EMC بهینه سازی موتور پرسرعت براشلس

1. علل EMC و اقدامات حفاظتی

در موتورهای براشلس پرسرعت، مشکلات EMC اغلب تمرکز و سختی کل پروژه است و فرآیند بهینه سازی کل EMC زمان زیادی می برد. بنابراین، ابتدا باید علل فراتر رفتن EMC از استاندارد و روش های بهینه سازی مربوطه را به درستی تشخیص دهیم.

بهینه سازی EMC عمدتا از سه جهت شروع می شود:

• منبع تداخل را بهبود بخشید

در کنترل موتورهای براشلس پرسرعت، مهمترین منبع تداخل، مدار محرکه متشکل از وسایل سوئیچینگ مانند MOS و IGBT است. بدون تاثیر بر عملکرد موتور پرسرعت، کاهش فرکانس حامل MCU، کاهش سرعت سوئیچینگ لوله سوئیچینگ و انتخاب لوله سوئیچینگ با پارامترهای مناسب می تواند به طور موثر تداخل EMC را کاهش دهد.

• کاهش مسیر کوپلینگ منبع تداخل

بهینه سازی مسیریابی و چیدمان PCBA می تواند به طور موثر EMC را بهبود بخشد و اتصال خطوط به یکدیگر باعث تداخل بیشتر می شود. به خصوص برای خطوط سیگنال با فرکانس بالا، سعی کنید از ایجاد حلقه های ردپای و آنتن های ایجاد ردپای خودداری کنید. در صورت لزوم می توان لایه محافظ را برای کاهش جفت افزایش داد.

• ابزارهای مسدود کردن تداخل

رایج ترین مورد استفاده در بهبود EMC انواع مختلف سلف ها و خازن ها است و پارامترهای مناسب برای تداخل های مختلف انتخاب می شوند. خازن Y و اندوکتانس حالت مشترک برای تداخل حالت مشترک و خازن X برای تداخل حالت دیفرانسیل است. حلقه مغناطیسی اندوکتانس نیز به یک حلقه مغناطیسی با فرکانس بالا و یک حلقه مغناطیسی با فرکانس پایین تقسیم می شود و در صورت لزوم دو نوع اندوکتانس باید همزمان اضافه شوند.

2. مورد بهینه سازی EMC

در بهینه سازی EMC موتور براشلس 100000 دور در دقیقه شرکت ما، در اینجا چند نکته کلیدی وجود دارد که امیدوارم برای همه مفید باشد.

برای اینکه موتور به سرعت بالای صد هزار دور برسد، فرکانس حامل اولیه روی 40 کیلوهرتز تنظیم شده است که دو برابر موتورهای دیگر است. در این مورد، سایر روش‌های بهینه‌سازی نتوانسته‌اند به طور موثر EMC را بهبود بخشند. فرکانس به 30 کیلوهرتز کاهش می یابد و تعداد دفعات سوئیچینگ MOS قبل از بهبود قابل توجهی 1/3 کاهش می یابد. در همان زمان، مشخص شد که Trr (زمان بازیابی معکوس) دیود معکوس MOS بر EMC تأثیر دارد و MOS با زمان بازیابی معکوس سریع‌تر انتخاب شد. داده های تست مطابق شکل زیر می باشد. حاشیه 500 کیلوهرتز ~ 1 مگاهرتز حدود 3 دسی بل افزایش یافته و شکل موج سنبله صاف شده است:

با توجه به طرح خاص PCBA، دو خط برق فشار قوی وجود دارد که باید با خطوط سیگنال دیگر همراه شوند. پس از تغییر خط فشار قوی به یک جفت پیچ خورده، تداخل متقابل بین لیدها بسیار کمتر است. داده های تست مطابق شکل زیر است و حاشیه 24 مگاهرتز حدود 3 دسی بل افزایش یافته است:

در این مورد، از دو سلف حالت معمولی استفاده می شود که یکی از آنها یک حلقه مغناطیسی با فرکانس پایین، با اندوکتانس در حدود 50mH است که به طور قابل توجهی EMC را در محدوده 500KHZ~2MHZ بهبود می بخشد. دیگری یک حلقه مغناطیسی با فرکانس بالا، با اندوکتانس در حدود 60uH است که به طور قابل توجهی EMC را در محدوده 30MHZ تا 50MHZ بهبود می بخشد.

داده های آزمایش حلقه مغناطیسی فرکانس پایین در شکل زیر نشان داده شده است و حاشیه کلی 2dB در محدوده 300KHZ~30MHZ افزایش یافته است:

داده های تست حلقه مغناطیسی فرکانس بالا در شکل زیر نشان داده شده است و حاشیه آن بیش از 10 دسی بل افزایش یافته است:

امیدوارم همه بتوانند در مورد بهینه سازی EMC تبادل نظر و طوفان فکری داشته باشند و بهترین راه حل را در آزمایش مداوم بیابند.