter being inserted between the electromagnetic compatibility filter integrated in the motor and the battery pack.
  • the band attenuator / eliminator, subject of the invention, according to another advantageous embodiment is remarkable in that this filter is inserted, in the aftermarket, between the electromagnetic compatibility filter integrated into the motor and the battery pack. .
  • the band attenuator / eliminator filter which is the subject of the invention, is remarkable in that at least one reactive impedance is constituted by a self-inductance core with a ferrite core.
  • the attenuator / band eliminator filter which is the subject of the invention is remarkable in that at least one capacitor is of the ceramic capacitor type.
  • the attenuator / band eliminator filter according to the invention thus finds application in the equipment of DC motors with brushes for motor vehicles, in particular windscreen wiper motors.
  • the invention therefore also covers a brush DC motor comprising an attenuator / band eliminator filter according to any one of the preceding definitions, and the use of such a motor in a motor vehicle, in particular as a motor for a motor. 'wiper.
  • the attenuator / band eliminator filter for electromagnetic emissions for brush DC motor object of the invention, will be better understood from reading the description and from the following drawings, in which:
  • FIG. 1 represents, by way of illustration, the electrical diagram of an attenuator / band eliminator filter for electromagnetic emissions for a brush DC motor, in accordance with the subject of the present invention
  • FIG. 2 represents, by way of illustration, a variant of non-limiting preferential implementation of the band attenuator / eliminator filter object of the invention
  • FIG. 3 represents, by way of illustration, the frequency spectrum of the supply voltage taken at the motor supply terminals of a DC motor equipped with a conventional electromagnetic compatibility filter, in the absence of the attenuator filter. band eliminator object of the present invention
  • FIG. 4 represents, by way of illustration, the frequency spectrum of the supply voltage taken at the motor supply terminals of a DC motor equipped not only with a conventional electromagnetic compatibility filter, but also with a band attenuator / band eliminator object of the present invention.
  • the band attenuator / eliminator filter comprises at least one gamma filter, with reference to the Greek letter ⁇ and denoted G, with capacitive impedance C1 / reactive L1 , which is intended to be connected, as shown in the aforementioned figure, between the negative motor supply input M -, the positive motor supply input M + and the negative terminal of the battery B-.
  • the capacitive impedance C1 is thus intended to be connected in parallel between the positive motor supply input M + and the negative supply input.
  • M- motor and the reactive impedance L1 is intended to be connected between the motor negative power input M- and the negative terminal of the battery B-.
  • the electromagnetic compatibility filter FEMC comprises, in a conventional manner, a capacitor C0 and two reactive impedances L01.L02 inserted between the positive motor supply terminals M + and negative M- and the motor M.
  • the band attenuator / eliminator filter object of the invention comprises a reactive impedance L2 intended to be connected in series between the positive motor supply input M + and the positive terminal of battery B +.
  • gamma filter is, by convention, defined with respect to the direction of the current I delivered by the battery, the capacitive impedance C1 and the reactive impedance L1 being deemed to constitute the gamma filter G mentioned above.
  • the addition of the reactive impedance L2 in series on the supply line by the positive supply terminal B + of the battery makes it possible to balance the attenuation of the average level of the pulses of the switching transients of the brushes on the sectors of the battery. manifold on the two motor supply lines connected to the positive B + and negative B- terminals of the battery.
  • the capacitive impedance C1 makes it possible to reduce the peak amplitude of the pulses and thus improves the rejection ratio of the filter in common mode.
  • the reactive impedances L1 and L2 advantageously have an impedance greater than 100 ohms in the frequency band between 60 MHz and 1.5 GHz.
  • the capacitive impedance C1 is constituted by a ceramic capacitor type capacitor of capacitance between 1 pF and 500 nF.
  • the reactive impedances L1 and L2 are preferably constituted by inductance inductors with a ferrite core.
  • the band attenuator / eliminator filter, object of the invention further comprises a capacitive impedance C2 shunt connected to the free terminals reactive impedances L1 and L2, terminals not connected to the capacitive impedance C1, to form a symmetrical closed filtering cell formed of a first gamma filter G1, constituted by the gamma filter G of FIG. 1, and a second filter in G2 gamma, mounted head to tail vis-à-vis the first gamma filter G1, and formed by the series reactive impedance L2 and capacitive impedance C2 connected shunt.
  • a capacitive impedance C2 shunt connected to the free terminals reactive impedances L1 and L2, terminals not connected to the capacitive impedance C1, to form a symmetrical closed filtering cell formed of a first gamma filter G1, constituted by the gamma filter G of FIG. 1, and a second filter in G2 gamma, mounted head to tail vis
  • the capacitive impedance C2 connected in shunt is constituted by a capacitor, ceramic capacitor type, capacitance between 5 and 10 pF.
  • the capacitive impedance C2 is formed by a first C21 and a second capacitor C22 connected in series, whose midpoint is intended to be connected to the ground potential of the motor.
  • the first C21 and the second C22 capacitive impedance are constituted by a ceramic capacitor of the same electrical capacitance.
