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如何解決電機控制器傳導發射過程中遇到的地環路干擾

作者:時間:2019-09-24來源:網絡收藏

良好的接地設計不僅能保證電路內部互不干擾,而且可以減少電路的干擾發射,接地技術是解決電磁兼容問題的常用技術,成本低效果明顯。然而,不恰當的接地方式也會給電路引入干擾,如地環路干擾。

本文引用地址:http://www.sncsn.tw/article/201909/405148.htm

地環路干擾問題的產生


圖1 初掃結果

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圖2 增加接地點后掃描結果,6.1M超標

地環路干擾問題的試驗和分析

用頻譜分析儀和近場探頭定位噪聲點,確定干擾來自電機控制器的DCDC輸出線。DCDC模塊是電機控制器內的最大干擾源,干擾很容易通過輸出線纜向外傳導或者直接通過空間向   外輻射,甚至耦合到其他電源線、信號線,此外,DCDC輸出負極通過鈑金件直接接機殼,即已經和接地參考平面相連,如果處理不好,就可能導致地電位不穩。

由于電機控制器傳導發射低壓側只要求測試12V/24V電源線,并不直接測試DCDC輸出線,故推測6.1M干擾是DCDC模塊通過線束耦合到12V/24V電源線。首先在DCDC模塊的相關信號線上套鐵氧體磁環,對6.1M頻點沒有改善;用銅箔將信號線包裹起來并粘接機殼內壁,同樣沒有效果;在DCDC模塊的CAN通訊線上套鐵氧體磁環,沒有效果......

試驗N多方法仍然對6.1M頻點束手無策,回憶6.1M頻點到底從何而來,猜想會不會是因為增加接地點引起的呢,于是嘗試去掉增加的接地點,6.1M頻點馬上變好,如圖3所示。

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圖3 去掉接地點后掃描結果

將增加的接地點恢復,6.1M又超標,可以復原現象,說明6.1M處干擾確實是接地問題引起的。觀察增加的接地點位置,正好在DCDC輸出線正負極之間,如圖4所示,機器初始的接地點如圖5所示,使用銅帶編織網接接地參考平面,兩點接地會引起地環路干擾,6.1M超標很有可能是地環路干擾引起的。

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圖4 增加的接地點的實物位置

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圖5 控制器初始接地位置

當DCDC模塊工作時,DC+和DC-輸出線會攜帶很強的干擾電流,DC-直接與機殼相連。測試模型圖如圖6所示,當沒有接地點B時,干擾電流主要通過DC輸出線與接地參考平面之間的   雜散電容形成回路;當在DC+和DC-之間增加接地點B時,恰好為干擾電流提供了直接的低阻抗通路,就會出現地環路電流,導致更大的共模電流,進而出現傳導發射超標的現象。

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圖6 測試系統模型圖(接地點C是測試標準要求的:低壓蓄電池負極接地)

地環路干擾問題的解決

地環路干擾產生的內在原因是地環路電流的存在,地環路電流是因為兩個接地點的電位不同形成電壓導致的。常用的解決地環路干擾問題的方法有單點接地,采用隔離變壓器或光耦隔離器隔離,安裝共模扼流圈增加地環路阻抗等。在本整改測試試驗中,只需要將增加的接地點遠離DCDC輸出線,保證兩個接地點的電位相近,就可以避免和減弱地環路干擾。如圖7所示,將增加的接地點布置在機器的另一側,遠離干擾輸出端,就可以避免6.1M超標同時抑制32M、41M和65M干擾點,如圖8所示,結合其他措施,就可以通過傳導發射試驗。

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圖7 分析后增加的接地點位置

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圖8 更改接地點位置之后的掃描結果

總結

兩 點接地和多點接地很容易引起地環路干擾問題,在機器外殼有輸出線纜時應尤為注意,防止接地點的電位相差過大,當頻率比較低時,應盡量選擇單點接地。接地技術是解決電  磁兼容問題最簡便成本最低的技術,同時也是最有講究的技術,所以在設計前期多考慮接地方式、接地位置對后續EMC測試與整改會有很大幫助。



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