無刷直流電機PWM的EMI抑制整改措施

一、引言?

近年來隨著我國經濟水平發展和人民生活水平的提高，消費水平的不斷升級，對電子產品的電磁兼容 EMC要求越來越高。這就要求技術人員在產品設計初期，既要考慮產品的基本功能，也要兼顧電磁兼容水平，尤其是電磁干擾發射量。否則在產品開發后期進行整改，耗費人力物力，而且改善效果也不明顯。無刷直流電機作為許多產品的重要組成部分，例如掃地機，吸塵器，電子門鎖，汽車上的雨刮、空調壓縮機以及其他各種電動類產品等，電機電磁輻射問題也關乎產品的電磁輻射能否達標，本文將主要圍繞直流無刷電機的噪聲來源進行分析并提出相應的解決對策，最后進行實際案例分享。

二、無刷直流電機PWM調制原理

無刷直流電機PWM脈寬調制調速是通過斬波器將直流電源斬成PWM波，從而改變加在電樞兩端的電壓平均值，以調節電動機的轉速。例如采用HPWM-LON調制模式，即兩相導通星型三相六狀態工作方式下對應導通的上橋臂功率開關管Q1、Q3、Q5，開關管受PWM信號調制,下橋臂功率開關Q4、Q5、Q2恒導通。

三、EMI的產生

EMI 兩種形式: 傳導和輻射。輻射EMI可采用金屬盒屏蔽，傳導 EMI 則采用濾波器阻止。由于傳導EMI和輻射EMI源于同一能量源，能量必須有地方消耗掉，阻斷傳導EMI通常導致輻射EMI增加，因此，有效的EMI抑制技術依賴于EMI機理的徹底理解，以使在源上減小EMI，而不是僅僅在產生后去阻斷。輻射EMI路徑難以確定，輻射EMI的機理也就無法完整地分析。相反，傳導EMI路徑很好確定，分析傳導EMI有助于確定EMI源、理解EMI產生的機理，減少這個源頭，可有效地減少了傳導EMI和輻射EMI。所以，重點是傳導EMI。

傳導EMI中的耦合電流是寄生電容中電流之和，由大的du/dt、大的方波電壓幅值引起，耦合電流有差模分量、共模分量，差模、共模路徑各不相同。

（1）差模 EMI

電機控制器釆用PWM調制，雖然產生了較好的正弦波，但也在輸出端疊加了髙次諧波，這些髙次諧波在輸出端產生差模干擾。其產生差模干擾的主要原因是功率管的通斷使逆變橋輸入電流是一個脈動電流信號，從差模電流傳播途徑來看，主要在輸入測直流母線正負極以及交流線纜上傳播。