1. Causas de EMC y medidas de protección.
En los motores sin escobillas de alta velocidad, los problemas de EMC suelen ser el foco y la dificultad de todo el proyecto, y el proceso de optimización de todo el EMC lleva mucho tiempo. Por lo tanto, primero debemos reconocer correctamente las causas por las que EMC excede el estándar y los métodos de optimización correspondientes.
La optimización de EMC comienza principalmente desde tres direcciones:
- Mejorar la fuente de interferencia.
En el control de motores sin escobillas de alta velocidad, la fuente de interferencia más importante es el circuito de accionamiento compuesto por dispositivos de conmutación como MOS e IGBT. Sin afectar el rendimiento del motor de alta velocidad, reducir la frecuencia portadora de la MCU, reducir la velocidad de conmutación del tubo de conmutación y seleccionar el tubo de conmutación con los parámetros adecuados puede reducir eficazmente la interferencia EMC.
- Reducir la ruta de acoplamiento de la fuente de interferencia
La optimización del enrutamiento y el diseño de PCBA puede mejorar efectivamente la EMC, y el acoplamiento de líneas entre sí causará una mayor interferencia. Especialmente para líneas de señal de alta frecuencia, trate de evitar que las trazas formen bucles y las trazas formen antenas. Si es necesario, se puede aumentar la capa protectora para reducir el acoplamiento.
- Medios para bloquear la interferencia.
Los más comúnmente utilizados en la mejora de EMC son varios tipos de inductancias y condensadores, y se seleccionan parámetros adecuados para diferentes interferencias. El condensador Y y la inductancia de modo común son para interferencia de modo común y el condensador X es para interferencia de modo diferencial. El anillo magnético de inductancia también se divide en un anillo magnético de alta frecuencia y un anillo magnético de baja frecuencia, y es necesario agregar dos tipos de inductancias al mismo tiempo cuando sea necesario.
2. Caso de optimización de EMC
En la optimización EMC de un motor sin escobillas de 100.000 rpm de nuestra empresa, aquí hay algunos puntos clave que espero sean de ayuda para todos.
Para que el motor alcance una velocidad alta de cien mil revoluciones, la frecuencia portadora inicial se establece en 40 KHZ, que es el doble que la de otros motores. En este caso, otros métodos de optimización no han podido mejorar eficazmente la EMC. La frecuencia se reduce a 30 KHZ y el número de tiempos de conmutación MOS se reduce en 1/3 antes de que haya una mejora significativa. Al mismo tiempo, se descubrió que el Trr (tiempo de recuperación inversa) del diodo inverso del MOS tiene un impacto en la EMC, y se seleccionó un MOS con un tiempo de recuperación inversa más rápido. Los datos de la prueba se muestran en la siguiente figura. El margen de 500 KHZ ~ 1 MHZ ha aumentado aproximadamente 3 dB y la forma de onda de pico se ha aplanado:
Debido al diseño especial de la PCBA, hay dos líneas de alimentación de alto voltaje que deben agruparse con otras líneas de señal. Después de que la línea de alto voltaje se cambia a un par trenzado, la interferencia mutua entre los cables es mucho menor. Los datos de la prueba se muestran en la siguiente figura y el margen de 24 MHZ ha aumentado aproximadamente 3 dB:
En este caso, se utilizan dos inductores de modo común, uno de los cuales es un anillo magnético de baja frecuencia, con una inductancia de aproximadamente 50 mH, lo que mejora significativamente la EMC en el rango de 500 KHZ ~ 2 MHZ. El otro es un anillo magnético de alta frecuencia, con una inductancia de aproximadamente 60uH, que mejora significativamente la EMC en el rango de 30MHZ~50MHZ.
Los datos de prueba del anillo magnético de baja frecuencia se muestran en la siguiente figura y el margen general aumenta en 2 dB en el rango de 300 KHZ ~ 30 MHZ:
Los datos de prueba del anillo magnético de alta frecuencia se muestran en la siguiente figura y el margen aumenta en más de 10 dB:
Espero que todos puedan intercambiar opiniones e intercambiar ideas sobre la optimización de EMC y encontrar la mejor solución mediante pruebas continuas.
Hora de publicación: 07-jun-2023