  • the first gamma filter G1 and the second gamma filter G2 constituting the symmetrical closed structure constituting the attenuator / band eliminator filter F of the invention play essentially the same role. with respect to the negative motor supply line M-, B- respectively positive M +, B +.
  • this symmetrical structure is also symmetrical with respect to the earth potential of the motor, due to the mid-point structure of the capacitive impedance C2 connected in shunt. The connection of this midpoint to the ground potential of the motor makes it possible to improve the common mode rejection ratio of the attenuator / band eliminator filter object of the invention.
  • the abscissa axis is graduated in frequencies, from 200 MHz to 1 GHz, attenuation or emission elimination band.
  • electromagnetic F band eliminator filter object of the invention and the y-axis is graduated in dBpV / m amplitude value the motor supply voltage.
  • the recording curve I represents the measurement of the electric field with an amplitude peak detector and the curve II represents the measurement of the electric field with a mean value detector, in the absence of attenuator filter.
  • the attenuator / band eliminator F object of the invention can be directly integrated into the electromagnetic compatibility filter case FEMC and thus directly installed on any engine intended to equip a motor vehicle in first gear. mounted.
  • the attenuator / band-eliminator filter F of the invention can also be inserted between the positive M + and negative M motor supply terminals and the positive B + and negative B-terminals of the battery, in the aftermarket, on engines such as wiper motors, existing vehicles, already in circulation.

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Abstract

The invention relates to a band attenuation/elimination filter (F) for the electromagnetic emissions of a DC motor having brushes. Said filter comprises at least one gamma filter (G) having capacitive (C1)/reactive (L1) impedance components, which is to be connected between the positive power supply input (M+) of the motor, the negative power supply input (M-) of the motor, and the negative terminal of the battery (B-). The capacitive impedance component (C1) is to be connected between the negative power supply input (M-) of the motor and the positive power supply input (M+) of the motor. A reactive impedance component (L2) is provided and is to be connected in series between the positive power supply input (M+) of the motor and the positive terminal of the battery (B+). The invention can be used for windshield-wiper motors for motor vehicles.

Description

Filtre atténuateur de bande  Band attenuator filter
L'invention est relative à un filtre atténuateur/éliminateur de bande des émissions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais. The invention relates to an electromagnetic emission band attenuator / eliminator filter for a brush DC motor.
Les moteurs à courant continu utilisés pour l'équipement des véhicules automobiles, notamment les moteurs d'essuie-glaces, comportent un collecteur tournant sur les secteurs duquel des balais en contact avec ces secteurs permettent l'alimentation de l'induit et l'entraînement du moteur.  DC motors used for the equipment of motor vehicles, in particular wiper motors, comprise a commutator rotating on the sectors of which brushes in contact with these sectors allow the supply of the armature and the drive. of the motor.
Au cours du fonctionnement de ce type de moteur, le contact des balais sur les secteurs discrets successifs du collecteur provoque des phénomènes transitoires de commutation, lors de la commutation du contact électrique successif des balais avec les secteurs discrets du collecteur tournant.  During the operation of this type of motor, the contact of the brushes on successive discrete sectors of the collector causes transient switching phenomena, when switching the successive electrical contact of the brushes with the discrete sectors of the rotating collector.
Ces phénomènes transitoires sont générateurs de parasites et/ou d'interférences, lesquels peuvent être analysés en des impulsions à structure fréquentielle harmonique erratique, à très haute fréquence, mais de niveau d'amplitude élevé, en particulier lors de la commutation du contact des balais sur les secteurs successifs du collecteur.  These transient phenomena are generators of noise and / or interference, which can be analyzed in pulses with an erratic harmonic frequency structure, at very high frequency, but with a high amplitude level, in particular when switching the contact of the brushes. on the successive sectors of the collector.
Ces parasites et/ou interférences se propagent sans grande difficulté sur les lignes d'alimentation et/ou de transmission de signaux du véhicule automobile.  These parasites and / or interference propagate without great difficulty on the supply lines and / or signal transmission of the motor vehicle.
En cela, ils apparaissent préjudiciables non seulement au confort des utilisateurs du véhicule, lorsque ces parasites et/ou interférences se propagent, par exemple, sur les circuits audio d'un récepteur radiofréquence du véhicule, mais également au bon fonctionnement, voire à la sécurité, du véhicule, lorsque ces derniers se propagent sur les lignes de commande, de contrôle ou de régulation des organes du véhicule, tels que notamment les organes de contrôle de vitesse et/ou de freinage.  In this, they appear detrimental not only to the comfort of the users of the vehicle, when these parasites and / or interference spread, for example, on the audio circuits of a radio frequency receiver of the vehicle, but also to the proper functioning, or even to safety , of the vehicle, when the latter propagate on the control lines, control or regulation of the vehicle components, such as in particular the speed and / or braking control members.
