OTTIMIZZAZIONE EMC DEL MOTORE BRUSHLESS AD ALTA VELOCITÀ

1. Cause di EMC e misure di protezione

Nei motori brushless ad alta velocità, i problemi EMC sono spesso il fulcro e la difficoltà dell'intero progetto e il processo di ottimizzazione dell'intero EMC richiede molto tempo. Pertanto, dobbiamo prima riconoscere correttamente le cause del superamento della norma EMC e i relativi metodi di ottimizzazione.

L’ottimizzazione EMC parte principalmente da tre direzioni:

• Migliorare la fonte di interferenza

Nel controllo dei motori brushless ad alta velocità, la fonte di interferenza più importante è il circuito di azionamento composto da dispositivi di commutazione come MOS e IGBT. Senza influenzare le prestazioni del motore ad alta velocità, riducendo la frequenza portante dell'MCU, riducendo la velocità di commutazione del tubo di commutazione e selezionando il tubo di commutazione con parametri appropriati è possibile ridurre efficacemente le interferenze EMC.

• Riduzione del percorso di accoppiamento della fonte di interferenza

L'ottimizzazione dell'instradamento e del layout del PCBA può migliorare efficacemente la compatibilità elettromagnetica e l'accoppiamento delle linee tra loro causerà maggiori interferenze. Soprattutto per le linee di segnale ad alta frequenza, cercare di evitare che le tracce formino anelli e le tracce formino antenne. Se necessario è possibile aumentare lo strato schermante per ridurre l'accoppiamento.

• Mezzi per bloccare le interferenze

I più comunemente utilizzati nel miglioramento EMC sono vari tipi di induttanze e condensatori e vengono selezionati parametri adatti per le diverse interferenze. Il condensatore Y e l'induttanza di modo comune sono per l'interferenza di modo comune, mentre il condensatore X è per l'interferenza di modo differenziale. L'anello magnetico dell'induttanza è anche diviso in un anello magnetico ad alta frequenza e un anello magnetico a bassa frequenza e, se necessario, è necessario aggiungere due tipi di induttanze contemporaneamente.

2. Caso di ottimizzazione EMC

Nell'ottimizzazione EMC di un motore brushless da 100.000 giri/min della nostra azienda, ecco alcuni punti chiave che spero possano essere utili a tutti.

Per far sì che il motore raggiunga l'elevata velocità di centomila giri, la frequenza portante iniziale è impostata su 40 KHZ, che è il doppio di quella degli altri motori. In questo caso, altri metodi di ottimizzazione non sono stati in grado di migliorare efficacemente la compatibilità elettromagnetica. La frequenza viene ridotta a 30 KHZ e il numero di tempi di commutazione MOS viene ridotto di 1/3 prima che si verifichi un miglioramento significativo. Allo stesso tempo, si è scoperto che il Trr (tempo di ripristino inverso) del diodo inverso del MOS ha un impatto sulla EMC ed è stato selezionato un MOS con un tempo di ripristino inverso più rapido. I dati del test sono come mostrato nella figura seguente. Il margine di 500 KHZ~1 MHZ è aumentato di circa 3 dB e la forma d'onda del picco è stata appiattita:

A causa della disposizione speciale del PCBA, ci sono due linee elettriche ad alta tensione che devono essere raggruppate con altre linee di segnale. Dopo che la linea ad alta tensione viene sostituita con un doppino intrecciato, l'interferenza reciproca tra i conduttori è molto minore. I dati del test sono come mostrati nella figura seguente e il margine a 24 MHZ è aumentato di circa 3 dB:

In questo caso vengono utilizzati due induttori di modo comune, uno dei quali è un anello magnetico a bassa frequenza, con un'induttanza di circa 50 mH, che migliora significativamente la compatibilità elettromagnetica nell'intervallo 500 KHZ~2 MHZ. L'altro è un anello magnetico ad alta frequenza, con un'induttanza di circa 60uH, che migliora significativamente la compatibilità elettromagnetica nell'intervallo 30MHZ~50MHZ.

I dati di test dell'anello magnetico a bassa frequenza sono mostrati nella figura seguente e il margine complessivo è aumentato di 2 dB nell'intervallo 300 KHZ ~ 30 MHZ:

I dati di test dell'anello magnetico ad alta frequenza sono mostrati nella figura seguente e il margine è aumentato di oltre 10 dB:

Spero che tutti possano scambiarsi opinioni e fare brainstorming sull'ottimizzazione EMC e trovare la soluzione migliore nei test continui.