1 前言

 

在智能家居飛速拓展的同時(shí)，電機(jī)EMI問(wèn)題也成為了行業(yè)內(nèi)的一大難題。為什么會(huì)這么說(shuō)了，智能家居很大部分的電子產(chǎn)品內(nèi)部工作核心或者行走的關(guān)鍵都是由電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行的，例如掃地機(jī)器人，就是靠電機(jī)進(jìn)行移動(dòng)和垃圾的清掃，按摩椅的推敲揉捏，都是靠電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

 

 

而這些電機(jī)絕大多數(shù)還都是直流有刷電機(jī)，這類電機(jī)與其他電機(jī)相比，優(yōu)勢(shì)勝在驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，輕巧實(shí)用。

 

2 有刷電機(jī)的組成

 

直流有刷電機(jī)的大致分為定子（主磁極）、轉(zhuǎn)子（電樞鐵芯）、電刷、換向片和外殼這5部分，大致結(jié)構(gòu)如圖所示。

 

 

但是問(wèn)題點(diǎn)也很明確，此類電機(jī)的EMI主要來(lái)源就是電機(jī)的電刷與換向片不斷換向拉弧再經(jīng)電源線發(fā)射出去。或許有些小伙伴會(huì)說(shuō)，我不用它不就好了嗎？！當(dāng)然有錢任性的小伙伴可以為所欲為，本文主要是針對(duì)這種直流有刷電機(jī)而言。

 

 

3 輻射源頭及傳統(tǒng)濾波

 

而這個(gè)換向器卻又是整個(gè)直流有刷電機(jī)的核心之一，不可替換。此類電機(jī)的換向片少的只有幾對(duì)，多的十?dāng)?shù)對(duì)，但是其EMI輻射測(cè)試數(shù)據(jù)都會(huì)與下圖類似。整個(gè)頻段數(shù)據(jù)都雜亂無(wú)章，且DB方向幅度大。

 

 

比較常見(jiàn)的整改手法或者方式就是加電容，加電容過(guò)不了再加個(gè)電感，在加電感的基礎(chǔ)上仍過(guò)不了，就會(huì)再加個(gè)壓敏電阻?？墒轻槍?duì)不同的電機(jī)，這三樣器件的使用情況也是不同，實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)對(duì)比確實(shí)是有效果，但是卻也達(dá)不到測(cè)試通過(guò)的要求。

 

 

而這也是難倒很多廠家的問(wèn)題，其實(shí)我們可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次濾波就可以做到很好的效果?？赡芎芏鄰S家都曾經(jīng)加電感電容進(jìn)行二次濾波，效果卻不是十分滿意，難倒說(shuō)二次濾波沒(méi)有效果嗎？不是你的二次濾波與一次濾波的電感電容離得太近沒(méi)有形成二次濾波的效果，可是離得太遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)又不允許。

 

4 良好的二級(jí)濾波的重要性

 

其實(shí)，在做二次濾波前，大家可以分析下數(shù)據(jù)，一次濾波的時(shí)候，很大部分“低頻”問(wèn)題都以及解決了，剩下的都是高頻問(wèn)題，我們做二次濾波的時(shí)候，只要針對(duì)這部分高頻問(wèn)題下手就好。下面給大家看下，用BDL進(jìn)行二次濾波后的測(cè)試數(shù)據(jù)。

 

 

下面兩張圖是對(duì)一3萬(wàn)轉(zhuǎn)電機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)，分別是沒(méi)有加任何器件的電機(jī)數(shù)據(jù)，與單獨(dú)加一個(gè)BDL的測(cè)試數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)BDL在高頻濾波的效果十分顯著。

 

 

5 總結(jié)

 

前面說(shuō)了這么多，主要是想告訴大家，在對(duì)電機(jī)進(jìn)行EMI整改的時(shí)候，不要指望某一個(gè)器件就可以解決全部問(wèn)題。因?yàn)殡姍C(jī)的輻射問(wèn)題包含了整個(gè)頻段，沒(méi)有那個(gè)器件的濾波頻段是可以實(shí)現(xiàn)這么大的，我們需要對(duì)測(cè)試進(jìn)行分析后，再有針對(duì)性的進(jìn)行整改。低頻問(wèn)題加電感，高頻部分問(wèn)題加電容，二次濾波盡量不要再重復(fù)同類型的LC器件。 

 

除此之外，還可以從電機(jī)本身的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些細(xì)微的調(diào)整，例如：將電機(jī)的碳刷和換向器的含銅量降低，電機(jī)圓柱型的結(jié)構(gòu)變換成橢圓型，等等。因?yàn)檎麄€(gè)輻射究其根本還是電機(jī)本身引起的，從病根上解決問(wèn)題才是最有效的，外部輔助電路也是為了降低電機(jī)的輻射而存在的，所以電機(jī)廠商研發(fā)電機(jī)的時(shí)候，就應(yīng)該確認(rèn)電機(jī)的一些參數(shù)搭配，怎么才能最大化的降低EMI問(wèn)題，而不是生產(chǎn)出來(lái)后再進(jìn)行整改!

 

 

推薦閱讀：

 

【實(shí)戰(zhàn)講解】怎樣為開(kāi)關(guān)電源選擇合適的電感