Ces parasites et/ou interférences sont en outre préjudiciables au bon fonctionnement des circuits mémoire et de calcul embarqués équipant les véhicules automobiles actuels. Parmi les solutions de l'art antérieur utilisées pour réduire le niveau d'amplitude de ces parasites et/ou interférences, on peut citer les filtres EMC, pour Electronic Magnetic Çpmpatibility en anglais, lesquels comportent, habituellement, un système de filtre à inductance/ capacité intercalé entre les bornes de connexion du moteur et les bornes d'alimentation de la batterie. These parasites and / or interferences are also detrimental to the proper functioning of the onboard memory and calculation circuits fitted to current motor vehicles. Among the solutions of the prior art used to reduce the amplitude level of these parasites and / or interference, mention may be made of the EMC filters for Electronic Magnetic Capacity in English, which usually include an inductance filter system. capacitance interposed between the motor terminals and the battery terminals.
Compte tenu des valeurs d'inductances/capacités normalement utilisées, ce type de filtre permet d'obtenir une atténuation convenable des parasites et/ou des interférences pour des fréquences dont les composantes harmoniques sont inférieures à 100 MHz environ.  Taking into account the values of inductances / capacitors normally used, this type of filter makes it possible to obtain a suitable attenuation of the parasites and / or the interference for frequencies whose harmonic components are lower than approximately 100 MHz.
D'autres solutions ont été proposées pour tenter de réduire ou supprimer les parasites et/ou interférences engendrés par le contact des balais sur les secteurs du collecteur dans un moteur à courant continu.  Other solutions have been proposed to try to reduce or eliminate the noise and / or interference generated by the contact of the brushes on the sectors of the collector in a DC motor.
Parmi celles-ci, on a proposé des circuits du type filtre capacitif auxquels sont ajoutées une ou plusieurs diodes. Les diodes introduites ont pour objet d'effectuer essentiellement un écrêtage des impulsions ou pics des signaux parasites et/ou interférences. Une telle solution est par exemple décrite par le brevet US 3 732 285.  Among these, it has been proposed capacitive filter type circuits to which are added one or more diodes. The purpose of the diodes introduced is to essentially cleave the pulses or peaks of the spurious signals and / or interferences. Such a solution is for example described by US Pat. No. 3,732,285.
Une autre solution, telle que décrite par la demande EP 336 530, consiste par exemple à prévoir un filtrage en bande HF par un circuit HF et un filtrage en bande BF par un circuit BF.  Another solution, as described by the application EP 336 530, consists, for example, in providing an HF band filtering by an HF circuit and a BF band filtering by a BF circuit.
Cette solution apparaît complexe à mettre en œuvre et implique la construction et l'implantation de circuits multiples.  This solution appears complex to implement and involves the construction and implementation of multiple circuits.
La présente invention à pour objet de remédier aux inconvénients des solutions de filtrage des émissions électromagnétiques des moteurs à courant continu de l'art antérieur par la mise en œuvre d'une structure de filtrage à bande unique dans une plage de fréquences comprises entre 60 MHz et 1 ,5 GHz.  The present invention aims to overcome the drawbacks of electromagnetic emission filtering solutions of DC motors of the prior art by implementing a single band filtering structure in a frequency range between 60 MHz and 1.5 GHz.
Un autre objet de la présente invention est en outre la mise en œuvre d'un filtre atténuateur/éliminateur de bande des émissions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais totalement compatible avec les filtres EMC actuels et pouvant, en conséquence, être ajouté en cascade et/ou intégré avec ces derniers. Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des émissions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est plus particulièrement destiné aux moteurs d'essuie-glaces. Il est remarquable en ce qu'il comporte au moins un filtre en gamma, à impédance capacitive/réactive, destiné à être connecté entre l'entrée d'alimentation positive moteur, l'entrée d'alimentation négative moteur et la borne négative de la batterie, l'impédance capacitive étant destinée à être connectée entre l'entrée d'alimentation négative moteur et l'entrée d'alimentation positive moteur, et une impédance réactive destinée à être connectée en série entre l'entrée d'alimentation positive moteur et la borne positive de la batterie. Another object of the present invention is furthermore the implementation of an electromagnetic emission band attenuator / eliminator filter for a brush DC motor which is fully compatible with current EMC filters and which can therefore be added in cascade. and / or integrated with these. The electromagnetic emissions band attenuator / eliminator filter for a brushed DC motor, which is the subject of the invention, is more particularly intended for windscreen wiper motors. It is remarkable in that it comprises at least one gamma filter with capacitive / reactive impedance intended to be connected between the positive motor supply input, the negative motor supply input and the negative terminal of the motor. battery, the capacitive impedance being intended to be connected between the negative motor supply input and the positive motor supply input, and a reactive impedance intended to be connected in series between the positive motor supply input and the positive terminal of the battery.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande objet de l'invention, est remarquable en ce que les impédances réactives présentent une impédance supérieure à 100 Ohms dans une bande de fréquences comprises entre 60 MHz et 1 ,5 GHz.  