1. Causas de la CEM y medidas de protección
En motores sin escobillas de alta velocidad, los problemas de EMC suelen ser el foco y la principal dificultad de todo el proyecto, y su optimización requiere mucho tiempo. Por lo tanto, es fundamental identificar correctamente las causas por las que la EMC supera el estándar y aplicar 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 principal fuente de interferencia es el circuito de accionamiento, compuesto por dispositivos de conmutación como MOS e IGBT. Sin afectar el rendimiento del motor de alta velocidad, la reducción de la frecuencia portadora del MCU, la reducción de la velocidad de conmutación del tubo de conmutación y la selección de un tubo de conmutación con los parámetros adecuados pueden reducir eficazmente la interferencia EMC.
- Reducir la trayectoria de acoplamiento de la fuente de interferencia
Optimizar el enrutamiento y la disposición de las PCBA puede mejorar eficazmente la compatibilidad electromagnética (EMC), ya que el acoplamiento de las líneas entre sí puede causar mayor interferencia. Especialmente en líneas de señal de alta frecuencia, evite que las pistas formen bucles y antenas. Si es necesario, aumente la capa de blindaje para reducir el acoplamiento.
- Medios para bloquear interferencias
Los métodos más comunes para mejorar la compatibilidad electromagnética (EMC) son diversos tipos de inductancias y condensadores, y se seleccionan los parámetros adecuados para diferentes interferencias. El condensador Y y la inductancia de modo común se utilizan para la interferencia de modo común, mientras que el condensador X se utiliza para la interferencia de modo diferencial. El anillo magnético de inductancia también se divide en anillo magnético de alta frecuencia y anillo magnético de baja frecuencia, y se deben añadir dos tipos de inductancia simultáneamente 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 que sean útiles para todos.
Para que el motor alcance una velocidad de cien mil revoluciones, la frecuencia portadora inicial se establece en 40 kHz, el doble de la de otros motores. En este caso, otros métodos de optimización no han logrado mejorar eficazmente la compatibilidad electromagnética (EMC). La frecuencia se reduce a 30 kHz y el número de tiempos de conmutación del MOS se reduce en un tercio antes de observar una mejora significativa. Al mismo tiempo, se observó que el Trr (tiempo de recuperación inversa) del diodo inverso del MOS afecta la EMC, por lo que se seleccionó un MOS con un tiempo de recuperación inversa más rápido. Los datos de prueba se muestran en la figura a continuación. El margen de 500 kHz a 1 MHz aumentó aproximadamente 3 dB y la forma de onda de pico se aplanó.
Debido a la disposición especial de la PCBA, hay dos líneas de alta tensión que deben agruparse con otras líneas de señal. Tras convertir la línea de alta tensión en par trenzado, la interferencia mutua entre los cables es mucho menor. Los datos de prueba se muestran en la figura a continuación, y el margen de 24 MHz ha aumentado aproximadamente 3 dB.
En este caso, se utilizan dos inductores de modo común: uno es un anillo magnético de baja frecuencia, con una inductancia de aproximadamente 50 mH, que mejora significativamente la compatibilidad electromagnética (EMC) en el rango de 500 kHz a 2 MHz. El otro es un anillo magnético de alta frecuencia, con una inductancia de aproximadamente 60 µH, que mejora significativamente la EMC en el rango de 30 MHz a 50 MHz.
Los datos de prueba del anillo magnético de baja frecuencia se muestran en la siguiente figura, y el margen general aumenta en 2dB en el rango de 300KHZ~30MHZ:
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 en pruebas continuas.
Hora de publicación: 07-jun-2023