1. Oorzaken van EMC en beschermende maatregelen
Bij borstelloze hogesnelheidsmotoren zijn EMC-problemen vaak de focus en moeilijkheidsgraad van het hele project, en het optimalisatieproces van de hele EMC kost veel tijd. Daarom moeten we eerst de oorzaken van EMC-overschrijding van de norm en de bijbehorende optimalisatiemethoden correct herkennen.
EMC-optimalisatie vertrekt hoofdzakelijk vanuit drie richtingen:
- Verbeter de storingsbron
Bij de besturing van snelle borstelloze motoren is de belangrijkste bron van interferentie het aandrijfcircuit dat bestaat uit schakelapparaten zoals MOS en IGBT. Zonder de prestaties van de hogesnelheidsmotor te beïnvloeden, kan het verminderen van de MCU-draaggolffrequentie, het verminderen van de schakelsnelheid van de schakelbuis en het selecteren van de schakelbuis met de juiste parameters EMC-interferentie effectief verminderen.
- Het verkleinen van het koppelpad van de interferentiebron
Het optimaliseren van PCBA-routering en lay-out kan de EMC effectief verbeteren, en het koppelen van lijnen aan elkaar zal grotere interferentie veroorzaken. Probeer vooral bij hoogfrequente signaallijnen te voorkomen dat de sporen lussen vormen en de sporen antennes vormen. Indien nodig kan de afschermingslaag worden vergroot om de koppeling te verminderen.
- Middelen om interferentie te blokkeren
De meest gebruikte bij EMC-verbetering zijn verschillende soorten inductanties en condensatoren, en geschikte parameters worden geselecteerd voor verschillende interferenties. Y-condensator en common-mode-inductantie zijn voor common-mode-interferentie, en X-condensator is voor differentiële-mode-interferentie. De magnetische inductiering is ook verdeeld in een magnetische ring met hoge frequentie en een magnetische ring met lage frequentie, en indien nodig moeten twee soorten inductanties tegelijkertijd worden toegevoegd.
2. EMC-optimalisatiegeval
Bij de EMC-optimalisatie van een borstelloze motor van 100.000 tpm van ons bedrijf volgen hier enkele belangrijke punten waarvan ik hoop dat ze voor iedereen nuttig zullen zijn.
Om de motor een hoge snelheid van honderdduizend omwentelingen te laten bereiken, wordt de initiële draaggolffrequentie ingesteld op 40 kHz, wat twee keer zo hoog is als bij andere motoren. In dit geval zijn andere optimalisatiemethoden er niet in geslaagd de EMC effectief te verbeteren. De frequentie wordt teruggebracht tot 30 KHZ en het aantal MOS-schakeltijden wordt met 1/3 verminderd voordat er een significante verbetering optreedt. Tegelijkertijd werd ontdekt dat de Trr (reverse recovery time) van de omgekeerde diode van de MOS invloed heeft op de EMC, en er werd gekozen voor een MOS met een snellere omgekeerde hersteltijd. De testgegevens zijn zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. De marge van 500 kHz ~ 1 MHz is met ongeveer 3 dB toegenomen en de piekgolfvorm is afgevlakt:
Door de speciale lay-out van de PCBA zijn er twee hoogspanningslijnen die gebundeld moeten worden met andere signaallijnen. Nadat de hoogspanningslijn is gewijzigd naar een twisted pair, is de onderlinge interferentie tussen de leidingen veel kleiner. De testgegevens zijn zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding en de 24MHZ-marge is met ongeveer 3 dB toegenomen:
In dit geval worden twee common-mode-inductoren gebruikt, waarvan er één een laagfrequente magnetische ring is, met een inductantie van ongeveer 50 mH, wat de EMC aanzienlijk verbetert in het bereik van 500 KHZ ~ 2 MHz. De andere is een hoogfrequente magnetische ring, met een inductie van ongeveer 60uH, die de EMC aanzienlijk verbetert in het bereik van 30 MHz ~ 50 MHz.
De testgegevens van de laagfrequente magnetische ring worden weergegeven in de onderstaande afbeelding en de totale marge wordt met 2 dB vergroot in het bereik van 300 KHZ ~ 30 MHz:
De testgegevens van de hoogfrequente magnetische ring worden weergegeven in de onderstaande afbeelding en de marge is met meer dan 10 dB vergroot:
Ik hoop dat iedereen meningen kan uitwisselen en kan brainstormen over EMC-optimalisatie, en de beste oplossing kan vinden door continu te testen.
Posttijd: 07-jun-2023