The band attenuator / eliminator filter object of the invention is remarkable in that the reactive impedances have an impedance greater than 100 ohms in a frequency band between 60 MHz and 1.5 GHz.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande objet de l'invention, est également remarquable en ce que l'impédance capacitive est constituée par un condensateur de capacité comprise entre 1 pF et 500 nF, de préférence comprise entre 5 et 10 pF.  The band attenuator / eliminator filter object of the invention is also remarkable in that the capacitive impedance consists of a capacitor with capacitance between 1 pF and 500 nF, preferably between 5 and 10 pF.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, est également remarquable en ce qu'il comporte en outre une impédance capacitive connectée en shunt sur les bornes libres des impédances réactives, pour former une cellule de filtrage fermée symétrique formée d'un premier filtre en gamma constitué par le filtre en gamma et d'un deuxième filtre en gamma, monté tête- bêche vis-à-vis du premier filtre en gamma, et formé par l'impédance réactive série et l'impédance capacitive connectée en shunt.  The attenuator / band eliminator filter, which is the subject of the invention, is also remarkable in that it furthermore comprises a capacitive impedance connected in shunt across the free terminals of the reactive impedances, to form a symmetrical closed filtering cell formed of a first gamma filter constituted by the gamma filter and a second gamma filter, mounted opposite the first gamma filter, and formed by the series reactive impedance and the capacitive impedance connected to the first gamma filter; shunt.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, est également remarquable en ce que l'impédance capacitive connectée en shunt est constituée par une impédance capacitive de capacité comprise entre 1 pF et 500 nF.  The attenuator / band eliminator filter, object of the invention, is also remarkable in that the capacitive impedance connected in shunt is constituted by a capacitive impedance capacitance of between 1 pF and 500 nF.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, est également remarquable en ce que l'impédance capacitive connectée en shunt est formée par un premier et un deuxième condensateur, connectés en série et dont le point milieu est destiné à être connecté au potentiel de masse du moteur. The attenuator / band eliminator filter, object of the invention, is also remarkable in that the capacitive impedance connected in shunt is formed by a first and a second capacitor, connected in series and whose midpoint is intended to be connected to the ground potential of the motor.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, est remarquable en ce que la première et la deuxième capacité connectées en série sont constituées par un condensateur de même capacité électrique.  The attenuator / band eliminator filter, object of the invention, is remarkable in that the first and second capacitors connected in series are constituted by a capacitor of the same electrical capacitance.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, est selon un mode de réalisation particulier remarquable en ce que ce filtre est connecté entre les bornes d'alimentation positive et négative moteur et les bornes d'alimentation positive et négative de la batterie, ce filtre atténuateur/éliminateur de bande étant inséré entre le filtre de compatibilité électromagnétique intégré au moteur et la batterie d'alimentation.  The attenuator / band eliminator filter according to a particular embodiment is characterized in that this filter is connected between the positive and negative motor supply terminals and the positive and negative supply terminals of the battery, this attenuator / band eliminator filter being inserted between the electromagnetic compatibility filter integrated in the motor and the battery pack.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, est selon un mode de réalisation avantageux remarquable en ce que ce filtre est directement intégré au boîtier du filtre de compatibilité électromagnétique.  The attenuator / band eliminator filter, object of the invention, according to a remarkable advantageous embodiment in that this filter is directly integrated into the electromagnetic compatibility filter housing.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, est selon un autre mode de réalisation avantageux remarquable en ce que ce filtre est inséré, en deuxième monte, entre le filtre de compatibilité électromagnétique intégré au moteur et la batterie d'alimentation.  The band attenuator / eliminator, subject of the invention, according to another advantageous embodiment is remarkable in that this filter is inserted, in the aftermarket, between the electromagnetic compatibility filter integrated into the motor and the battery pack. .
Selon un autre mode de réalisation, le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, est remarquable en ce qu'au moins une impédance réactive est constituée par une self inductance à noyau de ferrite.  According to another embodiment, the band attenuator / eliminator filter, which is the subject of the invention, is remarkable in that at least one reactive impedance is constituted by a self-inductance core with a ferrite core.
S e l o n u n encore autre mode de réalisation, le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, est remarquable en ce qu'au moins un condensateur est de type condensateur céramique.  In yet another embodiment, the attenuator / band eliminator filter which is the subject of the invention is remarkable in that at least one capacitor is of the ceramic capacitor type.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande selon l'invention trouve ainsi application à l'équipement des moteurs à courant continu à balais pour véhicules automobiles, notamment aux moteurs d'essuie-glaces.  The attenuator / band eliminator filter according to the invention thus finds application in the equipment of DC motors with brushes for motor vehicles, in particular windscreen wiper motors.
