高速無刷電機(jī)的EMC整改優(yōu)化淺析
1、 EMC的產(chǎn)生原因及防護(hù)手段
在高速無刷電機(jī)中，EMC的問題往往是整個項(xiàng)目的重點(diǎn)及難點(diǎn)，從開始整改到整改結(jié)束需要花費(fèi)大量的時間，因此我們需要正確的認(rèn)識到EMC超標(biāo)的原因以及其對應(yīng)的整改方法。EMC整改主要從三個方向出發(fā)：
改善干擾源
在高速無刷電機(jī)控制中，最主要的干擾源就是由MOS、IGBT等開關(guān)器件組成的驅(qū)動電路。在不影響高速電機(jī)性能的情況下，減小MCU載波頻率，降低開關(guān)管的開關(guān)速度，選擇合適參數(shù)的開關(guān)管，均可以有效的降低EMC干擾。
減少干擾源的耦合路徑
優(yōu)化PCBA的走線、布局可以有效的改善EMC，線路相互耦合會產(chǎn)生更大的干擾。特別是高頻信號線，應(yīng)盡量避免走線形成環(huán)路，避免走線形成天線，有必要時可以增加屏蔽層，將耦合的產(chǎn)生減少。
封堵干擾的手段
EMC改善中最常用的就是各類電感與電容了，針對不同的干擾選用合適的參數(shù)。Y電容與共摸電感針對共摸干擾，X電容針對差模干擾。在電感磁環(huán)中也分為高頻磁環(huán)與低頻磁環(huán)，必要時需要同時加上兩種電感。
2、 整改案例分享
在力輝電機(jī)的一款十萬轉(zhuǎn)無刷電機(jī)的EMC整改中，在此分享一些關(guān)鍵點(diǎn)，希望對大家有所幫助。為讓電機(jī)達(dá)到十萬轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速，初始設(shè)置的載波頻率為40KHZ，相較于其他電機(jī)，頻率高了一倍。在這個情況下其他整改方法始終無法有效的改善EMC，將頻率降至30KHZ并且將MOS的開關(guān)次數(shù)降低1/3后才有明顯的改善。同時發(fā)現(xiàn)MOS的反向二極管的Trr（反向恢復(fù)時間）對EMC有影響，選用了更快反向恢復(fù)時間的MOS。測試數(shù)據(jù)如下圖，500KHZ~1MHZ余量增加了約3dB且尖峰波形有所平緩：
因PCBA的特殊布局，在其中有兩根高壓的電源線需要與其他信號線捆綁在一起，將高壓線改為雙絞線后，引線之間的相互干擾小了很多。測試數(shù)據(jù)如下圖，24MHZ余量增加了約3dB：
在此案例中使用了兩顆共摸電感，其中一顆為低頻磁環(huán)，感量大約50mH，對500KHZ~2MHZ區(qū)間內(nèi)的EMC改善明顯。另一顆為高頻磁環(huán)，感量約為60uH，對30MHZ~50MHZ區(qū)間內(nèi)的EMC改善明顯。
低頻磁環(huán)的測試數(shù)據(jù)如下圖，在300KHZ~30MHZ范圍內(nèi)整體的余量增加2dB：
高頻磁環(huán)的測試數(shù)據(jù)如下圖，余量增加10dB以上：
在EMC整改優(yōu)化上需要不斷嘗試和測試才能找到最好的解決方案。
