在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)模塊時(shí)，應(yīng)考慮哪些電磁兼容問題？

作為大功率模塊的驅(qū)動(dòng)電源，開關(guān)電路.放大電路和逆變電路等主電路可能會(huì)干擾電磁環(huán)境。因此，在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)模塊時(shí)，必須考慮電磁兼容性，以避免驅(qū)動(dòng)單元對(duì)外界的干擾。

1.電磁兼容基本原理

電磁兼容性是指電器和電子設(shè)備能夠在共同的電磁環(huán)境中實(shí)現(xiàn)各自功能的共存狀態(tài)，能夠正常工作，達(dá)到兼容狀態(tài)。

電磁干擾可以通過時(shí)域和頻域來表示。干擾信號(hào)大多是時(shí)變的。為了便于討論和分析，應(yīng)采用頻域分析方法。典型的信號(hào)表示方式是正弦.非正弦.周期性.非周期性和脈沖通過空間輻射和導(dǎo)線傳導(dǎo)。非周期性信號(hào)和脈沖信號(hào)被廣泛應(yīng)用于工程中，干擾信號(hào)被使用f（t）這意味著非周期性信號(hào)傅立葉積分為。還可以改變脈沖信號(hào)傅立葉，得到頻譜圖。

電磁干擾通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳播。因此，其基本單位也可以用電場(chǎng)和磁場(chǎng)單位來表示。分貝廣泛用于測(cè)量工程中的電磁干擾，即db。

2.電磁兼容具體實(shí)施

選擇驅(qū)動(dòng)單元外殼時(shí)，應(yīng)綜合考慮屏蔽效果好的材料。在驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)中，中間點(diǎn)鉗位型pwm逆變器電路作為主工作電路，在功率器件開關(guān)時(shí)，電路會(huì)產(chǎn)生諧波電流，高頻成分會(huì)輻射到空間。pwm逆變工作電路如圖1所示。

為此，選擇元件.電路板設(shè)計(jì)和接口設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮電磁兼容性，使驅(qū)動(dòng)模塊在不影響其他設(shè)備的情況下正常工作。

2.1元器件的EMC考慮

為了實(shí)現(xiàn)電磁兼容，通常采用降低并聯(lián)通路阻抗的方法來降低噪聲電壓或增加電流通路阻抗來降低噪聲電流。所有元件和互連線都會(huì)產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，因此在選擇元件時(shí)，要充分保證線路的低阻抗配電。

串聯(lián)諧振電路的輸入阻抗很低，但根據(jù)電路的不同q值，輸出電壓可能大大高于輸入電壓。由于大電流和高電壓的出現(xiàn)，串聯(lián)諧振很容易產(chǎn)生高電平輻射或傳輸?shù)桨l(fā)射；并聯(lián)諧振會(huì)形成高電路阻抗和高電流。

2.2電路的板級(jí)EMC考慮

在設(shè)計(jì)電路原理圖時(shí)，應(yīng)充分考慮一般元器件和功率器件的放置，主要注意以下五點(diǎn)：

(1)繼電器需要匹配高頻電容；

(2)各集成電路應(yīng)配備去耦電容；

(3)控制芯片的無用端應(yīng)通過相應(yīng)的匹配電阻連接到電源或接地集成電路上的接地或接地端，不得懸掛；

(4)看門狗電路上不要使用可編程器件；

(5)降低負(fù)載電容，使輸出端附近的集電極開路驅(qū)動(dòng)器便于上拉，電阻值盡可能大。

在pcb設(shè)計(jì)時(shí)，盡量不要使用單面板，同時(shí)，模擬電路和數(shù)字電路要分開布局；中間，盡量不要使用單面板，同時(shí)，模擬電路和數(shù)字電路要分開布局；.高速電路也要分開布局；接地線要明確，不能全部接地共用；pcb線路應(yīng)串聯(lián)電阻，以降低控制信號(hào)線上下邊緣的跳轉(zhuǎn)率；處理器或加熱器件應(yīng)通過導(dǎo)熱材料與其他芯片隔離，并在處理器周圍多點(diǎn)射頻接地。

在pwm在逆變工作電路上，為了限制輸入端的諧波電流，可以在直流環(huán)節(jié)前端并聯(lián)濾波電容器，如圖2所示；同時(shí)，可以在直流母線上串聯(lián)直流電抗器。此外，可以在電路的輸入端添加諧波濾波器，這很容易安裝.成本低.維護(hù)方便，但容易受到系統(tǒng)參數(shù)的影響。

2.3接地考慮

接地是電磁兼容的重要措施，可降低功率模塊噪聲.減少串?dāng)_，防止靜電積聚。驅(qū)動(dòng)單元的接地原理是信號(hào)和電源的分離；最近位置高功率單點(diǎn)接地；同時(shí)，ac安全應(yīng)與單元外殼連接。

2.4考慮接口濾波

為了方便通信，所有驅(qū)動(dòng)單元都有rs232或rs485接口，因此，接口電路的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行濾波處理。通常采用差動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)和接收方法來提高電路接口的抗擾性。與疊加在畸變信號(hào)上的噪聲脈沖相比，低于信號(hào)電平并添加在非畸變信號(hào)上的噪聲脈沖電壓不可能超過接收器輸入端的開關(guān)閾值，因此在接收器輸入端增加端接電阻可以減少反射，提高信號(hào)質(zhì)量，提高電路接口的抗擾性。差動(dòng)接收電路如圖3所示。