L'invention couvre donc également un moteur à courant continu à balais comprenant un filtre atténuateur/éliminateur de bande selon l'une quelconque des définitions précédentes, et l'utilisation d'un tel moteur dans un véhicule automobile, notamment en tant que moteur d'essuie-glace. Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des émissions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, sera mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après, dans lesquels : The invention therefore also covers a brush DC motor comprising an attenuator / band eliminator filter according to any one of the preceding definitions, and the use of such a motor in a motor vehicle, in particular as a motor for a motor. 'wiper. The attenuator / band eliminator filter for electromagnetic emissions for brush DC motor, object of the invention, will be better understood from reading the description and from the following drawings, in which:
- la figure 1 représente, à titre illustratif, le schéma électrique d'un filtre atténuateur/éliminateur de bande des émissions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, conforme à l'objet de la présente invention ;  FIG. 1 represents, by way of illustration, the electrical diagram of an attenuator / band eliminator filter for electromagnetic emissions for a brush DC motor, in accordance with the subject of the present invention;
la figure 2 représente, à titre illustratif, une variante de mise en œuvre préférentielle non limitative du filtre atténuateur/éliminateur de bande objet de l'invention ;  FIG. 2 represents, by way of illustration, a variant of non-limiting preferential implementation of the band attenuator / eliminator filter object of the invention;
la figure 3 représente, à titre illustratif, le spectre de fréquence de la tension d'alimentation prise aux bornes d'alimentation moteur d'un moteur à courant continu équipé d'un filtre de compatibilité électromagnétique classique, en l'absence du filtre atténuateur/éliminateur de bande objet de la présente invention ;  FIG. 3 represents, by way of illustration, the frequency spectrum of the supply voltage taken at the motor supply terminals of a DC motor equipped with a conventional electromagnetic compatibility filter, in the absence of the attenuator filter. band eliminator object of the present invention;
la figure 4 représente, à titre illustratif, le spectre de fréquence de la tension d'alimentation prise aux bornes d 'alimentation moteur d'un moteur à courant continu équipé non seulement d'un filtre de compatibilité électromagnétique classique, mais également d'un filtre atténuateur/éliminateur de bande objet de la présente invention.  FIG. 4 represents, by way of illustration, the frequency spectrum of the supply voltage taken at the motor supply terminals of a DC motor equipped not only with a conventional electromagnetic compatibility filter, but also with a band attenuator / band eliminator object of the present invention.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des émissions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, sera maintenant décrit en liaison avec la figure 1.  The electromagnetic emissions band attenuator / eliminator filter for brush DC motor, which is the subject of the invention, will now be described with reference to FIG.
En référence à la figure précitée, on indique que le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, comporte au moins un filtre en gamma, en référence à la lettre grecque Γ et noté G, à impédance capacitive C1/ réactive L1 , lequel est destiné à être connecté, ainsi que représentée sur la figure précitée, entre l'entrée d'alimentation négative moteur M -, l'entrée d'alimentation positive moteur M+ et la borne négative de la batterie B-. L'impédance capacitive C1 est ainsi destinée à être connectée en parallèle entre l'entrée d'alimentation positive moteur M+ et l'entrée d'alimentation négative moteur M- et l'impédance réactive L1 est destinée à être connectée entre l'entrée d'alimentation négative moteur M- et la borne négative de la batterie B-. Le filtre de compatibilité électromagnétique FEMC comporte, de manière classique, une capacité C0 et deux impédances réactives L01.L02 insérées entre les bornes d'alimentation moteur positive M+ et négative M- et le moteur M. With reference to the aforementioned figure, it is indicated that the band attenuator / eliminator filter, object of the invention, comprises at least one gamma filter, with reference to the Greek letter Γ and denoted G, with capacitive impedance C1 / reactive L1 , which is intended to be connected, as shown in the aforementioned figure, between the negative motor supply input M -, the positive motor supply input M + and the negative terminal of the battery B-. The capacitive impedance C1 is thus intended to be connected in parallel between the positive motor supply input M + and the negative supply input. M- motor and the reactive impedance L1 is intended to be connected between the motor negative power input M- and the negative terminal of the battery B-. The electromagnetic compatibility filter FEMC comprises, in a conventional manner, a capacitor C0 and two reactive impedances L01.L02 inserted between the positive motor supply terminals M + and negative M- and the motor M.
En outre, ainsi qu'on l'observera sur la figure 1 , le filtre atténuateur/éliminateur de bande objet de l'invention comporte une impédance réactive L2 destinée à être connectée en série entre l'entrée d'alimentation positive moteur M+ et la borne positive de la batterie B+.  In addition, as will be observed in FIG. 1, the band attenuator / eliminator filter object of the invention comprises a reactive impedance L2 intended to be connected in series between the positive motor supply input M + and the positive terminal of battery B +.
La notion de filtre en gamma est, par convention, définie par rapport au sens du courant I délivré par la batterie, l'impédance capacitive C1 et l'impédance réactive L1 étant réputées constituer le filtre en gamma G précité.  The notion of gamma filter is, by convention, defined with respect to the direction of the current I delivered by the battery, the capacitive impedance C1 and the reactive impedance L1 being deemed to constitute the gamma filter G mentioned above.
L'adjonction de l'impédance réactive L2 en série sur la ligne d'alimentation par la borne d'alimentation positive B+ de la batterie permet d'équilibrer l'atténuation du niveau moyen des impulsions des transitoires de commutation des balais sur les secteurs du collecteur sur les deux lignes d'alimentation moteur raccordées aux bornes positive B+ et négative B- de la batterie. L'impédance capacitive C1 permet de réduire l'amplitude crête des impulsions et améliore ainsi le taux de réjection du filtre en mode commun.  The addition of the reactive impedance L2 in series on the supply line by the positive supply terminal B + of the battery makes it possible to balance the attenuation of the average level of the pulses of the switching transients of the brushes on the sectors of the battery. manifold on the two motor supply lines connected to the positive B + and negative B- terminals of the battery. The capacitive impedance C1 makes it possible to reduce the peak amplitude of the pulses and thus improves the rejection ratio of the filter in common mode.
