PAG-OPTIMISA NG EMC NG HIGH-SPEED BRUSHLESS MOTOR

1. Mga sanhi ng EMC at mga hakbang sa proteksyon

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

Ang pag-optimize ng EMC ay pangunahing nagsisimula sa tatlong direksyon:

• Pagbutihin ang pinagmumulan ng panghihimasok

Sa pagkontrol ng mga high-speed brushless 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 performance ng high-speed motor, ang pagbabawas ng MCU carrier frequency, ang pagpapalit ng switching speed ng switching tube, at ang pagpili ng switching tube na may naaangkop na mga parameter ay maaaring epektibong makabawas sa EMC interference.

• Pagbabawas ng landas ng pagkabit ng pinagmumulan ng panghihimasok

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

• Paraan ng pagharang sa panghihimasok

Ang pinakakaraniwang ginagamit sa pagpapabuti ng EMC ay ang iba't ibang uri ng inductance at capacitor, at ang mga angkop na parameter ay pinipili para sa iba't ibang interference. 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 rin sa high frequency magnetic ring at low frequency magnetic ring, at dalawang uri ng inductance ang kailangang idagdag nang sabay-sabay kung kinakailangan.

2. Kaso ng pag-optimize ng EMC

Sa pag-optimize ng EMC 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 mataas na bilis na isang daang libong rebolusyon, ang paunang dalas ng carrier ay nakatakda sa 40KHZ, na doble ang taas kaysa sa ibang mga motor. Sa kasong ito, ang ibang mga paraan ng pag-optimize ay hindi epektibong nakapagpabuti ng EMC. Ang dalas ay binabawasan sa 30KHZ at ang bilang ng mga oras ng paglipat ng MOS ay binabawasan ng 1/3 bago magkaroon ng makabuluhang pagbuti. Kasabay nito, natuklasan na ang Trr (reverse recovery time) ng reverse diode ng MOS ay may epekto sa EMC, at isang MOS na may mas mabilis na reverse recovery time ang napili. Ang datos ng pagsubok ay ipinapakita sa pigura sa ibaba. Ang margin na 500KHZ~1MHZ ay tumaas ng humigit-kumulang 3dB at ang spike waveform ay na-flatten:

Dahil sa espesyal na layout ng PCBA, mayroong dalawang linya ng kuryente na may mataas na boltahe na kailangang isama sa iba pang mga linya ng signal. Matapos baguhin ang linya ng mataas na boltahe sa isang twisted pair, ang mutual interference sa pagitan ng mga lead ay mas maliit. Ang datos ng pagsubok ay ipinapakita sa larawan sa ibaba, at ang 24MHZ margin ay tumaas ng humigit-kumulang 3dB:

Sa kasong ito, dalawang common-mode inductor ang ginagamit, isa na rito 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 datos ng pagsubok ng low-frequency magnetic ring ay ipinapakita sa pigura sa ibaba, at ang kabuuang margin ay nadagdagan ng 2dB sa hanay na 300KHZ~30MHZ:

Ang datos ng pagsubok ng high-frequency magnetic ring ay ipinapakita sa pigura sa ibaba, at ang margin ay tumaas ng higit sa 10dB:

Umaasa ako na ang lahat ay makapagpalitan ng mga opinyon at makapag-isip-isip tungkol sa EMC optimization, at mahanap ang pinakamahusay na solusyon sa patuloy na pagsubok.