EMC-OPTIMERING AV HÖGHASTIGHETS BORSTLÖS MOTOR

1. Orsaker till EMC och skyddsåtgärder

I höghastighetsborstlösa motorer är EMC-problem ofta fokus och svårighetsgrad för hela projektet, och optimeringsprocessen för hela EMC tar mycket tid. Därför måste vi först känna igen orsakerna till att EMC överskrider standarden och motsvarande optimeringsmetoder.

EMC-optimering börjar huvudsakligen från tre riktningar:

• Förbättra störningskällan

Vid styrning av höghastighetsborstlösa motorer är den viktigaste störningskällan drivkretsen som består av omkopplingsenheter som MOS och IGBT. Utan att påverka höghastighetsmotorns prestanda, reducering av MCU-bärvågsfrekvensen, reducering av kopplingshastigheten för kopplingsröret och val av kopplingsrör med lämpliga parametrar kan effektivt minska EMC-störningar.

• Minska kopplingsvägen för störkällan

Optimering av PCBA-routing och layout kan effektivt förbättra EMC, och koppling av linjer till varandra kommer att orsaka större störningar. Särskilt för högfrekventa signallinjer, försök att undvika att spåren bildar slingor och de spårbildande antennerna. Om nödvändigt kan öka skärmskiktet för att minska kopplingen.

• Medel för att blockera störningar

Det vanligaste vid EMC-förbättring är olika typer av induktanser och kondensatorer, och lämpliga parametrar väljs för olika störningar. Y kondensator och common mode induktans är för common mode interferens, och X kondensator är för differential mode interferens. Den magnetiska induktansringen är också uppdelad i en högfrekvent magnetisk ring och en lågfrekvent magnetisk ring, och två typer av induktanser måste läggas till samtidigt vid behov.

2. EMC-optimeringsväska

I EMC-optimeringen av en 100 000-rpm borstlös motor från vårt företag, här är några nyckelpunkter som jag hoppas kommer att vara till hjälp för alla.

För att få motorn att nå en hög hastighet på hundra tusen varv är den initiala bärfrekvensen inställd på 40KHZ, vilket är dubbelt så högt som andra motorer. I det här fallet har andra optimeringsmetoder inte kunnat effektivt förbättra EMC. Frekvensen reduceras till 30KHZ och antalet MOS-omkopplingstider reduceras med 1/3 innan det sker en betydande förbättring. Samtidigt fann man att Trr (omvänd återhämtningstid) för den omvända dioden i MOS har en inverkan på EMC, och en MOS med en snabbare omvänd återhämtningstid valdes. Testdata är som visas i figuren nedan. Marginalen på 500KHZ~1MHZ har ökat med cirka 3dB och spikvågformen har plattats ut:

På grund av PCBA:s speciella layout finns det två högspänningsledningar som måste buntas ihop med andra signalledningar. Efter att högspänningsledningen har ändrats till ett tvinnat par är den ömsesidiga interferensen mellan ledningarna mycket mindre. Testdata är som visas i figuren nedan, och 24MHZ-marginalen har ökat med cirka 3dB:

I det här fallet används två common-mode induktorer, varav en är en lågfrekvent magnetisk ring, med en induktans på cirka 50mH, vilket avsevärt förbättrar EMC i intervallet 500KHZ~2MHZ. Den andra är en högfrekvent magnetisk ring, med en induktans på cirka 60uH, vilket avsevärt förbättrar EMC i intervallet 30MHZ~50MHZ.

Testdata för den lågfrekventa magnetiska ringen visas i figuren nedan, och den totala marginalen ökas med 2dB i intervallet 300KHZ~30MHZ:

Testdata för den högfrekventa magnetiska ringen visas i figuren nedan, och marginalen ökas med mer än 10dB:

Jag hoppas att alla kan utbyta åsikter och brainstorma om EMC-optimering, och hitta den bästa lösningen i kontinuerlig testning.