Selon une caractéristique remarquable du filtre atténuateur/éliminateur de bande objet de l'invention, les impédances réactives L1 et L2 présentent avantageusement une impédance supérieure à 100 Ohms dans la bande de fréquences comprises entre 60 MHz et 1 ,5 GHz. L'impédance capacitive C1 est constituée par un condensateur de type condensateur céramique de capacité comprise entre 1 pF et 500 nF. Les impédances réactives L1 et L2 sont de préférence constituées par des selfs inductances à noyau de ferrite.  According to a remarkable characteristic of the band attenuator / eliminator filter object of the invention, the reactive impedances L1 and L2 advantageously have an impedance greater than 100 ohms in the frequency band between 60 MHz and 1.5 GHz. The capacitive impedance C1 is constituted by a ceramic capacitor type capacitor of capacitance between 1 pF and 500 nF. The reactive impedances L1 and L2 are preferably constituted by inductance inductors with a ferrite core.
Le mode de mise en œuvre préférentiel du filtre atténuateur/éliminateur de bande objet de la présente invention est maintenant décrit en liaison avec la fi g u re 2 . E n référence à la figure précitée, on indique que le filtre atténuateur/éliminateur de bande, objet de l'invention, comporte en outre une impédance capacitive C2 connectée en shunt sur les bornes libres les impédances réactives L1 et L2, bornes non connectées à l'impédance capacitive C1 , pour former une cellule de filtrage fermée symétrique formée d'un premier filtre en gamma G1 , constitué par le filtre en gamma G de la figure 1 , et un deuxième filtre en gamma G2, monté tête-bêche vis-à-vis du premier filtre en gamma G1 , et formé par l'impédance réactive série L2 et l'impédance capacitive C2 connectée en shunt. The preferred mode of implementation of the attenuator / band eliminator filter object of the present invention is now described in connection with FIG. 2. Referring to the aforementioned figure, it is indicated that the band attenuator / eliminator filter, object of the invention, further comprises a capacitive impedance C2 shunt connected to the free terminals reactive impedances L1 and L2, terminals not connected to the capacitive impedance C1, to form a symmetrical closed filtering cell formed of a first gamma filter G1, constituted by the gamma filter G of FIG. 1, and a second filter in G2 gamma, mounted head to tail vis-à-vis the first gamma filter G1, and formed by the series reactive impedance L2 and capacitive impedance C2 connected shunt.
L'impédance capacitive C2 connectée en shunt est constituée par un condensateur, de type condensateur céramique, de capacité comprise entre 5 et 10 pF. De préférence, l'impédance capacitive C2 est formée par un premier C21 et un deuxième C22 condensateur connectés en série, dont le point milieu est destiné à être connecté au potentiel de masse du moteur. La première C21 et la deuxième C22 impédance capacitive sont constituées par un condensateur céramique de même capacité électrique.  The capacitive impedance C2 connected in shunt is constituted by a capacitor, ceramic capacitor type, capacitance between 5 and 10 pF. Preferably, the capacitive impedance C2 is formed by a first C21 and a second capacitor C22 connected in series, whose midpoint is intended to be connected to the ground potential of the motor. The first C21 and the second C22 capacitive impedance are constituted by a ceramic capacitor of the same electrical capacitance.
En référence à la figure 2, on comprend que le premier filtre en gamma G1 et le deuxième filtre en gamma G2, constituant la structure fermée symétrique constitutive du filtre atténuateur/éliminateur de bande F objet de l'invention, jouent sensiblement le même rôle vis à vis de la ligne d'alimentation moteur négative M-,B- respectivement positive M+,B+. En outre cette structure symétrique est également symétrique vis à vis du potentiel de masse du moteur, du fait de la structure à point milieu de l'impédance capacitive C2 connectée en shunt. La connexion de ce point milieu au potentiel de masse du moteur permet d'améliorer le taux de réjection en mode commun du filtre atténuateur/éliminateur de bande objet de l'invention.  With reference to FIG. 2, it will be understood that the first gamma filter G1 and the second gamma filter G2 constituting the symmetrical closed structure constituting the attenuator / band eliminator filter F of the invention play essentially the same role. with respect to the negative motor supply line M-, B- respectively positive M +, B +. In addition, this symmetrical structure is also symmetrical with respect to the earth potential of the motor, due to the mid-point structure of the capacitive impedance C2 connected in shunt. The connection of this midpoint to the ground potential of the motor makes it possible to improve the common mode rejection ratio of the attenuator / band eliminator filter object of the invention.
