深圳南柯電子｜電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC電磁兼容性測(cè)試整改：傳導(dǎo)干擾技術(shù)

隨著電動(dòng)汽車、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的快速發(fā)展，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為核心部件，其電磁兼容性（EMC）性能成為影響系統(tǒng)可靠性和安全性的關(guān)鍵因素。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)、控制器、電源等組成，在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的電磁干擾（EMI）可能對(duì)其他電子設(shè)備造成干擾，甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。因此，通過EMC測(cè)試并實(shí)施有效整改，是確保電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)符合法規(guī)要求、提升產(chǎn)品質(zhì)量的必要環(huán)節(jié)。本文深圳南柯電子小編將解讀電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC電磁兼容性測(cè)試整改的多個(gè)內(nèi)容，大家一起來聊聊吧。

一、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC電磁兼容性測(cè)試整改的標(biāo)準(zhǔn)與要求

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的EMC測(cè)試需遵循國(guó)際和國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 18655-2010、GB/T 36282-2018等。這些標(biāo)準(zhǔn)明確了輻射發(fā)射、傳導(dǎo)發(fā)射、輻射抗擾度、傳導(dǎo)抗擾度等測(cè)試項(xiàng)目的限值要求。例如，輻射發(fā)射測(cè)試需在開闊試驗(yàn)場(chǎng)或電波暗室中進(jìn)行，評(píng)估設(shè)備在不同頻率下的電磁輻射水平；傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試則通過人工電源網(wǎng)絡(luò)（LISN）檢測(cè)電源線上的干擾電壓。

二、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC電磁兼容性測(cè)試整改的干擾源分析

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的EMC干擾源主要包括開關(guān)電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、高頻電感器和變壓器等。開關(guān)電源中的開關(guān)器件（如MOSFET、IGBT）在高速開關(guān)過程中會(huì)產(chǎn)生高頻噪聲，通過電源線或信號(hào)線傳導(dǎo)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的PWM信號(hào)可能引發(fā)輻射干擾；高頻電感器和變壓器則因漏感和寄生電容產(chǎn)生共模干擾。

案例分析：某電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)150kHz-3MHz頻段傳導(dǎo)超標(biāo)。經(jīng)分析，問題源于開關(guān)電源的差模干擾。通過增大X電容的容值，形成分流回路，將高頻干擾消耗在內(nèi)部，最終成功通過測(cè)試。

三、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC電磁兼容性測(cè)試整改的策略

1、電路設(shè)計(jì)優(yōu)化

（1）選擇低噪聲元器件：采用屏蔽性能良好的芯片和電容，降低噪聲發(fā)射；

（2）優(yōu)化電路布局：減小高頻信號(hào)線與低頻信號(hào)線的回路面積，避免相互干擾；

（3）增加濾波電路：在電源線、信號(hào)線等關(guān)鍵位置增加LC濾波器，抑制干擾信號(hào)的傳遞。

2、屏蔽與接地

（1）屏蔽措施：對(duì)輻射干擾較大的電路或設(shè)備進(jìn)行屏蔽，如使用金屬外殼或?qū)щ娔z帶；

（2）接地設(shè)計(jì)：確保良好的接地，降低對(duì)地阻抗，減少線纜與大地的寄生電容。對(duì)于非金屬外殼設(shè)備，可采用多點(diǎn)接地或混合接地方式。

3、布線與電纜管理

（1）信號(hào)線與電源線分開走線：避免交叉，并盡量縮短線長(zhǎng)，減少耦合噪聲；

（2）使用屏蔽電纜：在連接電機(jī)等干擾源時(shí)，采用帶有屏蔽層的電纜，并確保屏蔽層多點(diǎn)接地。

4、軟件與算法優(yōu)化

（1）頻率抖動(dòng)技術(shù)：通過調(diào)整開關(guān)頻率，降低特定頻率的干擾強(qiáng)度；

（2）數(shù)字濾波算法：在信號(hào)處理中加入數(shù)字濾波器，抑制高頻噪聲。

四、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC電磁兼容性測(cè)試整改的案例

1、開關(guān)電源差模干擾整改

問題描述：某電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試中，150kHz頻段超標(biāo)。

整改措施：

（1）增大X電容的容值，從0.1μF增加至0.47μF；

（2）調(diào)整共模電感的繞制方式，采用雙線并繞，增大漏感以抑制差模噪聲。

效果驗(yàn)證：整改后，150kHz頻段的傳導(dǎo)干擾降低了15dB，成功通過測(cè)試。

2、電機(jī)輻射干擾整改

問題描述：某電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在輻射發(fā)射測(cè)試中，30MHz-1GHz頻段超標(biāo)。

整改措施：

（1）為電機(jī)添加鋁合金屏蔽罩，減少輻射泄漏；

（2）優(yōu)化電機(jī)電纜布線，避免與敏感信號(hào)線平行布置。

效果驗(yàn)證：整改后，30MHz-1GHz頻段的輻射干擾降低了20dB，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

五、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC電磁兼容性測(cè)試整改的驗(yàn)證與評(píng)估

整改完成后，需重新進(jìn)行EMC測(cè)試，驗(yàn)證整改效果。驗(yàn)證內(nèi)容包括：

1、傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試：檢查電源線和信號(hào)線上的干擾電壓是否符合標(biāo)準(zhǔn)限值；

2、輻射發(fā)射測(cè)試：評(píng)估設(shè)備在不同頻率下的電磁輻射水平是否達(dá)標(biāo)；

3、抗擾度測(cè)試：模擬靜電放電、浪涌沖擊等干擾，驗(yàn)證設(shè)備的抗干擾能力。

綜上所述，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC電磁兼容性測(cè)試整改是一個(gè)系統(tǒng)性工程，需從電路設(shè)計(jì)、屏蔽接地、布線管理等多方面入手。通過科學(xué)的干擾源分析、針對(duì)性的整改策略和嚴(yán)格的驗(yàn)證評(píng)估，可有效提升電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的EMC性能，確保其在復(fù)雜電磁環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行。未來，隨著新能源汽車和工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，EMC技術(shù)將在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮更加重要的作用。

審核編輯 黃宇