OTIMIZAÇÃO EMC DE MOTOR SEM ESCOVAS DE ALTA VELOCIDADE

1. Causas de EMC e medidas de proteção

Em motores sem escovas de alta velocidade, os problemas de EMC costumam ser o foco e a dificuldade de todo o projeto, e o processo de otimização de toda a EMC leva muito tempo. Portanto, precisamos primeiro identificar corretamente as causas da EMC que excedem os padrões e os métodos de otimização correspondentes.

A otimização da EMC começa principalmente em três direções:

• Melhore a fonte de interferência

No controle de motores sem escovas de alta velocidade, a fonte mais importante de interferência é o circuito de acionamento composto por dispositivos de comutação como MOS e IGBT. Sem afetar o desempenho do motor de alta velocidade, reduzir a frequência portadora do MCU, reduzir a velocidade de comutação do tubo de comutação e selecionar o tubo de comutação com parâmetros apropriados pode reduzir efetivamente a interferência EMC.

• Reduzindo o caminho de acoplamento da fonte de interferência

Otimizar o roteamento e o layout do PCBA pode melhorar efetivamente a EMC, e o acoplamento das linhas entre si causará maior interferência. Especialmente para linhas de sinal de alta frequência, tente evitar que os traços formem loops e antenas. Se necessário, aumente a camada de blindagem para reduzir o acoplamento.

• Meios de bloqueio de interferência

Os mais comumente utilizados no aprimoramento da EMC são vários tipos de indutâncias e capacitores, e os parâmetros adequados são selecionados para diferentes interferências. O capacitor Y e a indutância de modo comum são para interferência de modo comum, e o capacitor X é para interferência de modo diferencial. O anel magnético de indutância também é dividido em um anel magnético de alta frequência e um anel magnético de baixa frequência, e dois tipos de indutâncias precisam ser adicionados simultaneamente, quando necessário.

2. Caso de otimização de EMC

Na otimização de EMC de um motor sem escovas de 100.000 rpm da nossa empresa, aqui estão alguns pontos-chave que espero que sejam úteis a todos.

Para que o motor atinja uma alta velocidade de cem mil rotações, a frequência portadora inicial é definida para 40 KHz, que é o dobro da de outros motores. Nesse caso, outros métodos de otimização não conseguiram melhorar efetivamente a EMC. A frequência é reduzida para 30 KHz e o número de tempos de comutação do MOS é reduzido em 1/3 antes que haja uma melhora significativa. Ao mesmo tempo, verificou-se que o Trr (tempo de recuperação reversa) do diodo reverso do MOS tem impacto na EMC, e um MOS com tempo de recuperação reversa mais rápido foi selecionado. Os dados de teste são mostrados na figura abaixo. A margem de 500 KHz a 1 MHz aumentou em cerca de 3 dB e a forma de onda de pico foi achatada:

Devido ao layout especial da placa de circuito impresso (PCB), existem duas linhas de alta tensão que precisam ser interligadas a outras linhas de sinal. Após a conversão da linha de alta tensão para um par trançado, a interferência mútua entre os fios é muito menor. Os dados de teste são mostrados na figura abaixo, e a margem de 24 MHz aumentou cerca de 3 dB:

Neste caso, são utilizados dois indutores de modo comum, sendo um anel magnético de baixa frequência, com indutância de cerca de 50 mH, que melhora significativamente a CEM na faixa de 500 kHz a 2 MHz. O outro é um anel magnético de alta frequência, com indutância de cerca de 60 uH, que melhora significativamente a CEM na faixa de 30 MHz a 50 MHz.

Os dados de teste do anel magnético de baixa frequência são mostrados na figura abaixo, e a margem geral é aumentada em 2dB na faixa de 300KHZ~30MHZ:

Os dados de teste do anel magnético de alta frequência são mostrados na figura abaixo, e a margem é aumentada em mais de 10dB:

Espero que todos possam trocar opiniões e fazer um brainstorming sobre otimização de EMC e encontrar a melhor solução em testes contínuos.