EMC OPTIMALIZACE VYSOKORYCHLOSTNÍHO BEZKARTÁLOVÉHO MOTORU

1. Příčiny EMC a ochranná opatření

U vysokorychlostních bezkomutátorových motorů jsou problémy s EMC často středobodem a obtížností celého projektu a proces optimalizace celého EMC zabere spoustu času. Proto musíme nejprve správně rozpoznat příčiny EMC překračující normu a odpovídající optimalizační metody.

Optimalizace EMC začíná hlavně ze tří směrů:

• Vylepšete zdroj rušení

Při řízení vysokorychlostních bezkomutátorových motorů je nejdůležitějším zdrojem rušení obvod pohonu složený ze spínacích zařízení, jako jsou MOS a IGBT. Bez ovlivnění výkonu vysokorychlostního motoru může snížení nosné frekvence MCU, snížení rychlosti spínání spínací trubice a výběr spínací trubice s vhodnými parametry účinně snížit rušení EMC.

• Snížení vazební cesty zdroje rušení

Optimalizace směrování a rozložení PCBA může účinně zlepšit EMC a vzájemné propojení linek způsobí větší rušení. Zejména u vysokofrekvenčních signálových vedení se snažte vyhnout tomu, aby stopy tvořily smyčky a stopy tvořily antény. V případě potřeby lze zvýšit stínící vrstvu, aby se snížila vazba.

• Prostředky blokování rušení

Nejčastěji se při zlepšování EMC používají různé typy indukčností a kondenzátorů a pro různé rušení se volí vhodné parametry. Kondenzátor Y a součinná indukčnost jsou pro běžné rušení a kondenzátor X je pro diferenciální rušení. Indukční magnetický kroužek je také rozdělen na vysokofrekvenční magnetický kroužek a nízkofrekvenční magnetický kroužek a v případě potřeby je třeba přidat dva druhy indukčností současně.

2. Případ optimalizace EMC

Při optimalizaci EMC bezkomutátorového motoru se 100 000 otáčkami za minutu naší společnosti zde jsou některé klíčové body, které, jak doufám, budou užitečné pro každého.

Aby motor dosáhl vysoké rychlosti sto tisíc otáček, je počáteční nosná frekvence nastavena na 40 kHz, což je dvakrát více než u ostatních motorů. V tomto případě nebyly jiné optimalizační metody schopny efektivně zlepšit EMC. Frekvence se sníží na 30KHZ a počet spínacích časů MOS se sníží o 1/3, než dojde k výraznému zlepšení. Současně bylo zjištěno, že Trr (reverse recovery time) reverzní diody MOS má vliv na EMC a byl vybrán MOS s rychlejší reverzní dobou zotavení. Data testu jsou uvedena na obrázku níže. Rozpětí 500 KHZ~1MHZ se zvýšilo asi o 3dB a tvar vlny špičky byl zploštělý:

Kvůli speciálnímu uspořádání PCBA existují dvě vysokonapěťová napájecí vedení, která je třeba spojit s jinými signálovými vedeními. Po změně vedení vysokého napětí na kroucenou dvojlinku je vzájemné rušení mezi vodiči mnohem menší. Testovací data jsou uvedena na obrázku níže a rozpětí 24 MHz se zvýšilo asi o 3 dB:

V tomto případě jsou použity dvě tlumivky se společným režimem, z nichž jedna je nízkofrekvenční magnetický prstenec, s indukčností asi 50 mH, což výrazně zlepšuje EMC v rozsahu 500 KHZ~2MHZ. Druhým je vysokofrekvenční magnetický prstenec s indukčností asi 60uH, který výrazně zlepšuje EMC v rozsahu 30MHZ~50MHZ.

Testovací data nízkofrekvenčního magnetického prstence jsou zobrazena na obrázku níže a celková rezerva se zvýšila o 2dB v rozsahu 300KHZ~30MHZ:

Testovací data vysokofrekvenčního magnetického prstence jsou zobrazena na obrázku níže a rezerva je zvýšena o více než 10 dB:

Doufám, že si každý může vyměňovat názory a brainstorming o optimalizaci EMC a najít nejlepší řešení v neustálém testování.