EMC OPTIMIZATION NG HIGH-SPEED BRUSHLESS MOTOR

1. Mga sanhi ng EMC at mga hakbang sa proteksyon

Sa mga high-speed na brushless na motor, ang mga problema sa EMC ay kadalasang ang focus at kahirapan ng buong proyekto, at ang proseso ng pag-optimize ng buong EMC ay tumatagal ng maraming oras. Samakatuwid, kailangan nating kilalanin nang tama ang mga dahilan para sa paglampas ng EMC sa pamantayan at ang mga kaukulang pamamaraan ng pag-optimize muna.

Pangunahing nagsisimula ang pag-optimize ng EMC sa tatlong direksyon:

• Pagbutihin ang pinagmulan ng panghihimasok

Sa kontrol ng mga high-speed na brushless na motor, ang pinakamahalagang pinagmumulan ng interference ay ang drive circuit na binubuo ng mga switching device tulad ng MOS at IGBT. Nang hindi naaapektuhan ang pagganap ng high-speed na motor, binabawasan ang dalas ng carrier ng MCU, binabawasan ang bilis ng paglipat ng switching tube, at ang pagpili ng switching tube na may naaangkop na mga parameter ay maaaring epektibong mabawasan ang pagkagambala sa EMC.

• Pagbabawas ng coupling path ng interference source

Ang pag-optimize ng PCBA routing at layout ay maaaring epektibong mapabuti ang EMC, at ang pagsasama ng mga linya sa isa't isa ay magdudulot ng mas malaking interference. Lalo na para sa mga linya ng signal na may mataas na dalas, subukang iwasan ang mga bakas na bumubuo ng mga loop at ang mga bakas na bumubuo ng mga antenna. Kung kinakailangan ay maaaring taasan ang shielding layer upang mabawasan ang pagkabit.

• Paraan ng pagharang ng panghihimasok

Ang pinakakaraniwang ginagamit sa pagpapabuti ng EMC ay ang iba't ibang uri ng mga inductance at capacitor, at ang mga angkop na parameter ay pinili para sa iba't ibang mga interferences. Ang Y capacitor at common mode inductance ay para sa common mode interference, at ang X capacitor ay para sa differential mode interference. Ang inductance magnetic ring ay nahahati din sa isang high frequency magnetic ring at isang low frequency magnetic ring, at dalawang uri ng inductance ay kailangang idagdag sa parehong oras kung kinakailangan.

2. EMC optimization case

Sa EMC optimization ng isang 100,000-rpm brushless motor ng aming kumpanya, narito ang ilang mahahalagang punto na inaasahan kong makakatulong sa lahat.

Upang maabot ng motor ang isang mataas na bilis ng isang daang libong rebolusyon, ang paunang dalas ng carrier ay nakatakda sa 40KHZ, na dalawang beses na mas mataas kaysa sa iba pang mga motor. Sa kasong ito, ang iba pang mga paraan ng pag-optimize ay hindi nagawang epektibong mapabuti ang EMC. Ang dalas ay binabawasan sa 30KHZ at ang bilang ng mga oras ng paglipat ng MOS ay nababawasan ng 1/3 bago nagkaroon ng makabuluhang pagpapabuti. Kasabay nito, natagpuan na ang Trr (reverse recovery time) ng reverse diode ng MOS ay may epekto sa EMC, at napili ang isang MOS na may mas mabilis na reverse recovery time. Ang data ng pagsubok ay tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba. Ang margin ng 500KHZ~1MHZ ay tumaas ng humigit-kumulang 3dB at ang spike waveform ay na-flattened:

Dahil sa espesyal na layout ng PCBA, mayroong dalawang high-voltage na linya ng kuryente na kailangang isama sa iba pang linya ng signal. Matapos ang mataas na boltahe na linya ay mapalitan sa isang twisted pair, ang magkaparehong interference sa pagitan ng mga lead ay mas maliit. Ang data ng pagsubok ay tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba, at ang 24MHZ margin ay tumaas ng humigit-kumulang 3dB:

Sa kasong ito, dalawang common-mode inductors ang ginagamit, ang isa ay isang low-frequency magnetic ring, na may inductance na humigit-kumulang 50mH, na makabuluhang nagpapabuti sa EMC sa hanay na 500KHZ~2MHZ. Ang isa pa ay isang high-frequency magnetic ring, na may inductance na humigit-kumulang 60uH, na makabuluhang nagpapabuti sa EMC sa hanay na 30MHZ~50MHZ.

Ang data ng pagsubok ng low-frequency magnetic ring ay ipinapakita sa figure sa ibaba, at ang kabuuang margin ay nadagdagan ng 2dB sa hanay na 300KHZ~30MHZ:

Ang data ng pagsubok ng high-frequency magnetic ring ay ipinapakita sa figure sa ibaba, at ang margin ay nadagdagan ng higit sa 10dB:

Sana lahat ay makapagpalitan ng mga opinyon at mag-brainstorm sa EMC optimization, at mahanap ang pinakamahusay na solusyon sa patuloy na pagsubok.