การเพิ่มประสิทธิภาพ EMC ของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูง

1. สาเหตุของ EMC และมาตรการป้องกัน

ในมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูง ปัญหา EMC มักเป็นจุดสนใจและความยากลำบากของทั้งโครงการ และกระบวนการปรับให้เหมาะสมของ EMC ทั้งหมดใช้เวลานานมาก ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องทราบสาเหตุของ EMC ที่เกินมาตรฐานและวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องให้ถูกต้องก่อน

การเพิ่มประสิทธิภาพ EMC ส่วนใหญ่เริ่มต้นจากสามทิศทาง:

• ปรับปรุงแหล่งที่มาของการรบกวน

ในการควบคุมมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูง แหล่งที่มาของการรบกวนที่สำคัญที่สุดคือวงจรขับเคลื่อนที่ประกอบด้วยอุปกรณ์สวิตชิ่ง เช่น MOS และ IGBT โดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์ความเร็วสูง ลดความถี่พาหะของ MCU ลดความเร็วในการเปลี่ยนของท่อสวิตชิ่ง และการเลือกท่อสวิตชิ่งด้วยพารามิเตอร์ที่เหมาะสมสามารถลดการรบกวนของ EMC ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• การลดเส้นทางเชื่อมต่อของแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวน

การเพิ่มประสิทธิภาพการกำหนดเส้นทางและเค้าโครง PCBA สามารถปรับปรุง EMC ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และการต่อสายเข้าด้วยกันจะทำให้เกิดการรบกวนมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสายสัญญาณความถี่สูง พยายามหลีกเลี่ยงร่องรอยที่ก่อตัวเป็นลูปและร่องรอยที่ก่อตัวเป็นเสาอากาศ หากจำเป็น สามารถเพิ่มชั้นป้องกันเพื่อลดการมีเพศสัมพันธ์ได้

• วิธีการปิดกั้นการรบกวน

สิ่งที่ใช้กันมากที่สุดในการปรับปรุง EMC คือตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุประเภทต่างๆ และเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับการรบกวนที่แตกต่างกัน ตัวเก็บประจุ Y และการเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปมีไว้สำหรับการรบกวนโหมดทั่วไป และตัวเก็บประจุ X สำหรับการรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียล วงแหวนแม่เหล็กตัวเหนี่ยวนำยังแบ่งออกเป็นวงแหวนแม่เหล็กความถี่สูงและวงแหวนแม่เหล็กความถี่ต่ำ และจำเป็นต้องเพิ่มตัวเหนี่ยวนำสองชนิดในเวลาเดียวกันเมื่อจำเป็น

2. กรณีการเพิ่มประสิทธิภาพ EMC

ในการเพิ่มประสิทธิภาพ EMC ของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านขนาด 100,000 รอบต่อนาทีของบริษัทของเรา ต่อไปนี้คือประเด็นสำคัญบางส่วนที่ฉันหวังว่าจะเป็นประโยชน์กับทุกคน

เพื่อให้มอเตอร์มีความเร็วสูงถึงหนึ่งแสนรอบ ความถี่พาหะเริ่มต้นจึงถูกตั้งค่าไว้ที่ 40KHZ ซึ่งสูงเป็นสองเท่าของมอเตอร์อื่นๆ ในกรณีนี้ วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพอื่นๆ ไม่สามารถปรับปรุง EMC ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความถี่จะลดลงเหลือ 30KHZ และจำนวนครั้งในการสลับ MOS จะลดลง 1/3 ก่อนที่จะมีการปรับปรุงที่สำคัญ ในเวลาเดียวกัน พบว่า Trr (เวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับ) ของไดโอดแบบย้อนกลับของ MOS มีผลกระทบต่อ EMC และเลือก MOS ที่มีเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับที่เร็วกว่า ข้อมูลการทดสอบดังแสดงในรูปด้านล่าง อัตรากำไรขั้นต้นของ 500KHZ~1MHZ เพิ่มขึ้นประมาณ 3dB และรูปคลื่นขัดขวางถูกแบน:

เนื่องจากรูปแบบพิเศษของ PCBA จึงมีสายไฟแรงสูงสองเส้นที่ต้องรวมเข้ากับสายสัญญาณอื่น หลังจากที่สายไฟฟ้าแรงสูงเปลี่ยนเป็นคู่ตีเกลียว การรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างสายนำจะน้อยลงมาก ข้อมูลการทดสอบดังแสดงในรูปด้านล่าง และระยะขอบ 24MHZ เพิ่มขึ้นประมาณ 3dB:

ในกรณีนี้ มีการใช้ตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปสองตัว หนึ่งในนั้นคือวงแหวนแม่เหล็กความถี่ต่ำ โดยมีความเหนี่ยวนำประมาณ 50mH ซึ่งช่วยปรับปรุง EMC ในช่วง 500KHZ~2MHZ อย่างมีนัยสำคัญ อีกอันคือวงแหวนแม่เหล็กความถี่สูงที่มีความเหนี่ยวนำประมาณ 60uH ซึ่งปรับปรุง EMC อย่างมีนัยสำคัญในช่วง 30MHZ~50MHZ

ข้อมูลการทดสอบของวงแหวนแม่เหล็กความถี่ต่ำแสดงในรูปด้านล่าง และระยะขอบโดยรวมเพิ่มขึ้น 2dB ในช่วง 300KHZ~30MHZ:

ข้อมูลการทดสอบของวงแหวนแม่เหล็กความถี่สูงแสดงในรูปด้านล่าง และระยะขอบจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 10dB:

ฉันหวังว่าทุกคนจะสามารถแลกเปลี่ยนความคิดเห็นและระดมความคิดเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพ EMC และค้นหาโซลูชันที่ดีที่สุดในการทดสอบอย่างต่อเนื่อง