Une évaluation comparative de l'atténuation des inductions parasites ou interférences engendrées par un moteur à courant continu à balais, de type moteur d'essuie-glaces pour véhicules automobiles, équipé d'un filtre de compatibilité électromagnétique, FEMC, en l'absence respectivement en présence d'un filtre F éliminateur de bande conforme à l'objet de la présente invention sera donnée en liaison avec les figures 3 et 4.  A comparative assessment of the attenuation of spurious inductions or interference generated by a DC motor, motor-type wiper motor for motor vehicles, equipped with an electromagnetic compatibility filter, FEMC, in the absence respectively in the presence of a band eliminator F filter according to the subject of the present invention will be given in connection with Figures 3 and 4.
Sur les figures précitées, l'axe des abscisses est gradué en fréquences, de 200 MHz à 1 GHz, bande d'atténuation sinon d'élimination des émissions électromagnétiques du filtre éliminateur de bande F objet de l'invention et l'axe des ordonnées est gradué en dBpV/m valeur d'amplitude la tension d'alimentation moteur. Sur les deux figures, la courbe d'enregistrement I représente la mesure du champ électrique avec un détecteur de pic d'amplitude et la courbe II représente la mesure du champ électrique avec un détecteur de valeur moyenne, en l'absence de filtre atténuateur/éliminateur de bande F, figure 3, respectivement en présence d'un filtre atténuateur/éliminateur de bande F, figure 4. On constate que l'insertion d'un filtre éliminateur de bande F, tel que représenté en figure 2, introduit une réduction de l'ordre de 10 à 25 dB V/m du champ électrique sur les valeurs de pic d'amplitude détectées, courbe I, avec une suppression quasi totale des pics parasites d'amplitude moyenne, courbe II, liés à la rotation du moteur. In the above figures, the abscissa axis is graduated in frequencies, from 200 MHz to 1 GHz, attenuation or emission elimination band. electromagnetic F band eliminator filter object of the invention and the y-axis is graduated in dBpV / m amplitude value the motor supply voltage. In both figures, the recording curve I represents the measurement of the electric field with an amplitude peak detector and the curve II represents the measurement of the electric field with a mean value detector, in the absence of attenuator filter. band eliminator F, FIG. 3, respectively in the presence of an attenuator / band eliminator filter F, FIG. 4. It can be seen that the insertion of a band eliminating filter F, as represented in FIG. on the order of 10 to 25 dB V / m of the electric field on the detected amplitude peak values, curve I, with a quasi-total suppression of the parasitic peaks of average amplitude, curve II, related to the rotation of the motor .
D'une manière générale, on indique enfin que le filtre atténuateur/éliminateur de bande F objet de l'invention peut être directement intégré au boîtier du filtre de compatibilité électromagnétique FEMC et donc directement installé sur tout moteur destiné à équiper un véhicule automobile en première monte. Au contraire, le filtre atténuateur/éliminateur de bande F objet de l'invention peut également être inséré entre les bornes positive M+ et négative M- d'alimentation moteur et les bornes positive B+ et négative B- de la batterie, en deuxième monte, sur des moteurs du type moteurs d'essuie-glaces, de véhicules existants, déjà en circulation.  In general, it is finally indicated that the attenuator / band eliminator F object of the invention can be directly integrated into the electromagnetic compatibility filter case FEMC and thus directly installed on any engine intended to equip a motor vehicle in first gear. mounted. On the other hand, the attenuator / band-eliminator filter F of the invention can also be inserted between the positive M + and negative M motor supply terminals and the positive B + and negative B-terminals of the battery, in the aftermarket, on engines such as wiper motors, existing vehicles, already in circulation.

Claims

REVENDICATIONS
1 / Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande des émissions électromagnétiques pour moteur (M) à courant continu à balais, caractérisé en ce qu'il comporte au moins : 1 / filter (F) attenuator / band eliminator of electromagnetic emissions for brushless DC motor (M), characterized in that it comprises at least:
- un filtre en gamma (G) à impédance capacitive (C1 )/réactive (L1 ) destiné à être connecté entre l'entrée d'alimentation positive moteur (M+), l'entrée d'al imentation négative moteur (M-) et la borne négative de la batterie (B-), l'impédance capacitive (C1 ) étant destinée à être connectée entre l'entrée d'alimentation négative moteur (M-) et l'entrée d'alimentation positive moteur (M+) ;  a gamma filter (G) with capacitive impedance (C1) / reactive (L1) intended to be connected between the positive motor supply input (M +), the negative motor input input (M-) and the negative terminal of the battery (B-), the capacitive impedance (C1) being intended to be connected between the negative motor supply input (M-) and the positive motor supply input (M +);
- une impédance réactive (L2) destinée à être connectée en série entre l'entrée d'alimentation positive moteur (M+) et la borne positive de la batterie (B+).  - a reactive impedance (L2) intended to be connected in series between the positive motor supply input (M +) and the positive terminal of the battery (B +).
21 Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdites impédances réactives (L1 , L2) présentent une impédance supérieure à 100 Ohms dans une bande de fréquences comprises entre 60 MHz et 1 ,5 GHz. 21 attenuator / band eliminator (F) according to claim 1, characterized in that said reactive impedances (L1, L2) have an impedance greater than 100 ohms in a frequency band between 60 MHz and 1.5 GHz.
