EMC-OPTIMERING AF HØJHASTIGHEDS BØRSTELØS MOTOR

1. Årsager til EMC og beskyttelsesforanstaltninger

I højhastigheds børsteløse motorer er EMC-problemer ofte fokus og vanskeligheden ved hele projektet, og optimeringsprocessen for hele EMC'en tager lang tid. Derfor er vi nødt til korrekt at identificere årsagerne til, at EMC overskrider standarden, og de tilsvarende optimeringsmetoder først.

EMC-optimering starter primært fra tre retninger:

• Forbedr interferenskilden

Ved styring af højhastigheds børsteløse motorer er den vigtigste kilde til interferens drivkredsløbet, der består af skifteenheder som MOS og IGBT. Uden at påvirke højhastighedsmotorens ydeevne kan reduktion af MCU-bærefrekvensen, reduktion af skifterørets skiftehastighed og valg af skifterør med passende parametre effektivt reducere EMC-interferens.

• Reduktion af koblingsvejen for interferenskilden

Optimering af PCBA-routing og -layout kan effektivt forbedre EMC, og kobling af linjer til hinanden vil forårsage større interferens. Især for højfrekvente signallinjer skal man forsøge at undgå, at spor danner løkker, og spor danner antenner. Om nødvendigt kan afskærmningslaget øges for at reducere koblingen.

• Midler til at blokere interferens

De mest almindeligt anvendte typer induktanser og kondensatorer inden for EMC-forbedring er forskellige typer induktanser og kondensatorer, og der vælges passende parametre til forskellige interferenser. Y-kondensator og common mode-induktans er til common mode-interferens, og X-kondensator er til differential mode-interferens. Induktansmagnetringen er også opdelt i en højfrekvent magnetisk ring og en lavfrekvent magnetisk ring, og to typer induktanser skal tilføjes samtidig, når det er nødvendigt.

2. EMC-optimeringscase

I forbindelse med EMC-optimeringen af en børsteløs motor på 100.000 o/min. i vores virksomhed er her nogle nøglepunkter, som jeg håber vil være nyttige for alle.

For at få motoren til at nå en høj hastighed på hundrede tusinde omdrejninger, er den indledende bærefrekvens indstillet til 40 kHz, hvilket er dobbelt så højt som andre motorers. I dette tilfælde har andre optimeringsmetoder ikke været i stand til effektivt at forbedre EMC. Frekvensen reduceres til 30 kHz, og antallet af MOS-skiftetider reduceres med 1/3, før der er en betydelig forbedring. Samtidig blev det konstateret, at Trr (reverse recovery time) for MOS'ens reverse-diode har en indflydelse på EMC, og en MOS med en hurtigere reverse recovery tid blev valgt. Testdataene er som vist i figuren nedenfor. Marginalen på 500 kHz ~ 1 MHz er steget med ca. 3 dB, og spike-bølgeformen er blevet fladet ud:

På grund af PCBA'ens specielle layout er der to højspændingsledninger, der skal bundtes med andre signalledninger. Når højspændingsledningen er ændret til et parsnoet kabel, er den gensidige interferens mellem ledningerne meget mindre. Testdataene er som vist på figuren nedenfor, og 24MHZ-marginen er steget med omkring 3dB:

I dette tilfælde anvendes to common-mode induktorer, hvoraf den ene er en lavfrekvent magnetisk ring med en induktans på omkring 50 mH, hvilket forbedrer EMC betydeligt i området 500 kHz ~ 2 MHz. Den anden er en højfrekvent magnetisk ring med en induktans på omkring 60 uH, hvilket forbedrer EMC betydeligt i området 30 MHz ~ 50 MHz.

Testdataene for den lavfrekvente magnetiske ring er vist i figuren nedenfor, og den samlede margin er øget med 2dB i området 300KHZ~30MHZ:

Testdataene for den højfrekvente magnetiske ring er vist i figuren nedenfor, og marginen er øget med mere end 10 dB:

Jeg håber, at alle kan udveksle meninger og brainstorme om EMC-optimering og finde den bedste løsning gennem kontinuerlig testning.