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2018年

驱动单元设计中电磁兼容的处理方法解析

电磁滋扰一样平常经由过程空间辐射和经由过程导线传导,在工程领域不停是人们要办理的难题和钻研热点。驱动单元作为大年夜功率模块,此中的放大年夜电路、开关电路和逆变电路等主电路可能对电磁情况存在滋扰,以是在驱动单元设计中就必须完善办理电磁兼容问题。

电磁兼容基滥觞基本理

电磁兼容性指电器及电子设备在合营的电磁情况中能履行各自功能的共存状态,均能正常事情互不滋扰,达到兼容状态。

电磁滋扰可以经由过程期域和频域进行表示,大年夜部分滋扰旌旗灯号都是时变的,为评论争论和阐发方便,都采纳频域阐发措施为宜。范例的旌旗灯号表示要领有正弦、非正弦、周期性、非周期性和脉冲等,它们都是经由过程空间辐射和经由过程导线传导的。工程中对非周期旌旗灯号和脉冲旌旗灯号运用较多,将滋扰旌旗灯号用f(t)表示,非周期性旌旗灯号傅立叶积分为

同样也可以对脉冲旌旗灯号进行傅立叶变换,得出频谱图。

电磁滋扰是经由过程电场和磁场进行传播的,是以,其基础单位也可以用电场和磁场的单位来表示,工程上普遍采纳分贝来对电磁滋扰进行量测,即db。

电磁兼容详细实施

在驱动单元外壳拔取时,应综合性价比斟酌樊篱效果较好的材料。在驱动单元的的设计中,中心点钳位型pwm逆变电路作为主事情电路,在功率器件开关时,电路会孕育发生谐波电流,同时高频因素会向空间辐射。pwm逆变事情电路如图1:

为此,在元器件选择、电路板设计和接口设计等各个环节就应充分斟酌电磁兼容性,使驱动模块事情在正常状态而不影响其他设备。

元器件的EMC斟酌

为达到电磁兼容而应用的元件平日是采纳削减并联通路阻抗的措施来减小噪声电压或增添电流畅路阻抗来减小噪声电流。

所有元件及互连线都邑孕育发生谐振征象,是以在元件选择上,要充分包管线路的低阻抗配电。串联谐振电路的输入阻抗很低,然则根据电路不合的q值,输出电压可能大年夜大年夜高于输入电压,因为大年夜电流高电压的呈现,串联谐振异常轻易孕育发生高电平的辐射或传到发射;并联谐振会形成一个高的线路阻抗,也会孕育发生高电流。

电路的板级EMC斟酌

在电路道理图设计时,就应充分斟酌一样平常元器件和功率器件的放置,主要应该留意以下五点:

(1)节制芯片无用端要经由过程响应的匹配电阻接电源或接地集成电路上接地或接电源端都要接,不要悬空;

(2)继电器必要匹配上高频电容

(3)每个集成电路需配一个去耦电容;

(4)低落负载电容,以使接近输出真个集电极开路驱动器便于上拉,电阻值只管即便大年夜;

(5)电路上不要应用可编程器件。

在pcb设计时,只管即便不要应用单面板,同时,模拟电路数字电路要分开结构,中、高速电路也应分开结构,接地线要明确,不能所有接地都共用;pcb走线上需串接电阻,以低落节制旌旗灯号线高低沿的跳变速度;处置惩罚器或发烧器件需经由过程导热材料与其它芯片隔离,并在处置惩罚器周围多点射频接地。

在pwm逆变事情电路上,为限定输入端谐波电流,可以在直流环节前端并联滤波电容器,如图2所示,同时还可以在直流母线上串联直流电抗器。别的,可以在电路的输入端加谐波滤波器,此措施加装简单、资源低、维修方便,然则轻易受系统参数的影响。

接地斟酌

接地是电磁兼容紧张步伐,接地可以低落功率模块噪声、低落串扰和防止静电的积聚。驱动单元的接地原则是旌旗灯号地和电源地分开,高功率在近来的位置单点接地,同时ac安然地应与单元外壳相连。

接口滤波斟酌

为方便通讯,驱动单元都留有rs232或rs485接口,为此,设计中接口电路需进行滤波处置惩罚。平日采纳差动线路驱动和接管的措施来前进线路接口的抗扰度。低于旌旗灯号电平并加在非畸变旌旗灯号上的噪声脉冲电压与叠加在畸变旌旗灯号上的噪声脉冲比拟,弗成能跨越接管器输入真个开关阈值,是以在接管器输入端加端接电阻可以削减反射并改良旌旗灯号质量和前进电路接口抗扰性。差动接管电路如图3。

电磁兼容问题处置惩罚的短长直接影响着我们驱动单元设计的成败,以是电磁兼容问题必须获得很好的办理。信托看过本文所枚举出的几种处置惩罚措施,大年夜家在设计中会妥善处置惩罚好驱动单元设计中电磁兼容的问题。