3/ Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite impédance capacitive (C1 ) est constituée par un condensateur de capacité comprise entre 1 pF et 500 nF. 4/ Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que celui-ci comporte en outre une impédance capacitive (C2) connectée en shunt sur les bornes libres des impédances réactives (L1 , L2), pour former une cellule de filtrage fermée symétrique formée d'un premier filtre en gamma (G1 ), constitué par ledit filtre en gamma (G), et d'un deuxième filtre en gamma (G2), monté tête-bêche vis-à-vis du premier filtre en gamma (G1 ), et formé par ladite impédance réactive série (L2) et ladite impédance capacitive (C2) connectée en shunt. 3 / filter (F) attenuator / band eliminator according to claim 1 or 2, characterized in that said capacitive impedance (C1) is constituted by a capacity capacitor between 1 pF and 500 nF. 4 / filter (F) attenuator / band eliminator according to one of claims 1 to 3, characterized in that it further comprises a capacitive impedance (C2) connected in shunt on the free terminals of the reactive impedances (L1, L2), to form a symmetrical closed filter cell formed of a first gamma filter (G1), constituted by said gamma filter (G), and a second gamma filter (G2), mounted head-to-tail screw to the first gamma filter (G1), and formed by said series reactive impedance (L2) and said capacitive impedance (C2) connected in shunt.
5/ Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite impédance capacitive (C2) connectée en shunt est constituée par une impédance capacitive de capacité comprise entre 1 pF et 500 nF, de préférence comprise entre 5 et 10 pF. 5 / filter (F) attenuator / band eliminator according to claim 4, characterized in that said capacitive impedance (C2) connected in shunt is constituted by a capacitive impedance capacitance of between 1 pF and 500 nF, preferably between 5 and 10 pF.
6 / Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite impédance capacitive (C2) connectée en shunt est formée par un premier (C21 ) et un deuxième (C22) condensateur connectés en série dont, le point milieu est destiné à être connecté au potentiel de masse du moteur. 6 / filter (F) attenuator / band eliminator according to claim 4 or 5, characterized in that said capacitive impedance (C2) connected in shunt is formed by a first (C21) and a second (C22) capacitor connected in series of which , the midpoint is intended to be connected to the ground potential of the motor.
Il Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première (C21 ) et la deuxième capacité (C22) sont constituées par un condensateur de même capacité électrique. It filters (F) attenuator / band eliminator according to claim 6, characterized in that the first (C21) and the second capacitor (C22) are constituted by a capacitor of the same electrical capacitance.
8/ Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit filtre (F) est connecté entre les bornes d'alimentation positive (M+) et négative (M-) moteur et les bornes d'alimentation positive (B+) et négative (B-) de la batterie, ledit filtre (F) é l i m i n ate u r d e ba n d e éta nt i n sé ré e n tre l e fi l tre d e co m pati b i l ité électromagnétique (FEMC) intégré au moteur et la batterie d'alimentation (B). 9/ Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit filtre (F) est directement intégré au boîtier du filtre de compatibilité électromagnétique (FEMC). 8 / filter (F) attenuator / band eliminator according to one of claims 1 to 7, characterized in that said filter (F) is connected between the positive (M +) and negative (M-) motor supply terminals and the positive (B +) and negative (B-) supply terminals of the battery, said filter (F) eliminates the need to be the electromagnetic compatibility filter (FEMC) ) integrated into the motor and the battery pack (B). 9 / filter (F) attenuator / band eliminator according to claim 7, characterized in that said filter (F) is directly integrated in the housing of the electromagnetic compatibility filter (FEMC).
10/ Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit filtre (F) est inséré, en deuxième monte, entre le filtre de compatibilité électromagnétique (FEMC) intégré au moteur et la batterie d'alimentation. 10 / filter (F) attenuator / band eliminator according to claim 7, characterized in that said filter (F) is inserted, in the rear, between the electromagnetic compatibility filter (FEMC) integrated in the engine and the battery Power.
1 1/ Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une impédance réactive (L1 , L2) est constituée par une self inductance à noyau de ferrite. 1 1 / filter (F) attenuator / band eliminator according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one reactive impedance (L1, L2) is constituted by a inductor choke ferrite core.
12/ Filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un condensateur (C1 , C2, C21 , C22) est de type condensateur céramique. 12 / filter (F) attenuator / band eliminator according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one capacitor (C1, C2, C21, C22) is ceramic capacitor type.
13/ Moteur à courant continu à balais, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre (F) atténuateur/éliminateur de bande tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 12. 14/ Utilisation d'un moteur à courant continu à balais tel que défini dans la revendication précédente, dans un véhicule automobile, notamment en tant que moteur d'essuie-glace. 13 / DC motor with brushes, characterized in that it comprises a filter (F) attenuator / band eliminator as defined in any one of claims 1 to 12. 14 / Use of a DC motor brush as defined in the preceding claim, in a motor vehicle, in particular as a wiper motor.
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